Automatyzacja i robotyzacja procesów technologicznych Projektowanie grafiki wektorowej Dominik Rzepka, dominik.rzepka@agh.edu.pl 1. Wstęp Urządzenia dokonujące automatycznej obróbki materiałów (frezarki numeryczne, grawerki laserowe itp.) wykonują swoją pracę na podstawie programu wejściowego, który zawiera opis ruchów i interakcji z materiałem. Tego rodzaju opis zapisywany jest jako grafika wektorowa, tzn. taka w której kształty krzywych i prostych są opisywane poprzez charakterystyczne punkty i równania matematyczne. Odróżnia ją to od grafiki rastrowej, w której obraz jest podzielony na piksele, z których każdy opisywany jest poprzez położenie i kolor. W tym tutorialu nauczymy się tworzyć prostą grafikę wektorową w programie Inkscape. 2. Rysowanie w Inkscape Inkscape jest darmowym odpowiednikiem CorelDraw, tworzonym przez społeczność OpenSource, dostępnym do ściągnięcia na stronie http://inkscape.org. Technikę rysowania w Inkscape poznamy tworząc prostą grafikę - logo UP. 1. Uruchamiamy Inscape. Pobieramy z internetu logo UP (google: logo UP ) i wklejamy logo do obszaru roboczego w Inkscape. Jeżeli jego rozmiar przekracza rozmiar obszaru roboczego zmniejszamy je. Klikamy na wklejoną grafikę i skalujemy logo przy pomocy strzałki w jego rogu. Aby zachować proporcję obrazka należy podczas zmiany rozmiaru przytrzymać Ctrl. 2. Rysowanie rozpoczniemy od herbu. Ponieważ jest on symetryczny, narysujemy tylko jedną jego połowę, którą następnie odbijemy względem osi symetrii. Dzięki temu rysunek będzie dokładniejszy.
Wybieramy narzędzie Pióro i rozpoczynając od dołu herbu rysujemy pionową linię (od punktu 1 do 2). Klikamy w punkcie 1 i przesuwamy myszkę (bez wciśniętych przycisków) do punktu 2. Jeżeli zrobimy to z wciśniętym klawiszem Ctrl, będzie łatwiej narysować ją równo. Następnie rysujemy linię do punktu 3, 4, a na końcu wracamy do punktu 1. 3. Wybieramy narzędzie Edycja węzłów. Dwukrotnie klikamy w środek odcinka 4-1. Utworzyliśmy w ten sposób nowy węzeł, który podzielił nam odcinek 4-1 na dwa. Możemy go przesunąć tak, żeby lepiej odwzorował dolną część herbu.
4. Klikamy na utworzony węzeł i usuwamy go naciskając klawisz Del. Łamana 4-1 zamieniła się teraz w krzywą, której kształt możemy zmodyfikować wykorzystując dwa punkty regulacyjne. Ustaw te punkty tak, aby krzywa jak najdokładniej pokrywała się z krawędzią herbu. 5. Narysuj kontur wewnętrznego białego pola, analogicznie jak poprzednio. Dodaj po dwa dodatkowe punkty w zaokrąglonych rogach.
6. Usuń (klawisz Del) punkty w rogach, które powinny być zaokrąglone. Przy pomocy punktów regulacyjnych dopasuj kształt rogów, aby pokrywał się z oryginalnym. 7. Z menu Obiekt wybierz Wypełnienie i kontur. Ustaw Wypełnienie na Jednolity kolor a Kontur na Brak koloru (x).
8. Tę samą operację wykonaj dla zewnętrznego konturu, kolorując go tym razem na kolor inny niż czarny. 9. Zaznacz oba kształty i wybierz Ścieżka -> Różnica. Dzięki temu w kształcie pod spodem powstanie otwór o kształcie wyznaczonym przez figurę na górze.
10. Kliknij na kształt i skopiuj go (Ctrl+C, Ctrl+V) a następnie obróć wzdłuż osi pionowej (klawisz H). Umieść drugą połówkę herbu obok pierwszej tak, aby lekko się nakładały. Następnie wybierz z menu Obiekt -> Wyrównaj i rozmieść i wyrównaj obie połówki herbu do ich górnej krawędzi, a następnie usuń nakładanie (przyciski, które automatycznie wykonują te operacje są zaznaczone na rysunku poniżej). Żeby to zrobić musisz mieść wcześniej zaznaczone obie połówki możesz to zrobić zakreślając je myszką, lub klikając na nie z wciśniętym klawiszem Shift. 11. Wybierz Ścieżka -> Suma, aby połączyć oba kształty w jeden. Dodaj im kontur i usuń wypełnienie.
12. Analogicznie do herbu narysuj koronę: najpierw utwórz jedną połówkę, obrysowując kontur przy pomocy narzędzia Pióro. Potem dodaj dodatkowe punkty w miejscach, w których potrzebne będą zaokrąglenia. Usuń punkty klawiszem Del i przy pomocy punktów regulacyjnych dopasuj krzywizny do wzoru. Dodaj wypełnienie, usuń kontur, skopiuj połówkę, odbij ją symetrycznie, wyrównaj i usuń nachodzenie a następnie połącz przy pomocy opcji Suma. Na końcu usuń wypełnienie i dodaj kontur. 13. Dodajemy litery UP. W tym celu wybieramy narzędzie Tekst, klikamy na rysunku i oddzielnie wpisujemy literę U. To samo robimy z literą P. Ustawiamy ich czcionkę na Book Antiqua, a rozmiar na 144.
