绘制平面图

绘制平面图（精选十篇）

绘制平面图 篇1

一、AutoLISP语言简介[1]

Auto CAD是一种极其灵活的应用程序, 提供了多种开发工具, 用户可以根据自己的需求对其进行开发和定制。其中AutoLISP是一种解释型过程语言, 适合于辅助工程中的非结构化设计 (其中包括为解决设计问题而不断尝试不同方案等) 。

Visual LISP (VLISP) 是为加速AutoLISP程序开发而设计的软件工具。VLISP的集成开发环境提供了许多功能, 可使编写、修改代码以及测试和调试程序变得更容易。另外, VLISP还提供了一个工具, 可以用来发布Auto LISP编写的独立应用程序。

二、AutoLISP程序开发思路

根据带缓和曲线的铁路曲线特点, 本着为使用者创造一个良好的人机交互环境, 本程序在每一个步骤都设计了文字提示, 用户只需按照AutoCAD文本框中的提示输入已知参数, 就能完成整个绘制过程。整个计算过程采用模块化设计思想, 以消息触发方式编程, 将程序分成3个子程序模块, 使整个程序结构合理且易于维护。

三、曲线基本方程式[2]

(一) 缓和曲线常数计算

R——曲线半径;

lo——缓和曲线长;

α——曲线偏角;

βo——缓和曲线的切线角, 即HY (或YH) 点的切线与ZH (或HZ) 点切线的交角;

δo——缓和曲线的总偏角;

m——切垂距, 即ZH (或HZ) 都圆心O向切线所做垂线垂足的距离;

p——圆曲线内移量, 为垂线长与圆曲线半径R之差。

(二) 曲线要素计算

T——切线长;

L——曲线长;

Eo——外矢距;

q——切曲差。

(三) 坐标计算

以ZH (或HZ) 为坐标原点, 切线为x轴, 垂直切线方向为y轴:

缓和曲线部分x=R·sinαi+m、y=R (1-cosαi) +p;

四、程序框图及说明

本程序框图如图1所示, 它除了主程序外, 还附有3个子程序模块;

子程序 (Ⅰ) :坐标转换计算模块;

子程序 (Ⅱ) :缓和曲线坐标计算模块;

子程序 (Ⅲ) :曲线坐标计算模块;

五、绘图实例

新建南宁电厂铁路专用线专JD2曲线, 曲线两端直线边已确定, 曲线半径450m, 缓和曲线长60m, 在AutoCAD中绘制成果如图2所示。

六、结语

该程序利用了模块化设计思想, 整个程序结构合理且易于维护, 具有方便人机对话功能, 易学易用, 可用于各种铁路工程中的平面图曲线绘制工作, 实现带缓和曲线的铁路曲线自动绘制和曲线要素的自动计算, 大大提高了绘图质量和效率, 减轻了工程人员的劳动强度。

摘要：通过AutoLISP编程方法的剖析, 探讨了基于Visual LISP (VLISP) 编程软件环境下, 利用AutoLISP语言编程绘制带缓和曲线的铁路曲线平面图的过程, 为直接在AutoCAD图形环境下实现复杂铁路线路平面制图提供了一种技术方法。

关键词：线路平面,缓和曲线,AutoCAD,AutoLISP

参考文献

[1]李子铮, 李超, 张跃.AutoLISP实例教程[M].北京:机械工业出版社, 2003.

绘制室内平面图 篇2

2.下面的图像是工作人员去住户家里量房后得到的手绘图纸，本次我们的任务就是要参照手绘图纸得到正规的平面CAD图纸：

3.指定当前图层为240墙，参照手绘图纸使用直线工具绘制出240墙线，完成后效果如图所示：

4.使用样条线工具绘制出阳台的墙体轮廓线(为了保证绘制的2个阳台墙体轮廓相同，绘制完一个后，使用镜像工具进行复制)，完成后效果如图所示：

5.将当前图层置为120墙，参照手绘图纸使用直线工具绘制出120墙线，完成后效果如图所示：

6.绘制完墙线之后，将当前图层置为门图层，使用圆弧工具参照手绘图纸在每个需要的地方绘制圆心角为90度的圆弧(特别需要注意圆弧的方向)，完成后效果如图所示：

7.接下来绘制窗户，先将当前图层置为其它图层，然后使用矩形工具根据手绘图纸绘制窗户(矩形宽为300mm，并且需要使用直线工具连接两边线的中点)，完成后效果如图所示：

8.然后绘制楼道中的台阶(推荐先绘制一条直线后使用阵列工具进行批量复制，然后再参照手绘图纸尺寸绘制两条竖直的直线并修剪)，完成后效果如图所示：

9.然后绘制玻璃门和其它杂物(使用矩形工具绘制完玻璃门后再进行填充，填充图案为ANSI32)，完成后效果如图所示：

10.接下来进行尺寸标注，将当前图层设置为标注图层，然后设置标注样式，将箭头样式设置为建筑标记，箭头大小为150，文字高度为200，文字偏移为60，设置完标注样式后开始进行标注，标注完成后效果如图所示：

11.进行完标注后，将当前图层置为文字图层，设置文字大小为400，字体为宋体，然后参照手绘图纸进行文字注释，完成后效果如图所示：

12.接下来在平面图右上方的空白位置处书写用户要求，保持字体及文字大小和上一步相同，然后书写下面的内容：

13.接下来将图层置为其它图层，然后绘制指北针，指北针外圈半径为1450mm，两直线夹角为40度，然后使用填充工具进行填充，填充图案为SOLID，然后在指北针的下方书写“北”字，“北”字的大小为1000，字体为宋体，完成后效果如图所示：

园林景观设计从平面到鸟瞰绘制浅谈 篇3

1、鸟瞰图的作用

1.1设计意图表现的理想方式

鸟瞰图能较清楚地体现景观的体量、位置和相对关系等，直观的反映景观群体的规划全貌，是表现设计意图理想的方式。

1.2提高同受眾沟通的效率

随着园林景观设计的日趋发展，设计项目范围扩大，设计意图表达单纯依靠平面图已不能完整、清晰的阐述设计理念。鸟瞰图模拟自然效果，非专业人士也能一目了然。针对不同受众提出的问题，设计方案得到很好的完善。

2、鸟瞰图绘制流程

园林景观鸟瞰图绘制主要分三步流程，即“CAD一SU—PS”。CAD平面图绘制现状保存；导入SU建模，选取鸟瞰角度保存图片；导入PS后期植物和效果调整出图。

2.1CAD和SU单位必须统一

在鸟瞰图绘制过程中，为了保障透视比例关系，各软件的单位设置要统一。具体以CAD：mm，SU：mm，PS可不考虑。在进行CAD一SU—PS文件导入导出时，要注意绘制单位选项的统一。

2.2如何提高绘制效率

灵活运用各个软件的通用命令和快捷组合能明显提高工作效率，通用命令如，Ctrl＋C，Ctrl＋V，Ctrl＋S等。快捷组合如，CAD命令：PO（点）、L（直线）、XL（射线）、PL（多段线）、ML（多线）、PL（样条曲线）、POL（正多边形）、REC（矩形）、C(圆)、A (圆弧)、DO（圆环）、EL（椭圆）、REG（面域）、MT（多行文本）、T（多行文本）、B（块定义）、I（插入块）、W（定义块文件）、DIV（等分）、H（填充）；ＳＵ命令：窗口/阴影设置 Shift＋S、窗口/组建 Shift＋C、工具/材质 X、工具/测量/辅助线 Alt＋M、工具/尺寸标注 D、工具/量角器/辅助线 Alt＋P、工具/路径跟随 Alt＋F、工具/偏移 O、工具/剖面 Alt＋/ 、工具/删除 E、工具/设置坐标轴 Y、工具/缩放 S、工具/推拉 P 、工具/文字标注 Alt＋T、工具/旋转 Alt＋R、工具/选择 Space、工具/移动 M、绘制/多边形 P、绘制/矩形 R 绘制/徒手画 F、绘制/圆弧 A、绘制/圆形 C、绘制/直线 L；ＰＳ命令：矩形、椭圆选框工具 （M）、 移动工具 （V）、套索、多边形套索、磁性套索 （L） 、魔棒工具 （W）、裁剪工具 （C）、切片工具、切片选择工具 （K）、喷枪工具 （J）、画笔工具、铅笔工具 （B）、橡皮图章、图案图章 （S）、历史画笔工具、艺术历史画笔 （Y）、橡皮擦、背景擦除、魔术橡皮擦 （E）、渐变工具、油漆桶工具 （G）、模糊、锐化、涂抹工具 （R）、减淡、加深、海绵工具 （O）、路径选择工具、直接选取工具 （A）、文字工具 （T）、钢笔、自由钢笔 （P）、矩形、圆边矩形、椭圆、多边形、直线 （U）、写字板、声音注释 （N）、吸管、颜色取样器、度量工具 （I）、抓手工具 （H）、缩放工具 （Z）、默认前景色和背景色 （D）、切换前景色和背景色 （X）、切换标准模式和快速蒙板模式 （Q）、标准屏幕模式、带有菜单栏的全屏模式、全屏模式 （F）等。

