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Computer-Aided-Designer | CAD-Einführung (Folge 2) | CAD-Einführung (Folge 3) | CAD (Folge 4) | CAD Einführung (Folge 5) | Folge 6 | Folge 7 | Folge 8 |
Wir sind nun bei der letzten Folge unserer CAD-Serie angekommen. Mit den sieben bisherigen Folgen haben Sie sicherlich schon ein brauchbares CAD-System autbauen können. Falls Ihnen noch ein Teil fehlen sollte, versuchen Sie vielleicht, das fehlende Heft beim Verlag anzufordern, denn natürlich funktioniert das System erst richtig, wenn alle seine Komponenten vorhanden sind. Wie gut Sie nun das vorliegende CAD-System ausnutzen oder anwenden können, liegt fast ausschließlich daran, wie gut Sie die Formen in Ihrer Designbibliothek aufgebaut haben. Einschränkend muß man jedoch sagen, daß Sie mit den sehr einfachen Formen, die wir hier besprochen haben, zwar die Grundlagen der CAD-Verarbeitung erproben können, aber zu einer richtigen und sinnvollen Anwendung ist verständlicherweise sehr viel mehr organisatorischer Aufwand und eine umfangreichere Formbibliothek notwendig. Man muß auf jeden Fall die endgültige Gestalt der zu benutzenden Form sehr genau durchdenken und durchplanen, ehe man sie mit dem Design — ds — Befehl festlegt und dann in seiner Bibliothek abspeichert. Der ursprüngliche Aufbau dieser Designbibliothek ist zum Teil eine sehr zeitaufwendige und mühsame Arbeit. Diese Bibliothek muß schließlich Ihren Wünschen und Vorstellungen entsprechen. Sie muß sozusagen Ihr Werkzeugschrank werden, aus dem Sie alle benötigten Formen entnehmen können. So wird die Formbibliothek von einem Hobbyelektroniker mit ihren Schaltzeichen für Widerstände, Kondensatoren oder Transistoren ganz anders angelegt sein als bei einem Hobbymodellbauer, der seine Flugzeugteile als Symbole in einer Bibliothek festhält. Wie gut diese Formbibliothek — dieser Werkzeugschrank — sein wird, entscheidet letzten Endes die organisatorische Arbeit und Zeit, die Sie in den Designaufbau investieren wollen. Die Summe aller Formen, die Sie entwickeln, wird dann den Umfang Ihrer Bibliothek bestimmen, aber es ist zum Teil gar nicht so einfach, diese Formen zu entwerfen. Das Symbol (Signum) einer deutschen Femsehanstalt wurde beispiels weise bei einer amerikanischen CAD-Firma so technisch aufgearbeitet, daß sich das Symbol im Raum streckt und dreht. Diese Anwendung können Sie täglich im Fernsehen beobachten. Sie dauert nur ein paar Sekunden, aber im Verhältnis zu dieser recht einfachen Form steckt ein hoher orgaisatorischer Aufwand dahinter. Sobald die Form aber einmal in einer Bibliotehk festgehalten worden ist, ist die Weiterverarbeitung — die Streckung oder Drehung der Form — jedoch in der CAD denkbar einfach. Die eigentliche Arbeit in der CAD ist deshalb immer der organisatorische Entwurf einer Form und dessen Eingabe ins System. Je komplizierter die Formen werden, desto umfangreicher muß die Vorbereitung aussehen. Auch einen größeren Speicherplatz und eine »höhere« Programmierung gehören dazu, wie wir es schon bei der dreidimensionalen Verarbeitung gesehen haben. Bis jetzt haben wir nur sehr einfache Formen — wie z.B. unsere Kreuzform — betrachtet. Es sind monotone Designs mit nur einem Umriß. Die professionelleren CAD-Systeme verarbeiten aber sehr viel kompliziertere Designs, die sog. »Multi-forms«. In dieser letzten Folge werden wir etwas über diese Art von Formen erfahren und wie man das vorliegende System darauf einstellen kann. Zunächst aber was versteht man konkret unter dem Begriff »Multi-form«? Nun, das ist in unserem vorliegenden CAD-System kein Problem im eigentlichen Sinne. Wir entwerfen zuerst eine Kreuzform und zwei Quadrate und positionieren dann die einzelnen Formen durch »dm« auf eine gewünschte Position. Ganz einfach also, aber eben ein wenig zu »einfach« und sehr umständlich. Ein Architekt oder ein Ingenieur, also ein Anwender - wird mit Sicherheit nicht so elementar arbeiten wollen , daß er ein Haus oder