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Settori d'impiego<br />
Architettura, urbanistica, ingegneria civile:<br />
progettazione di costruzioni.<br />
Arredamento: progettazione di interni.<br />
Elettrotecnica e meccanica: progettazione di<br />
apparecchi elettrici o meccanici.<br />
Industrial design: progettazione di oggetti di consumo,<br />
come mobili o attrezzi casalinghi, recentemente anche<br />
abbigliamento.<br />
Impiantistica: progettazioni di tubazioni cablaggi e<br />
impianti di condizionamento.<br />
Elettronica: progettazione di circuiti elettronici, a<br />
livello di schema elettrico, di circuito integrato, di<br />
circuito stampato, o di intero sistema.<br />
<strong>Storia</strong><br />
Probabilmente, l'antenato dei sistemi di CAD è stato il<br />
sistema Sketchpad sviluppato al Massachusetts<br />
Institute of Technology nel 1963 da parte di Ivan<br />
Sutherland. Si trattava di un sistema sperimentale che<br />
consentiva al progettista di disegnare su un monitor a<br />
raggi catodici con una penna ottica.<br />
Le prime applicazioni commerciali del CAD si ebbero<br />
negli anni 1970 in grandi aziende elettroniche,<br />
automobilistiche, o aerospaziali. Venivano impiegati<br />
computer mainframe e terminali grafici vettoriali. Questi<br />
ultimi sono monitor a raggi catodici il cui pennello<br />
elettronico, invece di scandire lo schermo come nei<br />
televisori, viene controllato dal computer in modo da<br />
tracciare le linee.<br />
Negli anni 1980 vennero sviluppati sistemi CAD per<br />
microcomputer con monitor a grafica raster, cioè basate<br />
su frame buffer. Tali sistemi erano ancora o molto<br />
limitati o molto costosi, e comunque molto difficili da<br />
usare, per cui venivano usati solo da aziende mediograndi<br />
o da professionisti, essendo questi strumenti<br />
tecnologicamente sofisticati.<br />
Negli anni 1990 la semplificazione nell'uso del<br />
computer dovuto alla diffusione delle interfacce utente<br />
grafiche e l'abbassamento dei costi dell'hardware<br />
hanno reso i sistemi CAD alla portata di tutti i<br />
professionisti.<br />
Funzionalità Principali dei Sistemi CAD 2D<br />
I sistemi CAD per il disegno 2D offrono un insieme di<br />
comandi che, benché presentati all'utente con<br />
interfacce e nomi differenti da un sistema all'altro, sono<br />
riconducibili ad un nucleo comune. Molte di queste<br />
sono in realtà funzioni offerte anche dai sistemi CAD<br />
che operano in tre dimensioni.<br />
Disegno<br />
I sistemi per il disegno offrono comandi per il disegno<br />
di elementi grafici elementari e comandi più potenti che<br />
consentono al disegnatore di realizzare con rapidità<br />
elementi grafici più complessi. Questi comandi sono<br />
usualmente potenziati dall'abbinamento con modalità<br />
operative basate su sistemi di riferimento alternativi e<br />
dalla riferibilità di punti notevoli.<br />
Disegno di entità grafiche elementari<br />
Questi sono i mattoni di costruzione che il sistema<br />
CAD e l'utente utilizzano per costruire disegni 2D, dai<br />
più semplici ai più complessi. In tutti i sistemi CAD 2D<br />
sono presenti comandi per il disegno di semplici<br />
geometrie quali linea, segmento, arco, circonferenza,<br />
ecc.<br />
Disegno di entità grafiche composte<br />
Sono usualmente disponibili comandi di alto livello<br />
per la rapida realizzazione di strutture grafiche più<br />
complesse come poligoni regolari di n lati inscritti o<br />
circoscritti ad un cerchio, rette perpendicolari, parallele<br />
o bisettrici, raccordi, quote, ecc. Particolare attenzione<br />
viene posta dagli sviluppatori di sistemi CAD nella<br />
implementazione delle funzionalità di quotatura. I<br />
disegnatori sono molto esigenti e richiedono comandi<br />
per la quotatura che siano di facile utilizzo e al<br />
contempo fortemente personalizzabili così da adattarsi<br />
a norme, gusti estetici ed esigenze di ciascun utente o<br />