2.3CAD平面图的绘制

通过进行实地踏勘，收集相关资料, 通过使用CAD绘图命令绘制现状。再经过了解业主对项目的总体框架方向和基本实施内容。从而确定了项目是一个什么性质的绿地，构思一个初步的设计轮廓，结合收集到的原始资料进行补充，修改。逐步明确总图中的入口、广场、道路、水体、植物、景观小品等各元素的具体位置。经过适当修改，绘制精准平面图。

2.4CAD立面图的绘制

通过和业主的沟通，确立整体设计风格，设计物体的体量、色彩和位置关系，最终确定整体建筑小品的立面各项数据，为建模提供精准数依据。

3规范建立SU模型

3.1建模思路

从整体到局部逐步细化，合并面，拉伸单体，赋予贴图，设置灯光，调整鸟瞰角度，渲染，出图。

3.2 建模原则

1）精确：数据准确，符合客观规律。

2）远粗近细：近景精细，远景简化或省略。

模型创建将CAD平面图导入SU软件中，运用SU建模，即建立鸟瞰图中所需的建筑、水体、道路、地形等的三维模型。

3.3建模渲染出图

通过对CAD文件的导入，进行建筑的体量拉伸，运用ＳＵ的绘图命令和修改编辑命令进行模型的精细修改和编辑。在贴图的处理上尽量选用现实中存在的材质赋予贴图，最终色彩效果才能被真实体现。在渲染上SU中常用V-Ray进行渲染出图。通过灯光的选择和位置设置，贴图的选项操作渲染。

4 PS后期处理

1）修改渲染图缺陷，如模型缺陷和灯光设置所形成的错误；

2）调整图像品质，主要调节对比度、亮度、饱和度等，以获得清晰度高、层次感强的图像；

3）增添配景，如植物、动物、人物、雕塑等，使园林景观鸟瞰效果图更生动逼真；

4）增加特殊效果，如光晕、雾化、雨滴、虚化等。

5）鸟瞰效果创作注意事项和技巧

5.1注意事项

（1）注意观察生活中的物象变化与实景效果；

（2）注意积累精美图片、照片和影像素材；

（3）注意学习美学、建筑学、历史及心理学；

（4）注意运用V-Ray技术绘渲染图；

（5）注意借鉴国内外园林景观设计科技成果；

（6）注意汲取鸟瞰图制作高手或专家之精华。

5.2绘图技巧

文件保存

1）CAD保存为低版本的DWG格式文件，SU软件的识别率高；

2）CAD保存前进行线条的清理，保障SU合成有效面域；

3）SU保存图片文件前，进行文件分辨率的调整，保障渲染文件的出图速度；

4）PS后期处理，调整材质大小时考虑透视的关系，保障图片的整体透视效果。

（作者单位：1.九原区园林绿化市政设施管理站

2.吕波 九原区园林绿化市政设施管理站）

绘制平面图 篇4

线路站场设计是铁路线路设计的基本任务。线路站场设计中, 主要设计图有站场平面图、线路纵断面图、线路横断面图等, 主要是站场平面图[1,2]。与一般地图相比, 铁路站场平面图具有精细、突出表示地物设施等特点。目前的绘图软件不能高效地进行铁路站场平面图的绘制, 因此设计一款高效、简洁的站场平面图制图软件十分必要。

传统的Auto CAD二次开发技术通常是设计Auto CAD脚本文件, 并将脚本文件以插件的形式加载至Auto CAD工具栏, 从而使Auto CAD具备适用于特定项目的制图功能, 但该技术通常无法实现自动制图, 因此不能从根本上提高铁路站场平面图的制图效率。Visual C#语言对Auto CAD进行二次开发, 具有独特的优势, 可实现大量数据的自动制图, 并提供标准、统一的地物符号, 相对于手动制图而言, 极大地缩短了制图时间。

1 系统设计思路

C#是一种安全、稳定、简单的面向对象的编程语言, 综合了VB简单的可视化操作和C++的高运行效率。正是由于这些优势, 本文采用C#编程语言对Auto CAD进行二次开发, 开发设计了铁路站场平面图绘制系统。

要实现C#对Auto CAD的二次开发, 需要在C#项目中添加Auto CAD的引用:Auto CAD 2007 Type Library和Auto CAD/Object DBX Common 17.0 Type Library。人机交互操作时, Microsoft.Visual Basic.Interaction.App Activate (Acad App.Caption) ;是使Auto CAD对象置于最前的函数, 要调用该函数还需添加引用Microsoft.Visual Basic.NET[3]。

制图程序界面与Auto CAD界面相互独立, 两者之间通过Active X技术进行通信, 实现制图程序对Auto CAD的控制与调用。两者间的通信技术是C#对Auto CAD二次开发的基础, 用户在制图程序界面上进行操作, 即可控制Auto CAD进行制图, 而制图程序也可获取Auto CAD中的图形信息。系统功能主要包括两大类, 自动制图和人机交互制图。自动制图功能是制图程序至Auto CAD的单向通信, 制图程序只向Auto CAD发送命令。人机交互则为双向通信, 制图程序不仅向Auto CAD发送命令, 并且还要获取Auto CAD中图形的属性信息。系统功能模块见图1。

2 系统功能的设计与实现

2.1 自动制图功能

自动制图功能是通过自动识别原始数据的属性, 并插入相应的Auto CAD图块实现的[4]。图块根据《铁路线路设计规范》 (GB 50090-2006) 中的地物符号标准预先编辑, 自动存储在制图程序安装目录下。定义的图块主要包括:高柱信号机、矮柱信号机、接触网砼、接触网铁、警冲标、岔心、车档等。图块的全局变量定义代码如下:

public static string Block Name;

定义图块变量后, 需要将变量与安装目录下的Auto CAD图块进行关联, 即为变量赋值。变量与图块关联的主要代码如下:

自动制图主要包括:展点、里程线绘制、地物符号绘制、添加标注等。为了方便图层与标注信息的管理, 自动制图时, 各类地物按其属性存储于预先设定的图层中。Visual C#向Auto CAD中插入块和文字的主要代码如下:

2.2 人机交互绘制功能

由于原始数据信息量较少, 自动制图得到的站场平面图并不完整, 其余部分需要通过人机交互功能完成[5,6]。人机交互制图功能主要包括:轨道绘制、铁路曲线绘制、站台绘制、轨道标注、地物调整、图层管理[7]。

人机交互要求制图程序与Auto CAD进行相互通讯, 制图程序需要向Auto CAD发送制图命令, 并获取Auto CAD中的图形对象及其属性[8,9]。获取Auto CAD图形中对象的主要代码如下:

执行上述代码, Auto CAD命令栏中将会提示“Chose CADobject”, 选择对象后, 该对象赋给Auto CAD图形变量return CADobj1, 接下来可进行判断对象的类型, 获取对象属性等操作。

制图程序向Auto CAD发送命令的代码如下:

此处向Auto CAD发送的命令为字符串, 字符串为一系列命令的集合。字符串命令在程序中预先计算整理好后, 即可发送至Auto CAD执行。

人机交互程序界面见图2。

(1) 轨道绘制

轨道绘制分为根据道岔绘制和根据线间距绘制。根据道岔绘制轨道需要设置的参数有轨道走向 (分为四个象限) 、道岔号、标注信息。具体人机交互过程如图3所示。

在铁路站场中, 有些轨道是相互平行的, 此时若知道一根轨道的走向, 只需要测量线间距即可绘制出其它轨道。根据线间距绘制轨道需要设置的参数包括偏向和线间距。

(2) 铁路曲线绘制

铁路线路是由直线和曲线所组成。曲线按其线形可分为:圆曲线、缓和曲线、复曲线和竖曲线等[10]。铁路曲线绘制包括:圆曲线绘制和带缓长铁路曲线绘制。

绘制带缓长的铁路曲线时, 用户需要输入的参数有:第一缓和曲线长、半径、第二缓和曲线长。点击制图程序中的“绘制带缓曲线”按钮, 并在Auto CAD图形中选择两条直线后, 即可自动绘制曲线。系统实现该功能过程为:根据曲线两端的直线位置关系, 自动计算直线交点坐标以及转向角, 根据缓和曲线长和半径计算曲线要素, 然后计算出曲线上一系列点的坐标, 并用多段线连接起来。当点密度足够大时, 即可将多段线近似看作缓和曲线。曲线绘制完成后, 曲线要素信息将自动标注在曲线内侧。