Maschinenteil aus »Urformen« zusammensetzt. Diese Benutzer wollen wahrscheinlich schon zusammengesetzte Formen wie Schrauben oder Sanitärteile verwenden. Eine solche, aus mehreren Elementarteilen zusammengesetzte Form — also eine Form mit mehreren Umrißen — nennt man gewöhnlich eine »Multi-form«. Mit einem »höheren« CAD-System kann man dann auch diese »Multi-formen« als Gesamtheit verarbeiten. Man kann also die ganze Form bearbeiten. Z.B. mit »Design-move« (dm) oder mit »Design-expand« (dx) kann man die zusammengesetzte Gestalt bewegen, vergrößern oder verkleinern. Diese komplizierten Designs enthalten also mehrere, ggf. sehr verschiedene Grundformen, die das CAD-System als Gesamteinheit bearbeiten muß. Unser vorliegendes CAD-System ist in seiner jetzigen Version nicht dazu in Lage, aber diese Beschränkung war für den Anfang nicht besonders gravierend. Man mußte eben mehrere Formen hintereinander plazieren. Für diejenigen aber, die ein »Multi-form«-taugli-ches System haben wollen, werden wir jetzt eine Versionserweiterung einfuhren und einige »Multi-form«-taugliche Befehle darstellen- aber natürlich nicht alle. Wie am Schluß eines jeden Kurses kommt immer das berühmte »weiterfuh-rende Projekt«, damit der Teilnehmer selber tiefer in die Materie eindringen kann. Wir halten das im Prinzip für richtig, denn durch das bloße Abtippen von Programmlisten kann man nicht besonders viel erfahren und schon gar nicht über die CAD-Programmierung. Wir werden aber die Lösungsskizze so einfach wie möglich halten, so daß jeder ein »Multi-form« CAD-System aufbauen kann. Jede Form, wie komplex sie auch immer sein mag, fängt mit der Erstellung des Designs an. Bei »Multi-forms« ist jedoch der organisatorische Aufwand, der zur Erstellung dieser Formen notwendig ist, wesentlich größer. Es muß ja nicht nur eine, sondern mehrere zusammenhängende Formen müssen aufgebaut werden. In professionellen Systemen nehmen — wie schon gesagt optische Scanner diese Arbeit weitgehen st ab. Aber auch hier wie bei dem angesprochenen Femsehanstaltsymbol — ist die Eingabe der Form in das System sehr arbeitsintensiv. In unserem System benutzen wir den Design-Befehl »Design« (ds:m) u.a. für diese Arbeit. Als Beispiel der »Multi-form«-Verarbeitung werden wir jetzt nochmal unsere zusammengesetzte Kreuzform benutzen. Wir werden zunächst dem System die Grundrisse eines Quadrates bekannt geben und zwar wie immer geben wir zuerst die linken Koordinaten ein: 1,10,101,10,80 Nun fügen wir 1.999.999 als Kennzeichen dafür ein,das eine Form abgeschlossen ist. Nun geben wir die Koordinaten des darinliegenden Quadrates ein: 1,20,201,20,70 und wieder unser Endkennzeichen 1.999.999 Zuletzt geben wir dem System die innenliegende Kreuzform bekannt: 1,40,301,40,401,30,401,30,501,40,50 1,40,60 Entsprechend müßten wir jetzt die rechte Seite der »Multi-form«eingeben. Glücklicherweise haben wir aber schon einen »Multi-form«-tauglichen Spieglungsbefehl (dv) aufgebaut. Dieser wird Ihnen also die Hälfte der Arbeit ersparen. Geben Sie also — wie immer — den Schlußbefehl e,0,0 ein. Danach spiegeln Sie die Form mit einem Offset von 5 — dv:5. Lesen Sie dazu vielleicht die »Folge Sechs« dieser Serie durch. Wie Sie sehen können, entsteht auch bei der Entwicklung unserer sehr einfachen »Multi-forms« ein relativ großer Arbeitsaufwand. Besonders die Eingabe der Koordinatenpunkte ist im nachhinein mühsam. Hier könnte z.B. eine »Joystick-« oder »mausverarbeitung« Abhilfe schaffen. Die Eingabe der rechten Koordinaten bleibt Ihnen natürlich durch die »Multi-form«-taugliche Spiegelung (dv) erspart. Was passiert nun bei einem Design-Befehl wie z.B. beim Befehl »Design-Move«, wenn er diese zusammengesetzte Form verarbeiten sollte? Im Prinzip ist das ganz einfach: Der »dm« Befehl verschiebt die ersten Punkte wie gehabt. Sobald das Modul aber auf das Kennzeichen 999,999 stößt, wird ein genereller »reset« durchgeführt und das Modul fängt mit den nachfolgenden Punkten wieder von vome