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ArtCAM教程03


ArtCAM Pro

3. 矢量

3. 矢量
概述
矢量是一种由数学表达式定义的形状,它中间包含了一系列的点(节点),这些节点 通过直线、圆弧或曲线(跨距)连接而形成整体形状。它是计算机中除位图外的另外 一种保存二维图像的方法。 计算机用数学表达式来描叙每一形状的长度、角度和曲率从而呈现图像。这样图像表 达显得非常灵

活,也即,可以快速地按需要处理和改变形状。 矢量不需要像素网格,因此它们不倚赖于位图分辨率。 因为矢量的这些数学特性,它们尤其适合于用来产生一些光顺特征,如文字。 ArtCAM Pro 用它们来定义加工路径,也用它来更直接地产生三维形状。 下图是字母“ A”的位图图像和相应的矢量图像。

矢量字母不仅看起来光滑,而且可直接用于驱动机床,产生远比位图图像好的加工结 果。 矢量可由另一绘图软件输入,其方法是:点取主菜单中的文件-输入选项,使用标准 的 Windows 命令将矢量从另一软件复制并粘贴到 ArtCAM 中。矢量也可使用 ArtCAM 中的矢量工具栏直接产生。

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圣诞卡范例
在此范例中,我们将使用 ArtCAM 矢量工具栏中所提供的工具来产生下图所示的圣诞 卡矢量图像。

首先,我们需打开一新的模型。 ? 从文件工具栏中点取新的模型图标。

屏幕上出现新的模型尺寸对话视窗。

在此对话视窗中可定义三维浮雕的实际尺寸,选取所希望使用的单位:毫米或英寸。 随着高度和宽度的输入,对话视窗中的图像随着更新,通过此图像可知道所产生的浮 雕的大致比例。

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设置高度为 220。

此时对话视窗中的图像如下图所示:

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设置宽度为 220。

于是对话视窗中的图像变成下图所示:

在此对话视窗中所指定的分辨率非常重要,它不但决定了二维位图图像的质量,同样 它也决定了三维浮雕的质量。 三维浮雕由同样的分辨率所定义,但每一像素点具有一定的高度而不是颜色。 分辨率越高,浮雕的质量越好,但对计算机的要求也相应地提高。分辨率较低,处理 速度较快,但所产生的图像和浮雕看起来可能会斑驳淋淋。 必须在图像(和三维浮雕)质量和计算机计算速度间作出妥协。对大多数的实际设计 而言,其最小设置每平方单位不能小于 1000 像素 点。 因为浮雕设置为精确的正方形 (220 x 220mm),ArtCAM 自动设置分辨率,以保持图 像 和浮雕的比例。 注:此步之后不再可改变分辨率,因此在此一定要将分辨率设置为一适当的值。

? ?

为使培训中以较快速度计算,我们在此将分辨率设置为 400 x 400 点。 点取接受。
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ArtCAM 助手页面主页出现在视窗的左边,屏幕上出现下图所示的两个视窗。 二维查看视窗的标题为 2D View:0,三维查看视窗的中显示出一零平面,它表示了所 产生的三维浮雕的大小。

?

点取 F2 键,最大化二维查看视窗。

点取 F2 键激活二维查看视窗。 点取 F3 键激活三维查看视窗。 点取两次 F2 键或 F3 键将最大化相应的视窗。

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定位矢量
为帮助进行设计,ArtCAM 中设置了几个功能来帮助精确定位矢量。这几个功能分别 是:标尺,标线和捕捉网格。

捕捉网格
我们首先将显示捕捉网格。 ? 从二维查看菜单中点取捕捉网格设置。

于是屏幕上出现下图所示的捕捉网格设置对话视窗:

在此可设置显示捕捉网格,捕捉到网格以及定义网格间距。 ? ? ? 点取显示捕捉网格和捕捉到网格选项。 设置网格间距为 5。 点取接受。

于是二维查看即如下图所示:

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注:若需关闭捕捉网格,则必须重新打开上述视窗,将捕捉网格关闭。