绘制无缓曲线主要是通过向Auto CAD发送命令, 从而调用CAD的圆角功能实现的, 其主要代码如下:

其中, 变量curveR表示曲线半径, 该参数的取值为程序自动获取的用户输入值。CAD.Application.Update () ;为刷新Auto CAD显示界面的函数。刷新函数在制图程序中较为常用, 每当制图程序调用Auto CAD绘图后, 一般都要调用该函数, 否则新绘制的图形内容无法显示。

(3) 三点式站台绘制

绘制站台时, 用户需要在Auto CAD图形中选择站台的三个角点, 制图程序将根据三点坐标自动计算站台第四点的坐标, 并绘制出矩形站台。然后Auto CAD将提示用户选择需要绘制站台符号的边, 选择边后, 将自动在该边上绘制站台符号。此处需要注意的是, 符号绘制的方向需提前在程序界面中选择, 方向规则为:上左下右。

(4) 直线轨道标注

使用此功能时, 用户选择需要进行标注的直线轨道, 制图程序将获取其长度属性并标注在直线轨道中点上方, 标注文字的方向与直线轨道的方向一致。

(5) 地物调整

自动绘制的站场平面图, 信号机等地物的朝向均为中线里程方向, 这导致有些地物的朝向不准确, 如信号机应朝向对应轨道方向。地物调整功能可使地物快速旋转至对应轨道方向。旋转角度由程序根据基准线走向计算得到。

(6) 图层管理

图层管理功能允许用户在程序界面中对CAD图层进行管理操作, 如新建图层、刷新图层、指定当前图层等。该功能中主要使用的函数包括:获取CAD图层名称与指定CAD当前图层, 其主要代码如下:

3 功能应用

铁路站场平面图传统制图过程为:展点、绘制地物、绘制轨道、标注、修饰等。制图系统可实现展点、绘制地物和标注过程的全自动化。自动制图过程示意图见图4。

图4中, 地物符号、里程线、字符标注均通过制图程序自动插入, 其一般过程为:识别原始数据属性及标注信息, 插入对应的地物符号以及标注, 根据最大与最小里程绘制里程线。通过循环的方式, 制图程序可实现批量数据的自动制图, 从而提高制图效率。自动制图功能具有比较明显的优势, 例如对于一千个点的测量数据, 手动制图将需要花费一至两个小时的时间, 而自动制图功能则仅需30s左右即可完成, 且绘制的图形标准、简洁、美观。

人机交互制图功能可极大地简化用户制图的复杂步骤, 人机交互的实质是将大量的计算与绘图工作交给计算机自动完成, 用户仅需给定参数并选择对象即可。人机交互同样也可以节省大量的时间, 提高用户的制图效率。例如绘制铁路曲线时, 用户需要进行许多非常复杂的计算, 耗时且耗力, 而人机交互则可省略计算过程并进行自动制图, 每个铁路曲线的绘制过程仅为1~2s。

表1列出了各人机交互功能的参数与操作步骤。

从表1中可以看出, 人机交互制图过程为半自动化, 用户需要进行的操作步骤非常少, 仅需点击选择二至三个Auto CAD图形对象, 因此人机交互对制图效率的提高是非常明显的。图5、图6为人机交互制图示意图。

4 结语

铁路站场平面图在铁路线路设计中具有十分重要的作用。C#编程语言对Auto CAD进行二次开发的技术提供了一个制图系统开发的综合平台。本文开发的系统为用户提供了一种高效、简洁、方便的铁路站场平面图制图方式, 极大地提高了内业工作效率。该系统结构层次清晰、功能齐全、操作方便, 便于维护和管理, 可更好地满足高速发展的铁路事业的要求[11]。

摘要：在铁路线路设计及铁路基础设施建设与改造中, 铁路站场平面图具有十分重要的作用。针对目前站场平面图绘制效率低、格式不规范等特点, 利用Visual C#编程语言对AutoCAD进行二次开发, 设计并开发了铁路站场平面图绘制系统, 实现了自动制图与人机交互制图。制图系统界面简洁、操作简便, 为用户提供了一种快速绘制站场平面图的途径。

绘制校园平面图教学设计（共） 篇5

教学目标：

知识与技能：

1、“以学生的发展为本”，“改变学生的学习方式”，引导学生学习“生活中的地理”和“对学生终身发展有用的地理”。

2、更多地强调了生活中的地理和地理知识的掌握以及地理技能的运用，地理教师必须摒弃落后的教育观念，树立“以学生为主体”的教育思想。过程与方法：

1、不能太难、太高；反之，使学生产生畏难情趣，丧失学习地理的信心。

2、不能太简单；反之，使学生“嚼之无味，弃之可惜”，调动不了学地理的兴趣。

3、学生年龄还比较小，应以家庭、校园和社区为中心。

情感态度与价值观：

让学生真正地走进地理，即带着地理知识走进生活，带着生活中的问题走进地理课堂，使学生的综合素质得到全面发展。因此，结合地理教学进行社会实践活动是地理改革和发展的重要方面。

重 点：让学生体验学习地理的重要性。

难 点：培养学生的动手能力。

教 法：讲授法

学 法：小组合作法

教学准备：小黑板，卷尺 教学过程：

老师在上课时，出示预先准备好的某学校《校园规划图》以引起学生的兴趣。并把全班同学分成四小组，讨论根据学校地理情况如何绘制学校平面图。

一、学生们的讨论要解决以下问题：

⒈确定绘图范围和图幅大小：如学校平面图的范围以校园为主，可适当兼顾学校附近的道路及周边的主要建筑物；图幅大小可定为16开纸等。

⒉用什么工具：卷尺等

⒊一幅完整的平面图应绘制的内容：如比例尺、指向标、图例和注记 ⒋确定工作计划：

（一）明确分工：分小组进行实地丈量并记录实物名称、方位和距离。

（二）统计数据：根据实测的数据和图幅大小确定恰当的比例尺，并将各实地距离按比例尺计算，转化为图上距离。

（三）绘制学校平面图：（根据统计的数据，以小组为单位绘制学校平面图，要求各小组同学有团队合作精神和科学的态度。）首先在平面图上绘制地图三要素：方向、比例尺、图例和注记；然后将学校附近及校园内的主要建筑物、树木和绿地按一定的比例缩小、在正确的方位上、用不同符号表示在平面的图上。

师生共同讨论绘制过程中几个关键的技术问题：如何确定正确的方向和比例尺？校园内建筑物（大门、围墙、台阶、道路、花坛、操场、教学楼等）、树木、绿地等在平面图上用什么符号表示？在这些技术性问题上，学生可以有很大的创造空间。方向可利用太阳的位置（清晨，朝阳从东方升起；傍晚，夕阳在西方落下；再按地平面上的方向判断其他地理事物相对于校园大门的方向。活动中，同学们感触颇深！有的说：过去我的方位感很差，经常分不清东西南北，通过这次活动，方向感增强了，身处某地时常常思考自己的前后左右各是什么方向？；有的说，这次活动让我对比例尺的概念有了全新的认识，增强了自我的目测能力，提高了自身的动手能力，真正的感受到：地理原来离我们生活这么近等等。

绘制平面图 篇6

1.1 Moodle含义

Moodle(Modular Object-Oriented Dynamic Learnin Environment模块化的面向对象动态学习环境)是最早由澳大利亚教师Martin Dougiamas博士开发的一款源代码公开的网络教学管理平台。Moodle平台依据社会建构主义的教学思想,即知识是学习者在一定的情境下,借助获取知识的过程中其他人(包括教师和学习伙伴)的帮助,利用必要的学习资料,通过意义建构的方式而获得。教育者和学习者是平等的主体,在教学活动中,他们相互协作,根据自己已有的经验共同建构知识。Moodle平台界面简单、精巧。使用者可以根据需要随时调整界面,增减内容,能够实施具体日常教学活动。Moodle进入中国后,作为具有先进教育理念支撑的、开源的免费平台,其得到了广泛的认可和应用。

