Zeichnen von Objekten (Einführung)

In diesem Kapitel wird das Zeichnen von Objekten beschrieben und die damit verbundenen Techniken und Möglichkeiten von CAD6. Des Weiteren wird auf typische Problemstellungen hingewiesen und die entsprechenden Lösungen von Malz++Kassner CAD6 werden vorgestellt.

Punkte mit der Maus definieren

Die einfachste Art, Objekte auf der Zeichenfläche zu positionieren, ist über die Mauseingabe. Hierzu ein Beispiel: Der Befehl Zeichnen > Kreis > Durch 3 Punkte erwartet vom Benutzer die Eingabe von drei Punkten. Sowohl der gewählte Befehl als auch die erwartete Eingabe sind in der Statusleiste angezeigt.

Jeweils durch einen Linksklick auf die Zeichenfläche können die Punkte nacheinander platziert werden. Die aktuelle Cursorposition ist in der Statuszeile angezeigt. Bei Befehlen mit mehreren Eingaben wird eine Vorschau mit eingeblendet, welche die Ausmaße des Objektes bei der aktuellen Cursorposition darstellt. Möchte man die vorherige Eingabe rückgängig machen, kann man mit dem Drücken der ESC-Taste eine erneute Eingabe erreichen. Möchte man den Befehl vollständig abbrechen, kann er mit dem Drücken der rechten Maustaste beendet werden.

Punkteingabe mit der Maus

Über das Arbeiten mit der Maus kann man zusammenfassend sagen, dass es sehr einfach ist, aber ohne weiteres keine genauen Eingaben zulässt. Versucht man beispielsweise bei dem oben genannten Beispiel (ohne Hilfsmittel wie Fangen und Raster) die Eingaben millimetergenau zu machen, sieht man schnell ein, dass das bloße Arbeiten mit der Maus nur für Zeichnungen benutzt werden kann, wo es auf solche Details nicht ankommt. In den folgenden Kapiteln wird auf diese Problematik eingegangen und entsprechende Lösungen vorgestellt.

Fangen von Punkten

Was ist Fangen? Um den Sinn und Zweck vom Fangen zu erläutern, sei einleitend gleich ein Beispiel gegeben. Zeichnen Sie mit dem Befehl Zeichnen > Linie > Punkt - Punkt zwei Linien, wobei der Endpunkt der ersten identisch sein soll mit dem Startpunkt der zweiten Linie.

Es wird ohne Hilfsmittel nicht möglich sein, beides Mal exakt den selben Punkt zu treffen. Auch wenn es vielleicht so aussieht, so wird man bei einer höheren Zoomstufe feststellen, dass die Punkte nicht identisch sind. Was man an dieser Stelle benötigt, ist eine Möglichkeit dem Programm mitzuteilen, dass die nächste Eingabe den Endpunkt der ersten Linie treffen soll, auch wenn es per Mausklick nicht möglich ist, diesen exakt zu treffen. Man spricht hierbei vom sogenannten Fangen von Punkten.

Definition: Das Fangen von Punkten ist die Möglichkeit, bestimmte und vorher festgelegte Punkte eines anderen Objektes exakt zu erfassen, wobei die Mauseingabe lediglich in der Nähe dieses Punktes sein muss.

Fadenkreuz

Das sogenannte Fadenkreuz gibt den Bereich vor, in dem ein bestimmter Punkt eines Objektes gesucht und, wenn vorhanden, gefangen wird.

Fangmodi

Die Fangmodi legen fest, welche Art von Punkten vom Programm gefangen werden sollen. Die Fangmodi sind über das Untermenü Extra > Fangmodi, über die Leiste oder über die Tasten 1 bis 9 wählbar. Ist ein Fangmodus aktiv, erscheint er in der Programmleiste farbig unterlegt, ist er inaktiv so erscheint er normal.

Fangmodus "Mittelpunkt": Mit diesem Fangmodus können Mittelpunkte gefangen werden. Diese können einerseits Mittelpunkte von Linien, andererseits Zentren von Kreisen, Kreisteilen, Ellipsen und Ellipsenteilen sein. Sind die Fangfunktion und dieser Fangmodus aktiv, wird statt einer Punkteingabe ein (Teil-)Objekt identifiziert, dessen Mittelpunkt dann ermittelt wird.

Fangmodus "End-/Eckpunkt": Mit diesem Fangmodus können Eck- und Endpunkte von Objekten exakt gefangen werden. Diese sind Endpunkte von Linien, Kurven, Kreisbögen, Ellipsenbögen, Maßlinien und Schraffurlinien, sowie Eckpunkte innerhalb von Kurven, Flächen, Kreissektoren, Kreissegmenten, Ellipsensektoren und Ellipsensegmenten.