an. Diese Schleife wiederholt sich solange, bis das Designende (0,0) gefunden worden ist. Mit dieser oder einer ähnlichen Methode arbeiten auch die professionellen Cad-Systeme — auch die teuren dreidimensionalen Systeme. Hiermit können die kompliziertesten Formen aufgebaut und manipuliert werden. Der Innenarchitekt, der einen Raum gestalten will, kann also den Befehl geben: »Lade Waschbecken« und dann »move« Design zum gewünschten Platz innerhalb des Grundrisses. Soll die Form vergrößert werden, wird ganz einfach der Befehl »dx: 10« eingeben. Auch das Femsehanstaltsym-bol dreht und streckt sich auf Kommando. Das ist der Komfort und die eigentliche Verwendung eines »Multi-form« CAD-Systems. Um für Sie die Entwicklung solch eines Systems zu erleichtern, haben wir vier charakteristische CAD-Befehle: »vert. mirror« (dv), »lines connect« (lc), »clear lines« (cl) und »design move« (dm) schon in der heutigen Programmliste ausgearbeitet. Wenn Sie die alten Unter-module gegen die neuen ausgetauscht haben, dann können Sie sofort »Multi-forms« verarbeiten. Bei den übrigen Designbefehlen müßten Sie nur noch die »Reset- und Schleifenlogik« des »Design-move« Befehles einbauen und schon hätten Sie ein funktionsfähiges »Multi-Form« CAD-System. Der Speicherplatz wird allerdings sehr knapp, besonders da Sie für mehrstufige Formen auch eine größere Design-Tabelle benötigen - sagen wir Pmax = 600. Diese Speicherplatzansprüche der »Mul-ti-form-CAD« und besonders der hohe organisatorische Aufwand bei der Entwicklung von mehrstufigen Designs ist auch der Hauptgrund, weshalb wir nicht von vornherein ein »Multi-form« CAD-System aufgebaut haben. Denn es handelt sich ja hier um eine »Einführung« in die CAD-Verarbeitung und dafür reichen unsere einfachen Formen vollkommen aus. Die Programmlogik ist dementsprechend auch leicht zu verstehen und darüber hinaus wollten wir Ihnen auch die Möglickeit geben, selbständig eine Aufgabe zu lösen — nämlich das System »Mutli-form« tauglich zu machen. Die Beschränkung des Speicherplatzes ist auch ein Grund dafür, daß wir sehr »liniar« gearbeitet haben. Es ist sehr schwer — auch in professionellen Systemen — Kurven zu verarbeiten. Eine Methode zur Beschreibung von Kurven wäre beispielsweise die Biegung Punkt für Punkt festzulegen. Eine einfache Kurve müßte man dann mit fünfzig oder mehr Punkten beschreiben - das wäre auch in unserem System notwendig. Diese Schwierigkeit erklärt, warum professionelle Systeme teilweise sehr große RAMs haben. Ein Fünf Megabyte Ram ist dabei keine Seltenheit. Andere CAD-Systeme lösen dieses »Kurvenproblem«, indem sie eine sehr komplizierte Mathematik anwenden, in der eine Kurve geometrisch erfaßt und im Raum bewegt werden muß. Wenn die Bewegung darüberhinaus noch in einem dreidimensionallen Raum stattfinden soll, dann ist die CAD nicht mehr so einfach zu verstehen wie es in unserem selbstaufgebauten System der Fall ist. Mit unserem CAD-System können Sie aber auch fast alles simulieren, was profesionelle Systeme zu bieten haben. Und mit ein wenig Phantasie können Sie ein »Multi-System« aufbauen, das Ganze über »joysticks« oder eine »Maus« steuern. Bauen Sie auf jeden Fall Ihre eigenen Ideen ein, um das System zu verbessern. Zum Schluß dieser Serie möchten wir uns noch für die vielen Briefe Anregungen und VerbesserungsVorschläge bedanken und auch sagen, daß unser CAD-System mit Sicherheit kein perfektes System darstellt. Die kommerzielle EDV lebt zu 70 Prozent von der Suche nach solchen Fehlem. Manche Befehle würden Sie mit Sicherheit auch anders und besser programmieren. Wir finden das nur »gut«, denn auf diese Weise können Sie auch das Programm aktiv mitgestalten, verändern und verbessern. Darin liegt auch der eigentliche Sinn dieser Einführung. Das CAD-System soll ja schließlich Ihren Wünschen und Vorstellungen entsprechen, so daß Sie sinnvoll mit Ihrem Computer arbeiten können. (Rainer Kontny), CPCAI |
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