标尺和标线
二维查看中可显示标尺和标线,保存文件时,它们将保存到 .art 文件中。

要定位标线,可在标尺上点取左鼠标键,然后拖动标线到所需位置。 用左鼠标键也可移动标线。 下面我们将产生两条标线,其 X 位置为 X 110, Y 位置为 Y 175。 ? ? 将光标置于左边的标尺上并拖动标线到二维查看的中心,根据标尺将标线定位到 110 位置。 下一步,将光标置于二维查看顶部的标尺上,然后将标线拖动到 175 位置。

所产生的两条标线应如下图所示:

点取二维查看左上角如下图所示的图标,可显示或不显示标线。

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点取此图标,将标线从屏幕上移去。 再次点取此图标,重新显示标线。

二维查看菜单中包含了显示标尺,显示标线以及按标线捕捉选项,同时也包含了删除 全部标线选项。

?

将光标置于垂直的标线上,于是光标变为一双向箭头,然后点取右鼠标键。

于是屏幕上出现定位基准对话视窗:

通过此对话视窗我们知道当前标线位置为 110。也可通过此对话视窗定义更精确的标 线位置或是删除标线。 通过此对话视窗还可将单个标线增加到一绝对位置上,或是将相对于当前标线增加多 个标线。

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? ?

确认此标线位置为 110.0,然后点取接受。 使用上述相同的方法定位第二条标线,确认标线位置设置为 175.0。

下面我们即可正式开始进行设计。

产生矢量
产生折线
我们首先使用产生折线图标来产生圣诞树的轮廓。 ? 点取矢量工具栏中的产生折线图标。

于是 ArtCAM 助手打开出产生折线页面。

有多个功能都包含助手页面,它们包括:测量矢量,产生矩形,产生圆形,产生折 线,产生椭圆,产生多边形和产生星形。

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点取隐藏帮助按钮将从页面中移去主要的帮助部分,可使页面更加简洁。当您熟悉这 些功能后,可点取此按钮,移去主要帮助内容。

但现在最好还是使帮助部分可见,这样便于查看我们正在进行什么操作。当然,如果 您不需要帮助页面,则可将其关闭。 注:此范例中的所有图片将不带帮助部分。 有两种产生矢量的方法,一种是用左鼠标键在二维查看中点取来输入点,另一种方法 是通过助手页面输入精确的坐标值。 ? 在所产生的标线交点处点取左鼠标键,输入折线的开始点。

如下图所示,光标一捕捉到交点上,移动光标后,屏幕上出现一虚线线条,这即是将 产生的折线。

输入助手页面中的坐标值可为绝对坐标值,极坐标值(直线的长度和角度),或是相 对坐标值。

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如下图所示,以相对坐标 dx –35 ,dy –50 输入第二点的值。

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点取增加按钮,输入此点。

折线现在应如下图所示:

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输入第三点的相对坐标值 dx 20, dy 0 ,点取增加按钮。

折线现在应如下图所示:

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输入以下的坐标值,输入每个点后按下增加按钮。 Dx Dy
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-35 20 -35 65 折线现在应如下图所示:

-50 0 –50 0

到这一步后,我们有三个选择: 闭合折线,仍处于折线产生模式-按下 Tab 键。 结束折线,但仍处于折线产生模式-按下空格键。 结束折线并退出折线产生模式-按下 Esc 键或 Enter 键,或是点取助手页面中的关 闭按钮。 点取助手页面中的关闭按钮,结束直线并退出折线产生模式。

q q q

?

由于形状是对称的,因此,我们仅需产生半边形状,另外一半可通过镜向方法产生。 现在我们来产生蜡烛图形,它也可镜向到另一半。 蜡烛图形可通过矩形工具和椭圆工具来产生。

产生矩形
? 首先点取矢量工具栏中的产生矩形图标。

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于是产生矩形页面出现在助手页面。

同样,矢量可通过在二维查看中点取左鼠标键产生或是通过在助手页面中输入所需的 值产生。 要使用鼠标键在二维查看中产生矩形,可首先在一个角落点点取并按下左鼠标键,然 后拖动鼠标键到另一角落点,最后缩放鼠标键。 在助手页面中通过定义中心点,宽度和高度可产生矩形或长方形。在此也可输入角度 和拐角半径值。 点取产生按钮前可点取预览按钮,查看将产生的矢量形状。 我们使用鼠标来在二维查看中产生蜡烛外形。 ? 如下图所示,放大圣诞树的一角。

