Peter Lorenz English smaller fonts Simulation und Animation

2.1.1. Linien, Kreisbögen, Texte und Bilder

Als Elementarobjekte oder Primitive von Proof Animation™ kann man Linien, Kreisbögen, Texte und Bilder ansehen. Sie sind Bestandteile eines Layouts, welches eine graphische und eine textliche Präsentation besitzt. Im Draw-Modus von Proof Animation™ erfolgt die interaktive Gestaltung eines Layouts.

Modi von Proof Animation

P5 Modi

Proof Animation™ ist in sechs verschiedenen Modi nutzbar. Wenn man in der Menüleiste von Proof auf Mode klickt, öffnet sich ein Pull-Down-Menu, das die verfügbaren Modi anzeigt.


Run
ist ein Modus, in dem ein Animationslauf gestartet und gesteuert werden kann.
Debug
ist ein Modus, der die Abarbeitung einer Animation (eines ATF-Files) in Zeitschritten oder in Einzelschritten erlaubt und dabei die Auswahl und Identifikation von Objekten ermöglicht.
Presentation
ist ein Modus, in dem vorbereitete Präsentationsanweisungen, die zu einem Präsentationsfile (name.PSF) zusammengefasst sind, vorgeführt und gesteuert werden können.
Draw
ist ein Modus, in dem ein Bildhintergrund, eine feste Szenerie gezeichnet wird. Neben statischen, unveränderlichen Komponenten (Texts, Lines, Arcs, Pictures) werden im Draw-Modus auch Messages, Bars und Plots definiert, die während der Animation variable Werte annehmen ound darstellen können.
Class
dient der Definition von Klassen. Instanzen dieser Klassen kann man
  1. im Draw-Mode erzeugen und fest ins Layout einfügen,
  2. mit Animationsanweisungen während eines Animationslaufes erzeugen (Create) und wieder vernichten (Destroy).
Path
ist ein Modus, in dem man Pfade (Paths) definiert, auf denen sich Objekte bewegen können.

Draw-ModusTop Line

Wenn man auf der Proof-Menüleiste Mode>Draw selektiert, erscheint eine neue Werkzeug-Leiste und eine Zeichenfläche, auf dem man ein neues Layout gestalten oder ein geladenes Layout modifizieren kann.



Der linke Teil der Werkzeugleiste ist in allen Modi gleich und enthält zunächst zwei allgemein übliche Symbole zum Öffnen und zum Speichern von Dateien.
Es folgt eine Gruppe von fünf Icons, mit der man die Sicht auf eine Proof-Animation steuern kann. Die Symbole zum Ein- und Auszoomen erklären sich selbst. Wenn man sie anklickt, erscheinen vier Zoomfaktoren zur Auswahl.
Das dritte Icon dieser Gruppe markiert eine Zoom-Box. Mit ihr kann man kontinuierlich ein- und auszoomen.
Es ist gefolgt von einem Haus-Symbol, das auf die voreingestellte, vom Nutzer im View-Menü veränderbare Anfangssicht, die Home-View, verweist.
Mit dem letzten Symbol dieser Gruppe kann man Scroll-Bars ein- und ausschalten.

Der Draw-Modus ist ein Modus, in dem folgende Aufgaben gelöst werden können:
  1. Ein Bildhintergrund, eine feste Szenerie wird gezeichnet. Das soll dem Betrachter helfen, das reale System wiederzuerkennen, das im Modell nachgebildet wird. Die Basiskomponenten dieser festen Szenerie sind Linien (Lines), Kreisbögen (Arcs), Texte (Texts) und Bilder (Pictures).
  2. Durch Linien und Kreisbögen sind die Verläufe von Pfaden (Paths) vorzubereiten. Sie lassen sich im Path-Modus nur auf vorbereitete Linien legen. Wenn die Pfade bei der Vorführung einer Animation, d.h. im Run- oder Presentation-Modus, unsichtbar bleiben sollen, sind sie mit der speziellen Farbe Backdrop zu zeichnen.
  3. Objekte werden als Instanzen vorher (im Class-Modus) definierter Klassen erzeugt und sie erhalten Namen und feste Positionen. Objekte kann man auch dynamisch, also während des Animationslaufes, mit dem ATF-Kommando create erzeugen.
  4. Nachrichten Messages), Balken (Bars) und Diagramme (Plots) werden definiert, die während der Animation Wert oder Gestalt ändern.
  5. Ansichten (Views) werden definiert, die Ausschnitte der Szenerie mit unterschiedlichem Maßstab oder mit Unterteilung in Fenster (Windows) zeigen.
  6. Bilder (Bitmaps) und DXF-Files können importiert und im Draw-Mode skaliert werden.