1.2 Moodle功能

教师以Moodle平台为载体来设计教学活动,是对传统教学模式的一种变革,常规能够想到的教学活动它都有所涉及,为课堂教学活动的高效实施奠定了基础。Moodle的主要活动有:Wikis、互动评价模块、课程资源管理、问卷调查模块、讨论区、聊天室、作业模块和测验模块等。各个模块都充分体现了网络教学的特点和要求,可扩展性好,为师与生、生与生能够更好地共同参与,合作解决问题提供了可能。让学生在互动的过程中完成理论学习,掌握实践技能。

1.3 Moodle应用于CAD教学设计的优点

由于建筑装饰Auto CAD课程是实践课程,如何改善和提高学生在实践环境下的学习能力是当前教育技术研究的一个热点。在计算机技术和网络技术都满足的实践课堂,Moodle这个课程管理和学生学习环境管理平台显现出很大的优点:首先,Moodle作为一款免费软件,是教学者较理想和经济的选择。第二,Moodle打破了传统的教学模式,教师和学生平等地参与教学活动,营造了良好的课堂氛围。Moodle系统的互动性模块让学生有了参与意识,也充分调动了学生学习的积极性。第三,Moodle更侧重于过程评价,Moodle的测验和作业模块活动可以很好地体现对学生学习的过程评价。

2 基于Moodle平台的建筑装饰Auto CAD教学设计分析

建筑装饰Auto CAD课程以建筑制图为基础,旨在培养学生计算机设计绘图能力。本课题选取绘制公共空间装饰平面图这一项目进行教学设计实践。

2.1 教学内容分析

建筑装饰Auto CAD是建筑装饰专业的一门实践性和综合性较强的专业核心课程,这一课程在课程体系中处于承上启下的作用;已经开设了建筑装饰制图与识图、家居空间装饰技术、办公空间装饰技术等专业课程。后续相关软件课程有3Dmax室内设计、Photoshop后期效果制作,选用规划教材是由叶家敏主编的《Auto CAD2007-建筑装饰》。该教材是中等职业教育改革创新示范教材,以边颖主编的《建筑装饰CAD》为补充教材,辅以国家建筑制图规范,该教材共6 个项目,公共空间装饰平面图绘制章节位于项目四。该教材的优点是采用项目教学,任务驱动,符合学生的认知规律,不足是项目实训实例内容单一,无法满足实训课时需求;所以保留了教材的主干内容,增加了与教学内容紧密结合的实际工程案例。公共空间装饰平面图的绘制在项目四中处于核心地位约六课时。

职业教育就是以就业为导向,以技能训练为特色,以全面素质为本位。依据学生的现状,人才培养方案和课程标准拟定了本项目的教学目标。其中教学重点为:会设置绘图环境、能应用直线、多线、图块、设计中心和标注等命令完成装饰平面图的绘制。结合学生已经具备的知识能力,设定教学难点为:灵活运用绘图的方法和技巧,能规范制图,合理布局,增强出图的美感。

教学对象是建筑装饰工程技术专业五年制大专三年级的学生。在前期的学习过程中掌握了CAD绘图和修改的基本命令,会绘制轴线、墙体、门窗和尺寸标注。熟悉网络教学平台操作,但他们绘图的技巧相对缺乏,团队合作意识稍显薄弱。目前学生尚未绘过整套平面图纸且绘图速度较慢,绘图规范不熟。一些固定的讲练结合的教学方式,学生习以为常,吸引不了学生。有没有什么方法可以改变教学现状?这也是本次教学设计的初衷。

2.2 设计思路阐述

今天,每一位教师用PPT设计和展示自己的讲稿;明天,每一位教师用Moodle设计和管理自己的课程。在信息化时代,课堂教学是教师和学生共同经历的过程,要让学生参与进来。Moodle网络教学平台构建了一个丰富多彩的学习环境。教师设计课程资源、呈现信息,组织教学活动,学生们通过它实现在线学习,上传作业,查看成绩,讨论问题等。在信息化平台下,促进学生主动学习,引领课堂走向高效。立足点是学生由“学会”提升到“会学”。

2.3 教学组织实施

整个教学设计依托Moodle信息化教学平台,教学设计流程如图1 所示。教师着重打造项目资源设计、项目协作式活动设计、项目交互式活动设计和学生评价与管理设计4 个模块,教学中强调“做中学,学中做”的教学理念,以“任务为主线,教师为主导,学生为主体”的理实一体化的教学方法,讲练结合的教学模式。

2.3.1 项目资源设计模块

资源和活动是组成信息化教学环境的两大重要内容。装饰平面图是装饰施工图的重要组成部分,也是绘制地面铺装图和顶棚平面图的基础,更为后续3DMAX出效果图储备知识技能。本项目资源划分为公共空间装饰平面图的识读、抄绘、审核和出图4 个环节,呈现项目的各种教学内容和资料。教师管理资源,可以把平台相关模块设为可见,渐进展示网络资源,引导学生进阶学习。学生无论是课前预习理论知识,还是课上实践操作,都能借助教师整理的文字、视频和图片资源,梳理公共空间装饰平面图的绘制思路。如讲解门窗绘制时,教师会在平台上以图片的形式展示块的定义、格式和功能;创建门窗对象的方法;创建块和插入块的要点。枯燥的文字图片化,学生主动参与过来,师生共同解决知识重点,提升知识技能。

公共空间装饰平面图纸较为复杂,学生平面图纸细节部位认知存在盲点,教师在网络资源平台上传虚拟的三维仿真模型,通过三维模型的旋转学生查看门窗、阳台以及整体空间布局,通过进入房间查看不同功能空间的家具的布置。三维模型变想象为直观,学生能够快速、准确地完成平面图纸的识读。

2.3.2 项目协作式活动设计模块

除了设计静态项目资源外,教师利用“讨论区”丰富项目资源,进行及时的交流和反馈;利用“聊天室”实时同步跟踪,为学生提供了互相帮助的机会;课后学生利用“Wiki”(共笔写作)进行有效的小组实训报告书写。也为以后的教学丰富平台资源。如讲解CAD软件虚拟打印功能时,教师出示素材资料,辅助答疑,时间管理。学生自主学习,讨论区和聊天室去获取问题解答,完成教学任务。在探究协作中体味合作的快乐,突破图纸虚拟出图打印这一知识难点,最后利用共享文件功能,合成作品,虚拟打印出图。

2.3.3 项目交互式活动设计模块

教师利用“测验”功能添加活动,以选择题的形式检验对理论知识的理解,以论述题的形式凝练总结,拓展延伸,培养学生归纳能力,进行教学有效拓展的设计。Moodle平台的试题单项分析和柱状图分析功能,可以让教师及时了解学生理论知识的掌握情况,调整教学。利用“作业”功能师与生、生与生互动反馈,审查平面图有无可改进的地方。在提交最终作品前,请同学们在平台上下载教师整理的《房屋建筑制图统一标准》,从线宽、线型、图纸比例、尺寸文字标注等方面规范制图作品并上传作业。提升图纸的审核能力,培养工作学习中严谨的学习态度。

2.3.4 学生评价与管理设计模块

考核是检验学生学习效果的重要手段,随着教学内容和教学方法的改革,传统的考核方法显现出很多弊端,不能很好地评价学生的学习状况。如图2 所示,学生阶段性成果提交至Moodle平台,学生评价分自评、教师评价和同伴评价,三者结合平台自动生成最终成绩,总成绩等于提交等级与评价等级之和,Moodle平台网络评价体系更侧重于过程评价;多角度评价以“评”促“学”,有利于发展学生的主体性。

2.4 教学效果反馈

Moodle平台的搭建,激发了学生的学习兴趣,改变了学生不愿动手的现状。学生主动参与进来,教学内容呈现方式数字化、媒体化,传输方式网络化,教学资源实现了最优化利用,突破了传统教学时间和空间的局限,小组协作、互动评价形成良性竞争,学生乐学好学,符合信息时代特点。本项目教学活动设计改善了理论知识难理解,操作技能难提升的教学现状,提高了学生学习的效率。取得了良好的教学效果,实现了教学目标。

3 结语

随着教育改革的推进,应该探索新的教学方法、教学手段和教学工具以适应社会发展的需要,以期达到最好的教学效果。Moodle不仅仅是一个技术平台,而且是体现新的教育理念的操作平台。Moodle作为一个可以免费使用的强大的课程管理工具,值得学校的教育工作者们对其进行进一步的研究和探索,让学校采用较经济的方式,建立实用性的网络教学平台,使其在教育的信息化建设方面发挥更大作用。