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用左鼠标键点取矢量的角落并按住鼠标键。此时鼠标应捕捉到捕捉网格。

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将光标横向移动 1 dot 网格 (5mm) ,向上移动 4 dot (20mm),然后释放鼠标键。

当光标移动后,屏幕上出现一以点划线所构成的长方形,释放鼠标键后屏幕应如下图 所示:

同样在此步也有三个选择: 产生外形并保持产生模式- 空格键或产生按钮。 产生外形,退出产生模式 - 回车键或鼠标右键。 不产生外形并退出产生模式 - Esc 键或关闭键。

q q q

对于这些功能来说,到此步大多数具有同样的选择方法,具体如何操作,助手页面底 部有详细介绍。 ? ? 点取产生按钮,结束矩形产生并仍处于矩形产生模式。 如下图所示,使用左鼠标键产生另外两个长方形,其尺寸和第一个长方形的尺寸相 同,它们分别位于树的另外两个角落。

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产生最后一个长方形后,点取右鼠标键,退出产生模式。

产生椭圆
现在我们使用产生椭圆图标来产生三个蜡烛的火苗外形。 ? 点取矢量工具栏中的产生椭圆图标。

于是产生椭圆页面出现在助手页上。

在此页面中可输入开始点(中心),高度,宽度和角度。 也可和前面一样,使用鼠标键在二维查看中直接绘制。 在此我们还是使用助手来绘制。

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参照下图输入值:

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点取预览按钮,查看所产生的椭圆是否正确。

产生的椭圆应如下图所示:

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点取产生,接受此椭圆。 点取关闭。

另外两个火焰可采取复制粘贴的方法来产生。 ? 在二维查看中用左鼠标键点取椭圆矢量。

已选矢量应如下图所示:

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蓝色的方块为节点。 绿色的方块为开始节点。 节点通过跨距连接。 白色方块为控制点。 用左鼠标键拖动节点到一新的位置可编辑矢量。 也可在矢量上点取右鼠标键,从弹出菜单中选取编辑节点或跨距的选项来编辑矢量。 在后面我们将详细介绍这方面的内容。 ? 将光标置于矢量上,点取右鼠标键,从弹出菜单中选取复制选项。

?

再次点取右鼠标键,这次选取粘贴选项。

此时在屏幕上似乎什么都没有发生,其原因是所粘贴的矢量和原始矢量处于完全相同 的位置并呈被选状态。 可使用键盘上的箭头键来移动已选矢量。 ? 使用箭头键将复制的矢量移动到第二个蜡烛的顶部,捕捉网格会将其置于捕捉到 位。

现在两支蜡烛应如下图所示:

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重复此复制和粘贴过程,将椭圆移动到第三支蜡烛的顶部。

此时屏幕上的矢量应如下图所示:

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现在即可对矢量进行镜向操作,产生图形的另一半。但在此之前,我们先将产生其它 的一些矢量。

产生星形
现在我们来产生树顶部上的星形。为此可使用产生星形图标。 ? 点取矢量工具栏中的产生星形图标。

于是产生星形页面出现在助手页面中。

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通过此页面可设置星形的点数,角度,中心点以及内外半径。 ? 如下图所示,放大树的顶部。

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用左鼠标键点取树折线末端,输入星形的中心点。

移开光标后,该位置上出现一点划线多边形。

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再次点取左鼠标键将决定星形的外部半径。 ? 移动光标,直到助手页面中的第一点半径值约为 15,并不需要这个值为精确值。

?