Linien, Bögen und TexteTop Line

Eine Einführung in den Draw-Modus von Proof erfolgt am besten mit Proof selbst: Die Nutzung seiner graphischen Basisfunktionen ist einfach und selbst erklärend.

draw primitives

Fast jede Maus-Funktion hat ein textliches Äquivalent. So kann man Anfangs- und Endpunkt einer Linie sowohl interaktiv durch Bewegen und Anklicken der Maus als auch durch Tastatureingabe in der Toolbox für Linien ändern. Diese Eigenschaft ist AutoCAD™-Benutzern sicher vertraut. Das Zeichnen einer Linie (Line) bedarf wohl keiner weiteren Erläuterung.

Beim Zeichnen eines Kreisbogens öffnet sich die Box Edit Arc.

Beispiel eines Proof Layouts im Draw-Modus

Dort ist unter Mouse Tracking zunächst Location ausgewählt: Man kann mit der Maus den Mittelpunkt des Kreises bewegen und festlegen. Wenn man das Optionsfeld von Mouse Tracking auf Angles umschaltet, lassen sich Anfang- und Endwinkel des Kreisbogens einstellen. Schaltet man weiter auf Radius, so kann man den Radiuswert modifizieren. Im Bild ist gerade Edit Arc aktiviert. Auf der linken Bildseite erkennt man ein Menü. Es enthält Attribute des aktuellen Kreisbogens. Die meisten lassen sich sowohl mit der Maus als auch per Tastatureingabe ändern. Im Bild erkennt man eine Linie, einen Kreisbogen und einen Text. Sie sind mit den Proof-Basisfunktionen im Draw-Mode erzeugt.

Einen Text gibt man ein, indem man zunächst die mit A markierte Schaltfläche anklickt. Dabei öffnet sich ein Fenster, wo der gewählte Text einzutragen ist. Nun kann man Position, Höhe, Winkel, Ausrichtung, Font und Farbe des Textes in verschiedener Weise modifizieren. Ein Text ist statisch: Er ist ein Layoutelement, das man während eines Animationslaufs nicht ändern kann. Für veränderliche Texte kann man die im Abschnitt 2.1.5 vorzustellenden Nachrichten oder Messages benutzen.

Layoutfile Top Line

Wenn man eine Zeichnung wie die oben dargestellte angefertigt hat, kann man sie mit Save Layout speichern. Diese Funktion findet man im Pull-Down-Menü von File. Man gibt einen Dateinamen, eventuell mit Pfadangabe, ein. Der Name wird automatisch mit der Namenserweiterung .LAY versehen.
Nun lohnt sich ein Blick in die soeben gespeicherte Layoutdatei L1.lay:

Define View "(Home)" center 40 30 Width 99.2969 Grid Size 1 10 Ortho Aspect 1 0.5 Speed 6
Define View "(Class)" center 0 0 Width 9.9297 Grid Size 0.1 1 Ortho
Define color Backdrop  0.8 0.749 0.549
Define color F1 0 0 0.6667
Define color F2 1 0 0
Define color F3 1 1 1
Define color F4 1 1 0
Define color F5 1 0 0.6667
.............................
Color F1
Text 1 2 LJ 12 40 Layout #1
Color F2
Arc 10 20 50 0 90 0
Color F15
Line 20 45 30 60
End
Die Layoutdatei ist intuitiv verständlich. Zuerst werden Views oder Ansichten mit den vom System vorgegebenen Namen Home und Class spezifiziert. Das sind Anfangseinstellungen für den Bildschirm im Draw- und im Class-Modus. Danach werden Vordergrundfarben mit den Namen F1 bis F32 und Hintergrundfarben L1 und L32 durch Angabe ihrer RGB-Komponenten definiert. (Die RGB-Farbkomponentenwerte kann man übrigens ändern indem man Setup und Color auswählt.)
Es folgt eine Color-Anweisung. Sie legt fest, dass F1 im Folgenden als Zeichenfarbe zu benutzen ist, solange keine neue Color-Anweisung erscheint.
Danach werden der im Bild (Layout #1) gezeigte Text sowie der Kreisbogen und die Linie definiert

Weitere Draw-Funktionen Top Line

Bevor man sich mit anderen Proof-Modi befasst, lohnt es sich, auf die im Draw-Modus verfügbaren weiteren Funktionen einzugehen und diese auszuprobieren. Sie stehen übrigens ebenso wie die Basisfunktionen auch im Class-Modus zur Verfügung.