摘要：文章阐述了Moodle的含义、功能以及基于Moodle平台进行教学设计的优点。基于Moodle平台的信息化学习环境创设,提供了几乎所有能够想到的日常教学活动,它改变了传统的教学方式,为课堂教学活动的高效实施奠定了基础。作者以AutoCAD绘制公共空间装饰平面图教学设计为例,依托Moodle平台,着重打造项目资源设计、项目协作式活动设计、项目交互式活动设计和学生评价与管理设计4个教学模块,建立实用的网络教学平台,期望建筑装饰AutoCAD课程教学能取得更好的教学效果。

一种复杂边界平面图形的绘制方法 篇7

关键词：OpenGL,NURBS,计算机辅助几何造型

0引言

在计算机辅助几何造型领域, 常常会用到各种具有复杂边界的平面图形, 其边界不仅有直线, 还可能有圆弧等各种曲线。目前OpenGL提供了绘制三角面以及凸多边形的函数, 没有直接提供绘制凹多边形及有曲线边界的平面图形的方法。但是其拥有强大的NURBS曲面绘制函数, 可以绘制任意的NURBS曲面, 并且可以裁剪绘制NURBS曲面。由于平面也可以看作是一种最简单的曲面, 所以可以把OpenGL的NURBS曲面绘制功能借鉴到对平面图形的绘制当中, 实现对复杂边界平面图形的绘制。

文中图形是在笛卡尔坐标系中的xoy平面上进行讨论的, 对于不在这个平面上的图形, 也可以在其所在的平面上建立局部坐标系, 再按照如下提到的方法进行计算。

1NURBS及其相关概念

NURBS是Non-Uniform Rational B-Splines的缩写, 表示非均匀有理B样条的意思。其核心思想在于用多个控制点来表示一条曲线或曲面。

1.1NURBS控制点

在计算机辅助几何造型中, 常常用到各种各样的曲线, 可以用简单解析式表示的曲线远远不能满足要求。为了更方便地用来表示曲线、曲面形状, 可以用一系列点来控制和调节曲线、曲面的形状, 这些点被称为控制点。

在NURBS的理论中, 控制点包含两部分信息, 一部分是点的坐标值, 另一部分是点的权重。点的坐标值表示点在空间中的位置, 点的权重值表示点对曲线或曲面的影响大小。三维空间上的控制点可以用四维向量表示, 分别代表三个坐标和一个权重值。也可以用三维向量表示, 这时权重默认为1.0。二维空间上的控制点可以用三维向量表示, 代表两个坐标值和一个权重, 也可以用二维向量表示, 此时权重默认为1.0。

1.2NURBS曲线、曲面

NURBS曲线用空间中的一组控制点向量表示, 每一个点都可以对曲线的形状有一定的影响。NURBS曲面用空间中的一组控制点矩阵表示。根据NURBS的解析式, 如果确定了控制点, 也就可以唯一确定一条曲线或者一条曲面。也正是由于NURBS的这种精确表示的特性, 在计算机辅助几何造型中得到了广泛的应用。

2几种图形的NURBS表示方法

2.1曲线

本文仅对工程中最常见的线段和圆弧进行讨论, 其它曲线可以参照NURBS公式计算其表示方法。

2.1.1 直线段

用2个控制点表示, 2个控制点的坐标值为线段的端点坐标值, 权重为1.0。

2.1.2 圆弧

需要按照圆弧的圆心角θ的大小讨论, 分以下情况:

对于0°<θ≤90°的圆弧, 用3个控制点PA, PB, PC表示, 其中两端的控制点PA, PC的坐标值分别为圆弧的2个端点的坐标值, 权重都为1.0。中间的点PB的坐标值为圆弧两个端点处的两条切线的交点坐标值, 权重值weight计算公式为:undefined。

对于圆心角超过90°的圆弧 (包括圆环) , 可以切成多段圆弧, 每段圆弧都不超过90°, 再把每段圆弧用上面的方法表示, 即用多段圆弧来表示。

2.2平面矩形

平面矩形用4个控制点表示, 4个控制点的坐标为矩形4个角点的坐标值。为方便起见, 可以用三维向量表示, 权重默认为1.0。

3OpenGL中NURBS的特殊说明

3.1控制点

在OpenGL中表示带权重的控制点有特殊的表示方法, 对于控制点P, 若其坐标为 (x, y, z) , 权重为weight, 则在OpenGL中表示该控制点的四维向量计算公式为:

undefined (1)

3.2曲面裁剪函数

OpenGL中供曲面裁剪调用的函数是gluBeginTrim、gluEndTrim与gluNurbssCurve、gluPwlCurve。在进行曲面裁剪开始时调用gluBeginTrim函数, 在结束时调用gluEndTrim函数。用gluNurbsCurve函数和gluPwlCurve函数绘制曲面边界, 其中gluNurbsCurve函数主要用于绘制曲线边界, gluPwlCurve函数用于绘制直线边界。为了统一表示, 都采用了gluNurbsCurve函数。

4图形绘制数据计算

4.1背景矩形绘制数据计算

对于任意一个平面有界图形, 都可以在其所在的平面上找到若干个矩形, 使该图形的所有部分都在矩形之中。在这些矩形中, 两边与绝对坐标系的x轴与y轴平行且面积最小的矩形称为背景矩形。该矩阵与x轴方向平行的边的长度称为背景矩形的宽, 与y轴平行的长度称为背景矩形的高。该矩形的四条边分别通过平面有界图形在x、y轴方向上的最大最小值点。

该方法绘制的思路是先绘制背景矩形, 再根据需要绘制平面有界图形的几何边界, 对背景矩形进行裁剪, 生成一个完整的图形。

4.2背景坐标系

从z轴的正方向看, 以背景矩形的左下角点Pori (xori, yori) 为原点, 三维空间中的x轴、y轴为坐标轴建立直角坐标系, 这个坐标系称为背景坐标系, 背景坐标系x轴的单位长度设为背景矩形的宽, y轴的单位长度设为背景矩形的高。

4.3图形边界控制点在背景坐标系下坐标值的计算

由于只讨论在xoy平面上的情况, 所以不用考虑平面有界图形上点的z轴坐标值, 这样边界上任意一个控制点的绝对坐标只需要用 (x, y) 两个坐标值表示。对于本文用到背景矩形, 仅用到了在xoy平面上、而且两边都平行于坐标轴的矩形平面图形, 两端控制点的节点参数设置为标准的0与1。裁剪边界曲线上控制点在背景矩形上的UV坐标可以看作是在背景坐标系下的坐标。

对于边界曲线上的控制点, 如果其绝对坐标为 (x, y) , 则其在背景坐标系下的局部坐标 (x', y') 计算公式为:

undefined

(2)

其中width为背景矩形的宽, height为背景矩形的高。xori、yori为背景坐标系的原点坐标值。

计算好边界曲线上的控制点后就可以确定裁剪曲线的绘制数据, 边界曲线上的控制点权重不变。

5绘制流程

根据以上分析, 可以采用以下的绘制流程来绘制一个平面图形:①确定背景矩形;②确定背景坐标系;③求出图形边界曲线的控制点的绝对坐标及权重, 并求出其在背景坐标系上的坐标;④按照OpenGL控制点的表示方法构造显示数据;⑤调用NURBS曲面绘制函数绘制背景矩形;⑥调用NURBS曲面裁剪函数对绘制的背景矩形进行裁剪, 生成平面几何图形。

6程序实例

为了检测这种方法的有效性, 选取了如图1所示的图形, 该图形包含直线边界和圆弧边界, 而且有一个内部的孔。

按照本文的方法, 在Dev-C++软件中, 结合C++程序设计语言, 绘制出结果如图 2所示的图形。

可以看出用这种方法可以完整精确地绘制出所需的图形。

7结语

通过对xoy平面上的复杂边界图形的分析, 利用OpenGL的曲面绘制及曲面裁剪功能, 提出了一种可以方便绘制平面图形的方法, 按照这种思路, 可以推广应用到任意平面上的平面图形绘制中, 只需建立对应的平面坐标系即可。

参考文献

[1]施法中.计算机辅助几何设计与非均匀有理B样条[M].北京:高等教育出版社, 2001.