14. Wybieramy narzędzie Wskaźnik. Klikamy na literę i przy pomocy strzałki zmieniamy jej szerokość tak, aby odpowiadała szerokości litery na oryginalnym herbie. 15. Klikamy jeszcze raz na literze tak, aby strzałki zmieniły kierunek. Pojawił się krzyżyk na środku, który należy przesunąć do górnego lewego rogu litery. Kiedy już to zrobimy, przesuwamy środkową prawą strzałkę w dół. To samo robimy z literą P (przy czym tym razem krzyżyk przesuniemy do górnego prawego rogu). Jeżeli kształt nie pokrywa się z oryginałem, trzeba dopasować go przy pomocy zmiany rozmiaru (powtórne kliknięcie na literę zmieni kierunek strzałek).
16. Przy pomocy narzędzia Tekst wybieramy litery i dodajemy im pogrubienie. 17. Zaznaczamy obie litery i wybieramy Ścieżka->Obiekt w ścieżkę, a następnie dodajemy do liter kontur i usuwamy im wypełnienie.
18. Ostatnim etapem rysowanie będzie wykonanie okrągłego napisu wokół herbu. W tym celu rysujemy okrąg o średnicy podobnej do średnicy oryginalnego napisu. Obok niego tworzymy obiekt tekstowy (narzędzie Tekst) w którym wpisujemy UNIWERSYTET PEDAGOGICZNY. 19. Aby ułatwić sobie pracę możemy dodać do okręgu wypełnienie (będzie go łatwiej zaznaczać). Zaznaczamy tekst oraz koło (trzymając wciśnięty Shift podczas klikania na nie) i wybieramy z menu Tekst->Wstaw na ścieżkę.
20. Klikamy na koło dwa razy, aby zmienić kierunek strzałek dookoła niego. Manipulując narożnymi strzałkami obracamy koło (i automatycznie przyczepiony do niego tekst) tak, aby został on wycentrowany na środku logo. Zmieniamy rozmiar czcionki na większy, aby tekst zajmował tyle przestrzeni, co oryginalny. Następnie ustawiamy kontur i wypełnienie koła na brak (x). 21. Rysujemy drugie koło o takiej średnicy, jaką ma zewnętrzny obrys napisu. Dodajemy tekst im. KOMISJI EDUKACJI NARODOWEJ. Następnie zaznacz okrąg oraz napis i wybierz Tekst->Wstaw na ścieżkę.
22. Aby napis znalazł się po wewnętrznej stronie koła trzeba zaznaczyć koło i wybrać Obiekt->Odbij poziomo (klawisz H). Aby dopasować rozmiar tekstu, wróć do narzędzia Tekst i zmień rozmiar czcionki oraz odstęp pomiędzy literami. Obrót tekstu można wykonać tak, jak poprzednio poprzez zaznaczenie koła i obracanie nim. Na końcu ustawiamy wypełnienie i kontur koła na brak (x). 23. Zamieniamy tekst na obrys tak samo jak w punkcie 17. Rysujemy kwadrat umiejscowiony w okręgu tekstu, modyfikujemy jego rozmiary a następnie kopiujemy na drugą stronę. Usuwamy grafikę pod spodem.
3. Obróbka w programie LasetCut 1. Aby zaimportować grafikę wektorową z Inkscape do programu LasetCut trzeba posłużyć się formatem *.dxf. Zapisujemy nasz plik w tym formacie w menu Plik -> Zapisz jako. Następnie uruchamiamy program LasetCut, który służy do sterowania grawerki laserowej i wybieramy nasz plik *.dxf wykorzystując menu Plik -> Importuj. 2. Krzywe zaimportowane z Inkscape są widziane w LaserCut jako składające się z wielu fragmentów. Żeby umożliwić przetwarzanie grafiki przez LasetCut trzeba je połączyć przy pomocy polecenia Narzędzia -> Łączenie prostych. Należy wybrać taką tolerancję, aby wszystkie krzywe zostały połączone. Wybranie zbyt dużej tolerancji może spowodować, że połączone zostaną nieodpowiednie krzywe. Bezpieczna wartość to ok. 0.2 0.5. Ilośc krzywych jest widoczna na zbliżeniu do każdej z nich jest przyporządkowany żółty kwadrat.
3. Aby sprawdzić, czy projekt został prawidłowo przygotowany wybieramy z menu Laser -> Symulacja. 4. Wynikiem grawerowania jest zmatowienie na szybie obszaru zaznaczonego na czarno: 4. Błędy uniemożliwiające wykonanie grawerunku w LasetCut Podstawowym faktem, o którym trzeba pamiętać przygotowując projekt do LaserCut jest sposób, w jaki przetwarza on linie (krzywe) na wypełnienia. Wypełniany jest obszar pomiędzy liniami. Oznacza to, że wszystkie linie muszą tworzyć krzywe zamknięte. Dlatego też krzywe nie mogą się przecinać, ani posiadać niepołączonych końców.
Przykłady błędów: 1. Dwie krzywe się przecinają: 2. Krzywa się przecina siebie samą 3. Krzywa nie jest zamknięta 4. Krzywe stykają się ze sobą