Fangmodus "Schnittpunkt": Mit diesem Fangmodus können Schnittpunkte innerhalb der Objekte und mit der Hilfskonstruktion und mit einem eventuell vorhandenen Referenzobjekt berechnet.

Fangmodus "Quadrant": Mit diesem Fangmodus können Quadrantenpunkte gefangen werden. Bei Kreisen und Kreisteilen sind dies die Punkte auf dem Kreis, die bei den Winkeln 0°, 90°, 180° und 270° relativ zum Kreiszentrum liegen. Bei Ellipsen sind dies die vier Endpunkte der positiven und negative Halbachsen. Sind die Fangfunktion und dieser Fangmodus aktiv, wird statt einer Punkteingabe ein (Teil-)Objekt identifiziert, dessen Quadrantenpunkt dann ermittelt wird.

Fangmodus "Kante": Mit diesem Fangmodus können Punkte exakt auf die Kante eines Objektes gesetzt werden. Sind die Fangfunktion und dieser Fangmodus aktiv, wird statt einer Punkteingabe ein (Teil-)Objekt identifiziert, auf dessen Kante der Punkt liegen soll.

Fangmodus "Spezialpunkt": Mit diesem Fangmodus können besondere Punkte gefangen werden. Dies sind all die Definitionspunkte, die mit anderen Fangmodi nicht gefangen werden können. Dies sind z.B. Angelpunkte von Bézier-Kurven, Endpunkte der Halbachsen von Ellipse, Positionspunkte von Maßzahlen, Rahmeneckpunkte von mehrzeiligen Texten etc.

Fangmodus "Relativ": Mit diesem Fangmodus können Punkte mit einem anzugebenen Abstand zu einem Bezugspunkt platziert werden. Nach der Eingabe des Referenzpunktes (der auch basierend auf anderen Fangmodi gefangen werden kann) erscheinen Eingabefelder in der Statuszeile, in denen der gewünschte Versatz angegeben werden kann.

Diese Meldung erscheint, wenn innerhalb des Fadenkreuzes mit den aktuellen Einstellungen der Fangmodi kein Punkt zu fangen ist.

Diese Meldung erscheint, wenn der ein Punkt erfolgreich gefangen worden ist. In diesem speziellen Fall wurde mit dem Fangmodi Ecke/Ende gearbeitet.

Beachten Sie bitte, dass Sie sich immer bewusst sind, welcher Fangmodi gerade aktiv ist und welchen Punkt Sie fangen wollen. Wenn Sie z.B. den Schnittpunkt zweier Geraden fangen wollen und die Fangmodi "Schnittpunkt" und "Kante" aktiv sind, könnte es Ihnen passieren, dass die Kante und nicht der Schnittpunkt gefangen wird, was unter Umständen optisch zuerst gar nicht auffällt. Zu diesen "gefährlichen" Fangmodi gehören "Mittelpunkt", "Quadrant" und "Kante".

Raster

Eine weitere Möglichkeit, Objekte zu positionieren, stellt das sogenannte Rastern zur Verfügung. Dabei wird der Zeichenfläche in ein benutzerdefiniertes X-Raster und Y-Raster eingeteilt, auf welche die Positionseingaben gezogen werden. Liegt z.B. ein Raster von 1 mm vor, werden die Eingaben auf den nächsten Punkt gezogen, der ein ganzzahliges Vielfaches von 1 mm ist. So ist immer gewährleistet, dass es bei den Koordinaten der Eingaben keine unnötigen Nachkommaanteile gibt. Alle Rasterwerte beziehen sich auf den Zeichnungsursprung.

Unterschieden wird zwischen dem Anzeige -und Positionsraster. Beide lassen sich auf gleicher Art und Weise einstellen. Das Anzeigeraster allerdings dient nur der optischen Hilfestellung auf dem Bildschirm, um z.B. Größenverhältnisse u.ä. leicht erfassen zu können. Das Positionsraster arbeitet wie oben beschrieben, d.h. es zieht Positionseingaben auf die eingestellte Rasterung. Das Positionsraster wird nicht auf dem Bildschirm dargestellt.