绘制平面图 篇8

在道路和河道等勘测工程中, 通常要涉及到断面测量工作。对于里程长达数十千米的工程, 横断面数量往往达数百条, 甚至上千条。由于业已形成的各行业的图形表示要求和各测绘及相关单位的作业习惯不尽相同, 因而造成了当前还没有较好的, 既可以通用, 又可以实现批量自动化绘制断面图的程序。因此, 为了提高笔者所在单位测绘人员的工作效率、减轻劳动强度, 实现断面图批量自动化绘制以及断面数据输入的常规错误自动识别和定位, 笔者基于VB.NET (2008) 进行了Auto CAD (R16) 二次开发。

2 Auto CAD二次开发系统平台及VB.NET开发语言简介[1,2]

Auto CAD是美国Autodesk公司推出的通用计算机绘图软件, 以其强大的绘图功能和良好的而开发环境, 广泛用于机械、电子、化工、测绘等行业。不同行业根据本身的特点和工作需要, 可在CAD平台上上开发出适合本行业的程序。对CAD二次开发的程序语言很多, 例如Auto LISP、ADS、ARX、VBA、.NET平台语言等。而Auto CAD.NET二次开发逐渐成为主流。

VB.NET是Visual Basic.NET的简称, 是微软最新平台技术, 是.Net Framework SDK的一种语言。它不是VB (Visual Basic) 的简单升级, 真正成为面向对象以及支持继承性的语言;窗体设计器支持可视化继承, 并且包含了许多新的特性, 比如自动改变窗体大小、资源本地化支持、数据类工具内在支持XML数据;直接建立在.NET的框架结构上, 因此开发人员可以充分利用所有.NET平台特性, 也可以与其他的.NET语言交互;为Windows应用程序提供了XCOPY部署, 开发者不再需要为DLL的版本问题担忧。

3 程序设计

3.1 界面设计

界面的效果如图1 (运行横断面时界面, 在选择纵断面时略有差异, 限于篇幅, 在此不做展示) , 包含了菜单栏、绘图配置区、和功能按钮区。菜单栏有, 帮助、注册、关于等。绘图配置区包括:断面类型框 (选择纵或横断面绘制) 、比例尺框、标尺/网格框以装饰框。功能按钮区主要是导入配置、保存配置、锁定配置、绘图、提示信息、退出等按钮。整个界面虽然使用的控件较多, 但井然有序, 包含了绘图所需的所有信息, 以及程序良好运行的必要按钮, 总体说来简洁有效, 即使没有程序帮助, 使用者甚至都可以顺利操作。

3.2 功能设计

本程序主要是实现纵断面和横断面批量绘制, 因此需要具备以下功能。

3.2.1 在简洁的界面上, 要具备纵、横断面绘制功能切换;

3.2.2 一个工程断面可能是分批次分时间段绘制, 特别是成百上千条时, 为了保持绘图特点前后一致, 能够保存配置, 使其重复利用, 也是有必要;

3.2.3 大量的断面数据文件, 总会存在个别或少量的输入错误以及一些异常数据, 比如横断面数据, 距离和高程数据之间的分隔符, 或许输错或许漏输入了。因此需要识别一些常见的人工输入数据的错误;

3.2.4 一些辅助性工具, 比如断面工作量统计、其它数据格式 (如坐标X, Y, H) 转成默认格式等;

3.2.5 无论程序是如何的容易上手, 具有帮助文件是十分必要的, 毕竟涉及到一些数据文件格式的规定等。

4 主要功能实现[3,4,5]

4.1 连接Auto CAD

本程序是从外部对Auto CAD进行二次开发, 连接Auto CAD2004~2006版本的代码如下:

4.2 自定义错误信息及探测

以距离与高程之间缺少分隔符的错误为例。先定义自定义的异常类:Private Class Separator Exception

Inherits Application Exception………………..

End Class

当由程序代码 (具体代码略) 探测到这个异常时, 就抛出这个异常:

ThrowNew Separator Exception

由上一层的Try…Catch…End Try补捉到这个异常后, 写入到一个指定的错误信息文件中供批量处理完断面绘制后, 再检查修正错误数据文件, 如:

my Append Writer.Write Line (“断面数据文件名”+“该文件中, 数据”+Err Line+“可能有……问题!”)

'存储错误信息和和其可能位置

4.3 批量绘图

在循环体内的示意代码如下

5 实际应用

本程序已经在作者所在单位的项目开始具体应用, 外业数据采集以后编制成如下图的格式.通过程序进行自动绘制横断面图生成如图2的结果。图3数据格式中, 2000和4000表示水面线和加固堤岸的标识符。

6 结论

从前文阐述来看, 纵、横断面图批量绘制程序主要具有以下特点:

6.1 从外部操控Auto CAD;

6.2 界面简洁明了;

6.3 操作傻瓜化;

6.4 批量自动化处理;

6.5 具备较强的容错和错误探查能力。

总之, 该程序的实现, 有效提高了笔者所在单位作业人员的工作效率、减轻了劳动强度。

参考文献

[1]米炜雄.基于VB的AutoCAD二次开发及其在测绘中的应用[J].科技咨询导报, 2007, (10) :69.

[2]陈立新, 赵红梅.基于VB.NET的AutoCAD二次开发[J].计算机应用, 2006, (6) :13-15.

[3]张晋西.Visual Basic与AutoCAD二次开发[M].北京:清华大学出版社, 2002.

[4]张国宝.AutoCAD Visual Basic开发技术[M].北京:科学出版社, 2000.

浅谈平面设计软件中的图形绘制技术 篇9

在平面软件的教学过程中, 图形线条轮廓的创建是掌握平面软件的必学知识块。往往在教授这些知识点的时候, 学生学习操作的效果不是很好。问题就在当教授软件的操作工具功能的时候很容易掌握, 但在设计实践操作中, 需要使用所学的工具完成各种不同的图形造型的时候, 应用软件的效率非常的底下。当然对于使用软件比较久的人来说, 由于操作经验的积累, 这种状况可能会有所缓解。为了改善这种状况, 下面开始阐述关于这一问题的一些方法和技巧。

1 基本造形操作

平面设计软件这种主要是指几个比较主流的设计软件, 如photoshop、coreldraw、illustrator等。每款软件都会有针对图形绘制的一些造型工具, 这些工具的操作方法也是图形绘制技术的基础知识, 是运用其他图形绘制技术的重要帮手。其实每款软件的绘图工具的功能都大同小异, 它主要分成两个部分:图形的创建和图形的编辑。图形创建和编辑工具通常会用到锚点和线条路径这两个元素。

在进行图形创建的时候, 两个锚点会控制一根路径线条, 其中线条又分成直线和曲线两种。图形就是有由这样的路径线条构造而成。学习这些工具来创建图形的时候, 用这种方法从理论上来说什么样的图形都可以用这种方法创建, 一般的初学者也是会这样认为。但这恰恰是学习图形造型技巧的一个误区。因为用锚点和线条路径创建图形是一种费时费力的的操作方法, 它只适应图形简单, 创建锚点较少的操作过程。如果遇到比较复杂的图形, 需要创建的锚点数量变多, 那么工作量就会变得非常的繁重, 最终导致工作无法完成。对于初学者而言, 应该改变对这种工具直接创建图形的思维方式, 改用其他的技巧来减轻造型的工作量。

图形的编辑也是在进行图形造型的过程中不可缺少的辅助操作。它也是借用原来已经创建好的锚点, 通过对锚点的移动, 锚点控制杆的调整、锚点的删减来对需要修改的图形进行修改编辑。

当掌握了图形的创建和编辑的基础操作之后, 就可以开始学习使用一些便捷的技巧和其他功能软件工具准确高效的创建图形了。

2 图形修改方法和技巧

在进行了基础造型工具的学习之后, 对于图形造型的方法和技巧的掌握就可以进入第二阶段。

首先在很多的平面设计软件中会有很多快速创建基本形状的工具, 如画圆形、矩形、多边形等工具。这些工具的存在很大情况之下提高了图形造型的工作效率。比如需要绘制一个圆形的时候, 那么直接应用画圆工具就可以了, 不需要利用四个锚点和较长的时间来创建, 这样既提高了工作效率也提高了图形的造型准确性。

另外, 软件中除了会设置有基本形状的绘制工具之外, 一般都会有一些软件自带的图形库, 里面分门别类的存储了一些拖动既可使用的图形, 如植物形状库、标志库、人物库等。

这些形状库里的形状和基本形状处理可以直接创建来实现图形造型之外, 还可以通过图形编辑的操作对库形状和基本形状进行修改, 修改之后就可以成为一个新形状。这个方法也是在进行图形造型的应用的最多的方法之一。

