Estructura de un Programa CAD

Existen dos grandes familias de programas informáticos destinados a generar gráficos: los que generan gráficos de mapas de bits y los gráficos vectoriales.

Gráficos de Mapas de Bits vs. Gráficos Vectoriales

• Gráficos de mapa de bits: Equivalentes a la imagen en la pantalla de un ordenador, formados por un conjunto de puntos de diferentes colores. Presentan imágenes de gran calidad, pero no es fácil modificar su contenido.
• Gráficos vectoriales: Formados por un conjunto de elementos geométricos como líneas, arcos, círculos, etc., que el usuario puede manipular.

Para guardar la información de los gráficos vectoriales, es suficiente conservar la información geométrica necesaria para reproducirlos (ejemplo: coordenadas). Para guardar la información de una imagen de mapa de bits, es necesario conservar la información de todos los píxeles.

La resolución de una imagen bitmap depende de la que tenga en el momento de su creación. La resolución de una imagen vectorial es independiente del dispositivo de visualización y se adaptará al tamaño final en el que se quiera reproducir.

Módulos de un Programa CAD

Un programa CAD está dotado de los siguientes módulos:

1. Módulo de Dibujo

Sirve para definir nuevas entidades que no existen en el modelo creado. Permite crear entidades como líneas, polígonos, círculos, arcos, textos, etc., como se haría mediante los medios de delineación convencionales, pero usando herramientas informáticas. El desarrollo de los CAD ha introducido el concepto de los dibujos en 3 dimensiones. Estas primitivas tridimensionales son cuerpos geométricos básicos como prismas, cilindros, conos, etc. Se podrán combinar para definir formas compuestas mediante geometría constructiva de sólidos (GCS). La geometría constructiva de sólidos permite obtener formas compuestas a partir de la combinación de formas previas realizando operaciones booleanas de unión, diferencia e intersección.

2. Ayudas al Dibujo y Herramientas

• Modos de dibujo ortogonales: Permite que las líneas sean verticales u horizontales.
• Forzado de coordenadas: Llevan el cursor a milímetros, décimas de mm, etc.
• Rejilla: Permite visualizar una rejilla imaginaria para facilitar el dibujo.
• Búsqueda de puntos significativos: Permite localizar puntos característicos como puntos finales, medios, de intersección, etc.
• Gestión de capas: Las capas semejan a hojas de papel transparente, de forma que cada entidad del dibujo se sitúa en una sola capa. Se pueden visualizar u ocultar.

3. Módulo de Edición

Permite modificar entidades que han sido creadas previamente: propiedades de las entidades (color, tipo de línea, etc.), características geométricas de la pieza (desplazar, alargar, estirar, etc.).

4. Módulo de Construcción

Permite crear entidades a partir de otras ya creadas: copiar, simetría, entidades equidistantes de otras, etc.

5. Módulo de Visualización

Muchas veces la pantalla del ordenador es insuficiente para visualizar toda la información del plano. Las opciones de zoom permiten ajustar el tamaño de la pantalla. También se permite presentar ventanas múltiples visualizando varias zonas distintas del dibujo. La representación de objetos tridimensionales se realiza mediante los siguientes modelos:

• Modelos de alambres: Consiste en representar los vértices del objeto y las líneas características de las superficies. No distingue líneas vistas u ocultas. Es muy rápido de cálculo.
• Modelos de mallas: Representado por medio de caras poligonales. Visualización acertada.
• Modelos realistas: Permiten la visualización realista del modelo. Es posible la asignación de texturas.

6. Elementos de Librerías

Otra ventaja del sistema CAD es la posibilidad de crear bibliotecas de elementos que se repiten frecuentemente a la hora de confeccionar un plano. No tiene sentido dibujarlos cada vez que se necesitan. Todos los sistemas CAD disponen de bibliotecas y permiten a su vez que los usuarios puedan crear sus propios elementos de librería.

7. Módulo de Acotación

Los sistemas CAD tienen distintos formatos de acotación preestablecidos, que se ajustan a las normas internacionales. Permiten obtener directamente las cotas seleccionando el elemento que se desea acotar y determinan directamente el valor. Si se modifica alguna dimensión, la cota se actualiza automáticamente.

8. Módulo de Salida

Permite transferir al exterior la información del CAD. Salida impresa del plano (impresora, trazador, etc.) o archivos en formatos estándar para que la información pueda ser utilizada por otros programas o usuarios.

9. Programación y Personalización

Consiste en adaptar el programa a las necesidades del usuario: adaptación de los menús de programa, inclusión de funciones o comandos especiales, etc.

Geometría Constructiva de Cuerpos

Se basa en la obtención de geometrías complejas partiendo de la composición de elementos sencillos. Dos elementos fundamentales: las primitivas y las operaciones de composición de primitivas. Las operaciones de composición se basan en el álgebra de Boole: operaciones de suma, resta e intersección de cuerpos. Se aplica a geometrías tridimensionales (geometría constructiva de sólidos), aunque se puede aplicar a geometrías bidimensionales.

Operaciones Booleanas

Tres tipos:

• Unión: Da como resultado el volumen formado por el total de los cuerpos.
• Diferencia: Da como resultado el formado por el primer cuerpo del que se elimina la parte del segundo cuerpo contenida dentro del primero.
• Intersección: Da como resultado un tercer cuerpo que contiene el volumen común a los dos anteriores.

Etiquetas: CAD, diseño asistido por computadora, geometría constructiva, gráficos vectoriales, mapa de bits, modelado 3D