Um die Raster an- bzw. auszuschalten, kann im Menü der Befehl Verwalten > Koordinatensysteme > Anzeigeraster aktiv / Positionsraster aktiv gewählt werden. Ist ein Raster aktiv, wird dies durch einen Haken vor dem Menüeintrag angedeutet. Alternativ hierzu können auch die Taster F3 (Anzeigeraster) oder F4 (Positionsraster) verwendet werden.

Um die gewünschte Rasterung einstellen zu können, kann entweder unter Verwalten > Koordinatensysteme > Anzeigeraster editieren / Positionsraster editieren oder durch Rechtsklick auf die Symbole der Leiste ein entsprechender Dialog aufgerufen werden. Die gewählte Rasterart hängt hierbei von der Wahl des Koordinatensystems ab (siehe Kapitel Koordinatensystem, Maßstab und Einheit).

Punkteingabe über Tastatur

Es ist in den vorhergehenden Kapiteln viel über die Punkteingabe mit Hilfsmitteln geschrieben worden. Was an dieser Stelle noch fehlt, ist eine direkte numerische Koordinateneingabe. Die Koordinateneingabe erfolgt in einem Dialog, indem der Befehl Extra > Koordinateneingabe gewählt oder die Taste "F8" gedrückt wird.

Durch die Maus oder den Tabulator kann in das gewünschte Eingabefeld gesprungen werden. Durch Drücken der EINGABE-Taste werden die Koordinateneingaben auf das aktuelle Objekt angewendet. Durch Drücken der ESC-Taste kann die Eingabe abgebrochen werden.

Hilfskonstruktion

Ein weiteres bedeutendes Hilfsmittel für das Arbeiten mit CAD6 ist die Zuhilfenahme der sogenannten Hilfskonstruktionen. Um den Sinn und Zweck zu erläutern, sei ein kleines Beispiel aus dem Geometrieunterricht vergangener Tage gegeben. Es soll ein Quadrat auf ein unkariertes Blatt konstruiert werden. In dieses Quadrat soll ein Kreis gezeichnet werden, wobei der Durchmesser der Seitenlänge des Quadrates entsprechen und der Kreis exakt mit den Seiten des Quadrates abschließen soll.

Die einzige Möglichkeit, den Kreis mit dem Zirkel richtig zu positionieren, ist natürlich die Zirkelspitze exakt in die Mitte des Quadrates einzustecken und die Zirkelweite auf genaue Seitenlänge zu justieren. Um den Mittelpunkt zu errechnen, gibt es mehrere Möglichkeiten, z.B. könnte man mit dem Lineal die Seitenlängen der Kanten ausmessen und jeweils bei halber Länge eine Markierung setzen. Verbindet man die Markierungen der jeweils gegenüberliegenden Seiten, ist der Schnittpunkt gleich dem Mittelpunkt des Quadrates. Eine andere Möglichkeit ist es, den Schnittpunkt über die Winkelhalbierenden der Quadratwinkel zu ermitteln. Egal wie man diesen Punkt ermittelt, man muss mit Hilfskonstruktionen arbeiten.

An dieser Stelle wird der Bogen zu einem guten CAD System geschlagen. Hier möchte man, genau wie bei dem Zeichnen auf dem Papier, sich Hilfslinien oder Markierungen zunutze machen können. Natürlich müssen jetzt nicht mehr Winkelhalbierende oder Mittelsenkrechte ausgemessen werden, sondern diese werden vom Programm berechnet. Alle Hilfskonstruktionen können ein- und ausgeblendet und mit der Zeichnung gespeichert werden. Des Weiteren kann alles, was in den vorangegangenen Kapiteln beschrieben worden ist, voll auf diese Geometrien übertragen werden, also das Fangen, Rastern usw. Im Folgenden sollen einige Beispiele die Grundfunktionalität der Hilfskonstruktionen erläutern.

Die Möglichkeiten in CAD6 mit Hilfskonstruktionen zu arbeiten sind sehr umfangreich und können in einer Einführung unmöglich erschöpfend behandelt werden. Dieses Kapitel soll Ihnen lediglich eine Idee vermitteln, wie man sich die Arbeit mit Hilfskonstruktionen erleichtern kann.

Beispiel 1

Beginnen wir zunächst mit dem oben beschriebenen leichten Beispiel. Es soll ein Quadrat konstruiert werden, in dessen Mittelpunkt ein Kreis gezeichnet werden soll, wobei der Durchmesser der Seitenlänge des Quadrates entspricht.