除了已有的形状直接应用和修改的方法之外, 利用多个已有形状之间的相交、相加、相加、切分等等的运算关系得到新的图形也是在图形造型的时候非常实用的技巧。对于图形之间的计算关系的判断:首先研究图形的最终效果, 对结果图形进行分析, 可以用那些已有图形的计算来得到结果。当思路清晰之后开始创建基本或已有图形, 实行计算操作。总而言之是逆向思维, 正向操作!当然, 不是所有图形都可以用已有图形变化而来, 如果是这样那就要尽量多用已有图形的方法, 只保留一小部分简单的图形来用基础造型的工具直接创建。例如:现在我们需要画一只鸭子, 那么可以将鸭子的头和身体的部分看成是一个大圆和一个小圆。创建好圆型之后将两个圆形相加, 再用图形编辑的方法修改图形使鸭子的头和身体的形状符合要求。做好之后, 对鸭子的嘴等细节形状同样首先运用已有图形修改运算的的方法。最后, 如鸭子的嘴的部分线条比较特殊, 用造型基本创建工具相对比其他方法还要快捷一点的时候就可以选用直接创建的方法来完成了。

3 图形的批量运用

当图形比较多, 图形与图形之间又有许多共同特点的时候, 图形的批量应用这个方法就显得尤为快捷和突出。图形批量主要应用的操作手法是利用电脑的复制功能进行原始图形的复制, 然后对副本进行位置和形状的修改。另外在大多数的图形软件中都会有笔刷或类似笔刷的功能, 我们可以将原始图形定义成形状画笔, 然后以画笔的形式批量的创建图形。

例如现在要绘制一幅向日葵田的风景画, 其中的主要的图形就是向日葵。向日葵的数量比较多, 其中图形的特点就是各个向日葵的形状类似, 主要由花盘、茎叶等的形状构成, 不同的是各个向日葵的高矮和花盘的方向不同。那么在对幅画的图形进行造型的时候, 可以考虑现对一棵向日葵的形状进行创建。这时, 如果所有向日葵的颜色也类似的话, 可以考虑将第一棵向日葵的形状和颜色都完成后再一起进行复制和修改。当然, 也不是所有的向日葵都采用复制的形式创建。由于向日葵田的形状有不规则和有层次性, 所以一般的做法就是用复制修改的方法做出一排的形状, 然后将创建出来的一排向日葵形状定义成形状画笔。接下来其余的图形由于具有相似性的特点, 可以使用画笔功能呈批量的创建出来, 而且具有前后的层次性。

基本造形操作是作为图形造型的基础操作;图形修改方法和技巧是图形造型的基本技术;图形的批量运用是图形造型的高级技巧。图形修改方法和技巧需要以基本造形操作为基础, 而图形的批量运用又以图形修改方法和技巧和基本造形操作为基础, 属于逐渐升级型的技术。

以上所谈到的从基础到技术, 从技术到技巧对图形绘制技术进行了简单的总结。在平面设计的过程中, 平面设计辅助软件主要作用就是要高效和准确的辅助设计。学习这些软件不是简单的了解软件工具的功能性, 而是通过各种工具功能的综合使用和造型方法技巧来满足图形创建的需求。所以, 不论是学习软件还是应用软件都要有一个明确操作的目的, 从而掌握其中的操作的方法和技巧, 形成良好的平面设计的绘图思路和习惯。

参考文献

[1]迪尚, 石建航, 平林.电脑图形设计[M].杭州:浙江人民美术出版社, 1995.

绘制平面图 篇10

地震勘探采集的地震数据一般以地震道为单位进行组织,采用SEG-Y文件格式存储。SEG-Y格式是由SEG(Society of Exploration Geophysicists)提出的标准磁带数据格式之一,它是石油勘探行业地震数据的最为普遍的格式。读取数据后经过处理可以得到有关地下构造和岩性等大量有用信息信息。但是原始数据数据量庞大而且杂乱无章,为了使大量的数据变得直观、易于理解,揭示数据间的内在联系,必须对原始数据经过一系列变换转换成图形图像,将信息以更容易理解的形式展现出来。VC++功能强大、界面友好且操作方便,因此目前PC机上通常在VC++环境下对这种格式存放地震勘探数据进行处理并实现可视化显示。笔者在做地震数据可视化时利用VC++6.0编写了地震数据的读取处理程序及绘图程序。

2 读取SEG-Y数据

2.1 SEG-Y格式地震数据的文件结构[1,2]

标准的SEG-Y文件结构如表1所示:前3 6 0 0字节为文件头通常被看做一个整体,紧跟其后的是数据体。非标准的S E G-Y文件可能没有前3 6 0 0字节的文件头。

文件头有3 6 0 0字节分为两部分,第一部分长度为3200字节,以EBCDIC编码记录地震数据采集系统的有关信息。共有40行,每行长度为80个字节,每个字节表示一个字符,EBCDIC码需先转化成ASCII码,才能在微机中正确显示。第二部分为二进制格式,长度400字节,数据类型为32位或16位的整型,记录数据体信息,如每道的采样点数、采样率、数据格式等[3]。

数据体由多个数据道组成。每道数据分道头、道数据两部分。道头是二进制数据,长度240字节,数据类型:32位或16位的整型,记录采样点数、采样间隔、共深度采集点CDP(Common Depth Point)号、XLine号、YLine号以及坐标信息等。地震道的数据长度为采样点数×4个字节。工作站SEG-Y数据的存储格式一般为I B M格式,微机处理的S E G-Y数据存储格式一般为IEEE格式。通过读取二进制文件头中第3225~3226字节存储的信息可以判定数据的存储类型。

2.2 读取地震数据

地震数据的正确读取是数据处理的前提,任何一位参数的偏差都可能导致整SEG-Y数据文件出现内部参数矛盾而无法进行数据解读。了解SEG-Y格式地震数据的文件结构后对读取位置定位,读取完成存储为后面的处理作准备。微机版和工作站版SEG-Y数据结构一样,但是数据的存储格式不同,微机中的数据是低字节在前,高字节在后。在微机的操作系统环境下,对SEG-Y格式的数据进行处理时,首先必须对数据进行高位、低位互换处理。

读取SEG-Y数据用到的类如下:在程序中定义了2个结构体:ST_real_info和ST_trace_info,前者用来定义SEGY卷头文件中400字节数据信息代表的变量,后者用来定义道头文件中头2 4 0个字节数据信息代表的变量。定义了读取SEG-Y数据的类CRead Segy Data,主要功能有:Ebcdic2Ascll()完成EBCDIC码向ASCLL码的转换;ibm_to_float()完成地震数据IBM格式向IEEE数据格式转换;Get Real Var()完成卷头信息的读出;Get One Trace Info()完成道头数据的读出;Get One Trace Data()完成道数据的读出等。

读道头和道数据时先要判断文件按有无文件头,如果有则第N道道头和道数据读取位置分别为:

info_pos=3600+(N-1)(240+Sample Num*Data Size)

data_pos=3600+(N-1)(240+Sample Num*Data Size)+240

其中SampleNum是采样点数,DataSize是一个数据点所占的字节数。如果没有卷头,则上面的式子中就没有3600,读文件时用fseek()定位,用fread()读取。读完后判断SEG-Y格式,如果是IBM格式则必须要转化。

3 地震的剖面显示

常见的地震剖面显示方式有波形显示、变面积显示和变密度显示,其中变面积显示又有三种方式:波形变面积显示、单极性显示和双极性显示[3]。图1是绘图参数设置对话框,可以根据显示的需要对各种参数进行设置,比如道与道之间的间隔n Trace Interval和采样点之间的间隔n Time Interval、起始道m_Start Trace和终止道m_End Trace、起始时间m_Start Time和终止时间m_End Time等。为类型设定组合框中的四个单选按钮添加变量m_Draw Option,项目创建后系统自动为我们创建了主框架C Main Frame类、应用程序App类,文档Doc类和视图View类,在视图View类的实现文件中添加单击消息处理函数,单击波形图单选框则将m_Draw Option赋值1,单击波形加面积则将其赋值2,绘制波形图的函数Draw Wave Area()、绘制波形加面积的函数Draw Wave Area()、绘制双极性的函数Draw Chromato Graph()和绘制变密度的函数Draw Var Density()也在View类中,在绘图时对m_Draw Option值做判断,如果为1,则调用Draw Graph Wave()函数绘制波形图,如果为2则调用Draw Wave Area()函数绘制波形加面积图,依次类推。