点取左鼠标键输入此点。

随着光标的移动,中间的点随着移动,它将决定第二个半径。在此半径的值可稍大或 稍小。

在此范例中,我们希望第二点的半径约为 7.5。 ? 移动光标,直到助手页面中的第二点半径值约为 7.5,然后点取左鼠标键,输入此 值。

此时屏幕上所呈现的图形为预览图形,在点取产生按钮前,可使用助手页面来编辑 它,使它能精确满足尺寸要求。 ? 将第一点半径改变为 15 ,第二点半径改变为 7.5。

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点取预览按钮。

此时星形应如下图所示:

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点取产生按钮,最后点取关闭按钮。

到此,我们的设计应如下图所示:

产生多边形
我们将在圣诞树的底部产生一个多边形。为此可使用矢量工具栏中的产生多边形图标 来完成。 ? 点取矢量工具栏中的产生多边形图标。

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于是打开产生多边形助手页面。

使用此页面可输入多边形的边数、角度、中心点以及半径。 也可使用左鼠标键直接在视窗中点取多边形的中心位置,然后拖动鼠标到外部半径位 置,释放鼠标键来产生多边形。 ? 如下图所示,在助手页面中输入多边形中心位置 X 110 Y 5,半径 25 。

?

点击产生按钮,然后点取关闭按钮。

设计应如下图所示:

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从上图可见,多边形稍稍跑出页面。别着急,任何时候都可通过移动或缩放操作使其 全部位于页面中。

产生圆
我们将产生一个圆来框住圣诞树。这个圆在后来也将用于文字的包裹。为此可使用矢 量工具栏中的产生圆图标来完成。 ? 点取矢量工具栏中的产生圆图标。

于是屏幕上出现产生圆助手页面。

通过此页面可输入圆的中心点和圆的半径。 也可直接在二维查看中用左鼠标键点取中心点,然后拖放鼠标到半径位置。

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用左鼠标键在二维查看中的任意位置产生一半径为 80mm 的圆圈,半径值可通过 助手页面输入。

屏幕上的图形现在应和下图相似:

产生矢量文字
我们需在圣诞卡的前面写上一些文字,这可使用产生矢量文字图标来完成。 ? 在矢量工具栏中点取产生矢量文字图标。

于是屏幕上弹出下图所示的字体选择对话视窗:

通过此对话视窗可选取字体以及文字的尺寸。可在输入文字前确定这些参数,但为便 于查看设置效果,我们还是先输入文字,再进行设置。
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? ?

在二维查看中的某个位置点取左鼠标键,确定文字的产生位置。 键入 Merry Christmas。

于是文字如下图所示:

?

如下图所示设置字体选择对话视窗,选取字体为 Times New Roman, Bold Italic , 尺寸为 20 。

所输入的文字根据对话视窗中设置的变化而改变形状和大小。

?

点取下图所示字体选择对话视窗右上部的十字叉图标,关闭此对话视窗,接受字 体设置。

到现在为止,我们产生完毕所需的主要矢量。下面我们可开始编辑这些矢量以完成设 计。

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编辑矢量
有多种编辑矢量的方法。本范例中我们首先使用矢量编辑工具栏中所提供的工具来进 行编辑。

使用此工具栏中的工具可对矢量进行缩放、旋转、斜拉变形操作,也可移动、复制、 镜向和对齐矢量。 到现在为止,圣诞卡的设计应如下图所示:

我们需对半边树以及树上的蜡烛进行镜向操作,以产生另外一半图形。此后,需对整 个圣诞树进行缩放操作,以使它能被包含在圆圈中,我们也需将整个设计置于页面的 中心。 最后,需对文字进行编辑,以使文字能围绕圆弧曲线。

产生矢量组
首先需将半边树和蜡烛并成同一组矢量。目前,每个矢量是独立的,但我们希望成组 镜向这些矢量。 ? 用左鼠标键选取树矢量。

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矢量被选取后,其边界框和节点即被显示在屏幕上。

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按下 Shift 的同时用左鼠标键点取六个构成蜡烛的矢量,将这些矢量增加到已选矢 量中。