draw extended
Snap Snap
ist eine nützliche Hilfsfunktion, die mittels eines Gitters die Orientierung beim Zeichnen erleichtert oder das Zusammenfügen von Endpunkten der darzustellenden graphischen Objekte unterstützt.
Trim Trim
ist eine Funktion zum Entfernen überstehender Stücke von Linien und Kreisbögen. Wenn Trim eingeschaltet ist, braucht man überstehende Enden nur anzuklicken, um sie zu entfernen.
Box EditBoxEdit
öffnet eine rechteckige Box variabler Größe, in der alle Objekte selektiert werden und transformiert (verschoben, skaliert oder gedreht), kopiert oder gelöscht werden können
Es wird deutlich, dass Proof Animation™ mit einem Gleitkommakoordinatensystem arbeitet, das Maßstabsänderungen in einem großem Wertebereich unterstützt.
Undoundo
annulliert die vorhergegangene Operation.
Fillet fillet
ist eine Funktion, die zwei sich schneidende Geraden durch einen Kreisbogen mit einstellbarem Radius miteinander verbindet und dabei optional eine Trim-Funktion ausführt.
Benutzungshinweis: Bitte stellen Sie einen geeigneten Radius ein und klicken Sie nicht auf eine der beteiligten Linien, sondern in den Raum zwischen diesen Linien in der Nähe ihres Schnittpunktes!
Fill fill
ist eine Funktion, die eine durch Linien und Kreisbögen umrandete Fläche mit einer wählbaren Farbe füllt.

Die Nutzung von Fillet soll hier an einem Beispiel erklärt werden. Das folgende Bild enthält zwei sich kreuzende Linien:

L2: Crossing Lines

Sie sind im Layout-Text L2.lay wie folgt dargestellt:

Color F1
Line -9 0 40 30
Line 0 30 30 10

Wenn man Fillet Fillet auswählt, erscheint folgende Box:

Der Radius-Wert 5.00 und Line Trimming On sind hier mit Tastatur und Maus spezifiziert worden. Wenn man nun mit dem Mauszeiger ungefähr in die Position (20, 20) klickt, werden die unteren Linienenden entfernt (getrimmt) und die oberen werden durch einen Kreisbogen mit dem Radius 5 miteinander verbunden. Daraus ergibt sich folgendes Bild:

L2b

Im Layout L2b findet man nun:

Line 21.8743 18.9026 40 30
Arc 5 19.2635 23.1669 236.3099 301.4768 5.6869
Line 0 30 16.49 19.0066

Alle Layout-Kommandos (z.B. Line, Arc, Text) werden im Hilfetext von P5 genau beschrieben und können dort nachgelesen werden. Das folgende Beispiel zeigt den Help-Text für das Kommando Arc:

P5 Help Arc

BilderTop Line

Wenn man das New-Bitmap-Button New Bitmap drückt, erscheint ein Bild nach folgendem Schema:

Specify Bitmap

Nun kann man das gewünschte Bild auswählen. Als Beispiel wird hier UniplatzOSM.jpg gewählt. Das ist ein Ausschnitt aus dem Magdeburger Stadtplan, den man für eine Simulation und Animation des Straßenverkehrs benutzen kann. Man erhält folgendes Bild:

ZoomBox

Das rote Rechteck markiert die Größe der Zoom-Box. Wenn man OK klickt, wird der Inhalt dieser Box auf das gesamte Zeichenfeld ausgeweitet. Das Ergebnis des Zoomens und das Skalieren des Bildes werden im Abschnitt 2.1.6 weiter behandelt.

Man sollte sich rechtzeitig daran gewöhnen, die Einheiten des Proof-Koordinatensystems für jedes Anwendungsbeispiel mit realen geometrischen Maßeinheiten zu identifizieren. Importierte Bilder müssen skaliert werden, um die Längen von Strecken im Bild an die Maßeinheiten des Proof-Koordinatensystems anzupassen. Dann ist es in der Regel nötig, die vom System definierte Ansicht <Home> neu zu spezifizieren. Diese View bestimmt das Anfangsbild, das beim Laden eines gespeicherten Layouts (im File-Menü) zuerst sichtbar wird.

Kontrollfragen zum Abschnitt 2.1. Top Line

  1. Nennen Sie einige Modi für die Nutzung von Proof Animation™!
  2. Welche Aufgaben löst man im Draw-Modus?
  3. Welche Elementarobjekte oder graphischen Primitive können im Draw-Modus erzeugt werden?
  4. Welche Attribute haben Linien und Kreisbögen?
  5. Welcher Unterschied besteht zwischen Text und Message?
  6. Welche Einstellungen erlaubt der Selektor Track beim Zeichnen eines Kreisbogens?
  7. Beschreiben Sie die Trim-Funktion des Draw-Modus!
  8. Beschreiben Sie die Fillet-Funktion des Draw-Modus!
  9. Wie kann man Bilder (Bitmaps) importieren und was ist dabei zu beachten?
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Last Modified Fri 05-27-11 06:54 GMT Valid CSS!

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