Zeichnen wir zunächst ein Quadrat über den Menübefehl Zeichnen > Polygon > Rechteck. Da es sich hier um ein Quadrat handeln soll, müssen die Seitenlängen gleich lang sein. Eine von vielen Möglichkeiten wäre jetzt z.B. den ersten Eckpunkt in den Ursprung zu legen und für den zweiten Eckpunkt eine identische X/Y-Koordinate zu wählen. Als nächstes wollen wir den Mittelpunkt bestimmen. Dieses tun wir auf die beiden oben genannten Art und Weisen, wobei natürlich für die Praxis nur eine nötig wäre.

Für das Zeichnen einer Mittelsenkrechten muss der Befehl Konstruieren > Hilfskonstruktion Endloslinie > Mittelsenkrechte gewählt werden. Für das Ausführen des Befehls benötigt das Programm die Eingabe einer Bezugslinie, für die die Mittelsenkrechte erzeugt werden soll. Bei unserem Beispiel gibt es sowohl eine vertikale als auch eine horizontale Mittelsenkrechte, so dass der Befehl zweimal ausgeführt werden muss. War die Eingabe korrekt, erscheint folgendes Bild auf dem Bildschirm.

Hilfskonstruktion Mittelsenkrechte

Eigentlich reicht diese Konstruktion als Lösung des Problems schon vollkommen aus, aber der Vollständigkeit halber sei noch auf die zweite Möglichkeit hingewiesen. Der Befehl Konstruieren > Hilfskonstruktion Endloslinie > Winkelhalbierende ermöglicht das Zeichnen der Winkelhalbierenden zweier Bezugslinien.

Hilfskonstruktion Winkelhalbierende

Den Kreis jetzt in die Mitte des Quadrates zu positionieren ist jetzt einfach. Man aktiviert das Fangen mit den Fangmodi "Hilfskonstruktion", "Schnittpunkt" und "Eck/Endpunkt". Für das Zeichnen des Kreises wird der Befehl Zeichnen > Kreis > Mitte - Punkt auf Kreis gewählt, bei dem der Mittelpunkt der gefangene Schnittpunkt der Hilfskonstruktionen ist. Um den exakten Durchmesser zu bekommen, fängt man den Schnittpunkt einer Mittelsenkrechten mit dem Quadrat. Bei richtiger Eingabe, stellt sich folgendes Ergebnis ein.

Fangen von Hilfskonstruktionen

Durch Drücken der Taste "F9" können die Hilfskonstruktionen an- bzw. ausgeschaltet werden.

Beispiel 2

Das zweite Beispiel zeigt eine Anwendung mit der Hilfskonstruktion Kreis. Dabei soll bei einem Dreieck der sogenannte Umkreismittelpunkt zeichnerisch ermittelt werden. Dieser ist als Mittelpunkt des Kreises definiert, der durch alle drei Eckpunkte des Dreiecks verläuft (der sog. Umkreis des Dreiecks). Folgendes Dreieck liegt zugrunde:

Das Arbeiten mit Hilfskonstruktionen

Um den Umkreis zu bestimmen, wählt man den Menüpunkt Konstruieren > Kreis > Durch 3 Punkte und gibt für die geforderten Punkte jeweils die Eckpunkte des Dreieckes an. Auch hier sollte die Fangfunktion in den Modi "Hilfskonstruktion" und "Eck/Endpunkt" gewählt werden. Folgende Darstellung ergibt sich.

Hilfskonstruktion Kreis

Als letztes muss der Mittelpunkt des Kreises ermittelt und markiert werden. Dazu wird der Befehl Konstruieren > Markierung > Einzeln gewählt und der Fangmodi auf "Mittelpunkt" und "Hilfskonstruktion" umgestellt. Danach wird mit "Fangen aktiv" der Kreis der Hilfsgeometrie angeklickt. Die Markierung sollte nun auf dem Umkreismittelpunkt des Dreieckes liegen. Überprüft kann dieser Punkt werden, indem man wie in Beispiel 1 die Mittelsenkrechten des Dreiecks erzeugt.

Hilfskonstruktion Markierung

Benutzung von Digitizern

Die Arbeit mit CAD6 kann durch die Benutzung eines Digitizers (auch "Digitalisiertablett" oder einfach "Tablett" genannt) deutlich vereinfacht werden. Ein Digitalisiertablett ermöglicht zum einen eine schnellere und exaktere Eingabe als die herkömmliche Maus, zum anderen kann die große Eingabefläche des Tabletts auch zur Auswahl von Befehlen genutzt werden.

Nähere Informationen zur Nutzung von Digitizern und der notwendigen Einstellungen entnehmen Sie bitte dem Kapitel Benutzung von Digitizern.