当已选矢量多于一个时,已选矢量变为粉红色,同时边界框将这些矢量框为一组。

这些矢量可采取这种方法来成组编辑,但是,如果将它们适当地编成组,则更易于进 行操作。. ? 点取矢量工具栏中的组合图标。

于是边界框发生变化,表示所选矢量为同一组矢量,在这中间,有三个矢量变为蓝 色,它表示这些矢量是开放矢量。

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注:闭合矢量为粉红色,自相交矢量为红色,任何相交矢量用白色星形高亮突出。

这些矢量现在可作为一个矢量组使用矢量编辑工具栏中的工具进行编辑,也可使用鼠 标将这些鼠标作为一个整体进行缩放或移动操作。 如果选取我们刚才所产生的文字,同样可看到,这些文字处于同一矢量组中。 使用矢量工具栏中的分离图标可将组合在一组的矢量分开成各个独立的矢量。

镜向矢量
我们需将刚才组合到一组的矢量进行镜向操作,为此,可使用矢量编辑工具栏中的水 平镜向或垂直镜向图标。

?

确认已选刚才组合到一组的矢量。

如果我们镜向这个矢量组,原始矢量将会被移动。我们希望进行的是镜向复制。

? ?

点取右鼠标键,从弹出菜单中选取复制选项。 再次点取右鼠标键,从弹出菜单中选取粘贴选项。

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于是复制的矢量精确地粘贴到原始矢量的上部,其呈被选状态。 ? 在矢量编辑工具栏中点取水平镜向图标。

被镜向的矢量组如下图所示:

从上图可见,矢量相对组的中心进行了镜向,也就是说,第二组矢量向右移动了 65mm。

移动矢量
使用键盘上的箭头键或使用鼠标可很容易地移动矢量。 如果将光标置于边界框的边缘,光标将变为一带有四个箭头的符号。

此时,使用左鼠标键可将矢量拖动到新的位置。 也可使用矢量编辑工具栏中的移动矢量图标来移动矢量。 ? 点取矢量编辑工具栏中的移动矢量图标。

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于是屏幕上出现下图所示的变换选项对话视窗:

此对话视窗中包含了矢量的缩放、移动、旋转、斜拉和复制页面。 在此对话视窗中所进行的各项操作和点取矢量编辑工具栏中相应的选项图标所得到的 结果完全相同。点取某个图标后,将自动打开并激活变换选项对话视窗中的相应的页 面。此时我们应处于移动页面。

可在对话视窗中输入精确的变换值,也可使用滑块来确定变换值。点取应用按钮前, 屏幕上将以点划线标识出变换后的结果。 ? 在沿 X 轴移动原点增量域中输入 65 ,然后按下 Enter 键,输入此值。

如下图所示,点划线显示出了矢量移动后的位置。

?

点取应用,接受此移动。

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点取接受。

设计现在应如下图所示:

缩放矢量
现在可缩放圣诞树,使其整个位于圆圈中。 首先我们需将组成圣诞树的全部矢量合并到同一矢量组中。 ? ? 用左鼠标键和 Shift 的组合,同时选取星形和多边形这两组矢量以及左边树和右边 树。 点取矢量工具栏中的组合图标。

此组矢量应如下图所示:

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3. 矢量

和矢量移动命令相似,可使用矢量编辑工具栏中的缩放矢量图标或变换选项对话视窗 中的缩放页面来缩放矢量。

由于这些矢量现在为同一组矢量,因此现在也可使用鼠标来对这组矢量进行交互编 辑。 当光标移动到边界方框的黑色方块上时,光标变为一双向箭头。

从角落拖动光标可缩放这组矢量(按下 Shift 键进行拖动可进保持矢量组中矢量图形的 长宽比例);拖动任何一个边可伸展矢量。 ? 点取矢量编辑工具栏中的缩放矢量图标。

于是屏幕上出现变换矢量对话视窗的缩放页面。

? ?