gruppo di utenti.<br />
Utilizzo di sistemi di coordinate definiti dall'utente<br />
Nella realizzazione di un disegno è fondamentale<br />
l'utilizzo di sistemi di coordinate alternativi come ad<br />
esempio coordinate cartesiane relative, coordinate<br />
polari, distanze da altre geometrie, ecc. Meno<br />
importante, nei sistemi 2D, è la creazione di coppie /<br />
terne cartesiane poste in vari punti del disegno ed<br />
attuabili dall'utente con il corrispondente sistema di<br />
riferimento. Nei sistemi CAD 3D, questa stessa<br />
funzionalità è considerata irrinunciabile in quanto<br />
consente al disegnatore di operare su un piano di<br />
lavoro liberamente posizionato nello spazio oppure<br />
coincidente con una faccia preesistente.<br />
Punti notevoli<br />
Si tratta di comandi che abilitano la selezione di punti<br />
che sono univocamente individuabili sul disegno pur<br />
non essendo rappresentati esplicitamente in memoria<br />
come entità geometriche. Ad esempio, il punto medio di<br />
un segmento pur non essendo rappresentato e<br />
memorizzato dal sistema CAD come entità geometrica<br />
può essere riferito come centro nella procedura di<br />
costruzione di una circonferenza. La selezione di punti<br />
notevoli rende più veloce ed estremamente precisa la<br />
realizzazione di un disegno. Esempi di punti notevoli<br />
sono:<br />
il centro di circonferenze ed archi<br />
gli estremi di un segmenti e archi<br />
i punti medi di segmenti e archi<br />
l'intersezione di segmenti ad archi.<br />
I comandi per la selezione di punti notevoli non<br />
sempre sono invocati direttamente dall'utente, possono<br />
essere attivati automaticamente dal sistema CAD in<br />
<strong>Capitolo</strong> 2° - Strumenti e applicazioni<br />
corrispondenza di altri comandi che richiedono<br />
l'acquisizione di punti e/o vertici.<br />
Attributi grafici<br />
Per ricreare a schermo la grande varietà di linee<br />
utilizzate dal disegno tecnico i sistemi CAD consentono<br />
di selezionare gli attributi di tracciamento di ciascuna<br />
entità grafica, sia essa un segmento, un arco, o altro.<br />
Usualmente il tipo di tratto (continuo, tratteggiato, ecc.)<br />
viene visualizzato direttamente sullo schermo, mentre il<br />
differente spessore delle linee viene usualmente<br />
rappresentato graficamente sullo schermo utilizzando<br />
linee di spessore uniforme ma di colori differenti. La<br />
corrispondenza tra colore e spessore viene ripristinata<br />
al momento della stampa.<br />
Strutturazione del disegno<br />
I sistemi CAD non si limitano alla sola<br />
automatizzazione delle attività tradizionali del disegno<br />
ma offrono anche funzionalità di strutturazione del<br />
disegno possibili solo con l'ausilio di strumenti<br />
informatici. Il disegno, pertanto, cessa di essere un<br />
insieme uniforme di entità grafiche per divenire una<br />
struttura anche complessa di aggregazioni di entità<br />
arricchite di attributi grafici e del contesto applicativo,<br />
come ad esempio materiali, note di lavorazione, costi,<br />
ecc. Queste funzionalità vengono proposte all'utente<br />
del sistema CAD come funzionalità supplementari: egli<br />
è responsabile di deciderne il migliore utilizzo in<br />
funzione delle proprie esigenze e delle modalità di<br />
lavoro dell'ambiente professionale in cui opera. I<br />
principali strumenti di strutturazione del disegno offerti<br />
dai attuali sistemi CAD sono i seguenti:<br />
Strutturazione in livelli (layer)<br />
Il disegno, tipicamente 2D, può essere strutturato con<br />
la creazione di strutture orizzontali corrispondenti ad<br />
insiemi logici di entità grafiche. Ad esempio, in un<br />
progetto di ingegneria civile si collocano su livelli<br />
distinti: pianta dell'edificio, rete idrica, rete elettrica, rete<br />
idraulica, ecc. Ciascuno strato o livello (layer)<br />
raggruppa entità affini ma non necessariamente<br />
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