在Windows操作系统下,绝大多数具备图形界面的应用程序都离不开图形设备接口GDI(Graphics Device Interface),我们利用GDI所提供的众多函数就可以方便的在屏幕、打印机及其它输出设备上输出图形。在GDI+模式下编程要gdiplus.dll动态链接库的支持,将其复制到程序当前目录,在应用程序App类中添加头文件gdiplus.h,库文件#pragram comment(lib,“Gdiplus.lib”),增加成员变量保存GDI+初始化后在应用程序中的标识,重载初始化函数和修改退出函数。

3.1 绘制波形图

地震数据值记录了反射波在检波点离平衡位置的振动情况,它的大小代表了振幅的强弱,正负表示了振动的方向。波形图是将多道地震数据在一个平面内以曲线的形式表示出来。波形图能够清晰的反应反射波的动力学特征(如振幅、频率和波形等)。

图形区域与离客户区域左右边界的距离sx,sy。道数据储存在数组one_trace_data中,则第i道第j个采样点的横坐标位置X=sx+i*n Trace Interval+one_trace_data[j],纵坐标位置Y=sy+t*n Time Interval,下一个采样点的横坐标位置X=sx+i*n Trace Inte rval+one_trace_data[j+1],纵坐标位置Y=sy+(t+1)*n Time Interval,先根据起始时间和终止时间循环读取一道数据,确定坐标(X,Y)后依次连接起来,得到一道数据的波形图,再根据起始道和终止道循环读取并绘制每一道。

如果时间间隔变大,直接将点与点相连曲线就变得不光滑看起来像折线,可以绘制贝塞尔曲线来改善。贝赛尔曲线是一种以逼近为基础的参数多项式曲线,曲线逼近实际上是一种插值行为。

GDI+的Graphics类提供了绘制贝塞尔曲线的函数:Graphics::Draw Beziers(Pen*pen,Point F*points,INT count),该函数有三个参数:指向画笔的指针、存储控制点坐标的数组和坐标的个数。我们只需将地震数据分组,将该组数据点对应的坐标作为控制点存放在数组中,实例化一个Graphics对象和Pen对象后,调用该函数并传递参数,则由内部封闭的算法来自己完成贝赛尔(Bezier)曲线的绘制。

图2是绘制出来的地震剖面波形图,从图中可以看出地震数据分布情况以及偏离平衡位置的程度,从而了解不同深度地震波的振动情况。

3.2 绘制变面积图

在一系列地震道中,同一反射波的相同相位在相邻地震道上的到达时间是相近的,每道记录的振幅也是相似的,因此相邻地震道之间波形相似,波峰比较靠近。波峰在地震剖面上相互叠套成串,一连串的波峰组成一条线,形成同相轴。同相轴具有一些特点,如振幅显著增强、相邻道波形特征相似等。可以根据同相轴的这些特点来识别地震层位[4]。变面积图就是为了更好地表现同相轴,在绘制时通常将地震数据正值区域或负值区域用特定的颜色来填充。

变面积显示有波形加面积、正极性、双极性显示这几种方式。假设平衡位置的右侧为正值区域,左侧为负值区域。波形加面积是对正值区域进行填充,负值区域以曲线表示;正极性是将正值区域填充,负值和零值区域不做处理;双极性显示是将波峰和波谷分别填充不同的颜色。

填充的关键是要判断数据点与平衡位置的关系以及相邻数据点之间的关系。图3波形中10个特殊点详细的表现了它们之间的关系:

第一种情况是相邻两点一个在平衡位置一个不在平衡位置,这样只需从不为0的点向平衡位置作垂线,垂足与这两个点组成一个三角形。第二种情况是一个点为正值一个点为负值,两点连线与平衡位置有个交点P,同样分别作垂线,垂足、数据点和交点组成2个三角形。第三种情况是相邻两点在平衡位置同一侧,分别作垂线后两点与垂足之间围成一个梯形。第四种情况两点都在平衡位置,这样不需要作处理。

在绘制波形变面积图或正极性图时,如果三角形或梯形在平衡位置的右侧则将其填充,在左侧时不处理。在绘制双极性图的时候才将处于平衡位置左侧的三角形或梯形填上与右侧不同的颜色。

GDI+的Graphics类为我们提供了绘制提供了区域填充的方法Graphics::FillPolygon(Brush*brush,Point F*points,INT count,FillMode fillMode),创建一个Graphics和Brush对象,顶点一般只有三个或4个而且摆放是规则的,故ALTERNATE和W I N D I N G两个填充模式效果一样。将上面求得的多边形的顶点存在一个数组中,向函数传递参数,则可完成面积图的绘制。

图4是填充后绘制出来的三种面积图,从图中可以清晰的表现出自同一界面反射波的同相轴,大致反映层位的基本走向。

3.3 绘制变密度图

变密度图是利用不同的颜色来表示地震数据的大小,用一个连续变化的彩色谱表示地震数据的不同振幅。方法是依据显示比例以采样点为中心画小矩形进行区域填充,根据该样点值的大小进行着色填充。

变密度图的关键是对颜色进行分级。可以自己定义最大正振幅、最大负振幅和零值是对应的颜色,数值从最大到零时从一种颜色逐渐过渡到另一种颜色。以正值为例:设地震数据最大正值为Max Right,如果最大正振幅对应的颜色为(r1,g1,b1),零值对应的颜色为(r2,g2,b2),则当前数据Data[i]所对应颜色的红色分量r=r2-Data[i]*(r2-r1)/MaxRight,绿色分量g=r2-Data[i]*(g2-g1)/MaxRight,蓝色分量b=b2-Data[i]*(b2-b1)/MaxRight,负值时对应的颜色同理。

确定当前数据点所在的道的基线坐标X 1,下一道的基线坐标X2,获得当前采样点的屏幕坐标值yl和下一采样点的坐标值y2,以(x1,y1)为左上点和(x2,y2)为右下点绘制矩形,用采样点振幅值换算出的像素值填充矩形区域,这就是绘制变面积图的基本算法原理。

以上面的算法进行填充效果不会很理想,当道间距和时间间隔放大一定的比例时,就会看到一个个小矩形,而且相邻矩形之间的颜色过渡也不好,可以利用双线性插值方法来改善绘图质量,实现的过程如下:

利用上面算法得到的矩形区域以及填充该区域的颜色,求取填充矩形四个顶点的颜色值(R,G,B)。顶点颜色的求取如图5所示相邻四个矩形有一个共同的顶点,该顶点的颜色值为相邻四个区域颜色值的平均值。

之后对矩形左右从上到下进行纵向颜色插值,再根据纵向插值得到的点,对矩形上下从左到右进行横向颜色插值。这些插值点将原来的矩形分割成一个个更小的矩形,每个点对应一个小矩形,用这个点代表的颜色值将其对应的矩形填充即完成整个绘制过程。插值点的数目并不是越多越好,数目大则运算量加大,会影响绘图速度,数目少图像的改善效果不明显。可以根据显示需要合理设置。

图6是绘制出来的变密度图。从绘制结果可以看出数据值与颜色之间有着很好的对应关系,相邻矩形之间的颜色值过渡也很平滑自然。从意义上来看变密度图跟面积图相比更能在细节上精确的反映层位的基本走向并展示整个地层的结构。

4 结束语

地震的剖面显示是地震数据可视化的基本形式,它为用户提供精确的图形显示、交互以及多种信息的综合表达。本文解析了地震勘探数据SEG-Y文件格式,利用VC++在正确读取地震数据的基础上,实现了地震剖面几种常见表现形式的绘制,详细的介绍了绘制的原理和绘制过程。从绘制结果来看,比较真实的反映了数据原貌。可以从整体上看出地震数据的分布及走势,而且有助于对地层结构有个整体的了解,进而为后期的解释及油藏的可能存在位置提供依据。

摘要：地震数据显示是地震资料解释的基础,将数据转换为图形的形式在屏幕上显示出来可以使其更加直观、易于理解。本文在分析了SEGY格式地震数据文件结构的基础上,利用VC++实现了地震数据的准确读取,完成了波形、面积填充和变密度这几种常见地震数据剖面显示方式的绘制。对绘制的原理和过程进行了介绍,并展示了绘制结果。

关键词：地震数据,地震剖面,显示波形图,变密度图

参考文献

[1]SEG web site:http://www.seg.org/下载SEG Y标准rev 0、rev 1.

[2]李捷,王辉等.基于微机的三维地震资料可视化系统的数据格式及数据存取[J].大庆石油学院学报,2005,29(6):25-28.

[3]肖汉.地震数据的可视化研究[D][湖南大学硕士学位论文].湖南:湖南大学,2007:22-25.