输入新的缩放比例 % 值 75。 点取应用按钮,然后点取接受。

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设计现在应如下图所示:

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使用鼠标将这组树矢量大致移动到圆圈内。移动时按下 Shift 键可阻止矢量捕捉到 网格。

设计应如下图所示:

下面我们需将树和圆圈置于页面的中心。

对齐矢量
要将矢量精确定位于页面中心,可使用矢量编辑工具栏中的一些对齐矢量图标。

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前七个图标分别可使矢量和另一矢量的左边、右边、顶部、底部或是另一矢量中心对 齐,这些图标仅当选取了一个以上的矢量时方才激活。

点取页面中心图标可使单个矢量或矢量组对齐于页面中心。

首先我们希望将圆圈置于页面的中心。 ? 用左鼠标键选取圆圈矢量,然后点取页面中心图标。

设计图形应如下图所示:

现在需将树矢量组和圆圈矢量的中心矢量对齐。所选取的第一个矢量将会被移动到第 二个被选取的矢量的中心。 ? ? ? 首先选取树矢量组。 按住 Shift 键并用左鼠标键点取圆圈矢量。 点取矢量编辑工具栏中的矢量中心图标。

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设计图形现在应如下图所示:

绕曲线包裹文字
现在主要的一些矢量都已处于其正确的位置上,下面我们需将早些时候所产生的文字 包裹到圆圈上。为此,可使用矢量工具栏中的沿曲线包裹文本图标来完成。 ? 点取矢量工具栏中的沿曲线包裹文本图标。

于是沿曲线包裹文本页面出现在助手页面中。

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这个页面向您介绍了如何将文字包裹到曲线上,在此页面中可定义文本相对于曲线的 位置,文本是垂直或水平于文本以及字符间距。 首先必须选取曲线。 ? ? 首先用左鼠标键点取圆圈矢量,然后按下 Shift 键的同时用左鼠标键点取文字,同 时选取圆圈矢量和文字矢量。 确认文本位置设置为线之上,文本对齐设置为按曲线,然后点取应用。

于是 ArtCAM 即沿圆圈包裹曲线,结果应如下图所示:

退出沿曲线包裹文本页面前,可使用左鼠标键沿曲线拖动文字。在此可拖动整个文字 或是按下 Ctrl 键,拖动单个文字。 ? 如下图所示,用左鼠标键拖动文字,使文字大致位于中心位置。

?

点取助手页面中的接受按钮,接受此位置。

注:退出沿曲线包裹文本模式后,文本不再能使用此方法进行编辑。

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现在屏幕上的设计图形应如下图所示:

完成设计
? 最后在树上产生一些圆形的小玩艺,在页面中加上一些小星形,即可完成设计。

设计完毕的矢量应和下图相似。

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像框范例
此范例将用到矢量合并工具栏中的一些图标。

有时我们需将矢量连接在一起,例如,需将使用这些矢量来进行扫动轮廓操作。为此 可使用矢量合并工具栏中的一些图标来完成。 ? 点取文件工具栏中的新的模型图标,产生一任意尺寸的模型。

?

参照下图产生一些矢量。

? ?

选取全部矢量,这些矢量变为粉红色。 点取矢量合并工具栏中的连接矢量图标。

于是 ArtCAM 产生一条已选矢量的轮廓线矢量。

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其结果应如下图所示:

其它的图标分别是: 相交矢量 – 用两矢量的相交部分产生一矢量。

相减矢量 – 从第二个矢量中减去第一个矢量。

剪裁矢量 – 相互裁剪两个矢量并产生两个新的矢量。

注:在这种情况下进行操作后,似乎什么都没发生似,直到移动矢量后方可查看到矢 量所发生的变化。

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使用矢量合并工具栏中接下来的三个图标可将两个矢量连接到一起,连接方式可为直 线、曲线或移动末端。使用最后的三个图标可将打开的矢量闭合,闭合方式可为直 线、曲线或是移动矢量末端。

矢量和位图
到此,我们已经介绍了如何产生和编辑位图和矢量,有时我们也需通过位图产生矢量 或是通过矢量来产生位图。 在矢量和位图工具栏中有三个图标可用来进行位图和矢量间的转换操作。

填充矢量
点取此图标后将使用主要颜色填充矢量。进行此操作后,位图区域和矢量无关。

矢量到位图
点取此图标后将使用主要颜色产生一个像素宽的已选矢量的位图。

位图到矢量
点取此图标后将在位图主要颜色边界产生一矢量路径。

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