Solid Modelling Tutorial
In diesem Tutorial lernen Sie das Programm MicroStation Modeler kennen,
ein Zusatzprogramm für MicroStation, welches parametrische Solid Modelling Operationen unterstützt.
Solid Modelling ermöglicht Ihnen das Modellieren komplexer Objekte
mit Hilfe der Boolschen Operationen wie Union, Intersection und Difference.
Damit diese Boolschen Operationen auf Kör per angewendet werden können,
muss eine Volumendefinition der Elemente im Programm vor handen sein. Die
Geometrie der Elemente, mit denen Sie in den ersten beiden Tutorials gearbeitet
haben, wird programmintern als Kombination von Punkten, Kanten und Flächen
verwaltet. Eine Volumendefinition fehlt. Deswegen sind die Solid Modelling
Operationen, welche Sie in diesem Tutorial kennenlernen, nur möglich
mit Elementen, die mit den Werkzeugen von MicroStation Modeler erstellt
wurden.
In diesem Tutorial werden Sie eine Krypta modellieren, die Sie im nächsten
Tutorial weiter bearbeiten. Beim Erstellen der Krypta lernen Sie die wichtigsten
Funktionen des Modelers kennen.
Dieses Tutorial setzt Grundkenntnisse der allgemeinen MicroStation-Befehle
voraus. Anfängern wird empfohlen, zuerst die MicroStation Tutorials
I und II zu absolvieren.
Vorbereitungen
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was
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Kopieren Sie die Files SolidModel.dgn und SolidModel.brp aus dem ausgabe-Ordner
in Ihren Übungsordner und benennen sie mit s_name.dgn resp. s_name.brp.
Danach starten Sie MicroStation und öffnen die eben kopierte Zeichnung.
Arbeitsplatz einrichten
Das File wird mit vier Arbeitsfenstern geöffnet, somit können
Sie Ihre Arbeit jeweils in drei Ansich ten und einer Isometrie überprüfen.
Um eine grössere Arbeitsfläche zu haben und um die Übersicht
nicht zu verlieren, schliessen Sie ausser der main Toolbox, sämtliche
Toolboxes, die Sie an der lin ken Seite Ihres MicroStation Fensters geöffnet
haben. Öffnen Sie die Modeler Toolbox.
- wo
- Menu: "Tools" > "Tool Boxes" > "Modeler" > "Modeler"
Docken Sie die Toolbox an den linken Rand an.
- bem
-
Die Modeler Toolbox enthält alle Child Toolboxes, die Sie zum
Modellieren benötigen. Jede dieser Toolboxen kann auch einzeln geöffnet
werden. Um platzsparend und übersichtlich zu arbeiten, sollten Sie
sich merken, welche Child Toolboxes sich hinter den einzelnen Icons befinden.
Sie können eine Funktion in einer Child Toolbox wählen, ohne
dass diese Box dabei freistehend auf dem Bildschirm angezeigt werden muss.
Dadurch wird verhindert, dass der Bildschirm durch zu viele gleichzeitig
geöffnete Toolboxen unübersichtlich wird. Sie können den
Zeiger über die Toolbox ziehen, um eine Funktion zu wählen. Wenn
Sie die Datentaste loslassen, schliesst sich die Toolbox, und die gewählte
Funktion erscheint in der Haupttoolbox. MicroStation zeigt beim Aufstarten
immer die erste Funktion einer Childtoolbox in der Hauptoolbox, erst wenn
Sie eine andere Funktion in der Childtoolbox wählen, wird diese Funktion
auch in der Hauptoolbox angezeigt.
In der Modeler Toolbox sind folgende 8 Child Toolboxes enthalten:
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erste Spalte:
-
- Parametric Solids
- Parametric Free-form Solids
- Create Feature
- Modify Sheet

-
zweite Spalte:
-
- Boolean
- Modify Feature
- Manipulate Feature
- Assembly
- bem
-
In der Folge, werden nur noch der Name der Child Toolbox und die
Icons für die entsprechende Funktion angegeben. Detailiertere Angaben
über die einzelnen Childtoolboxes finden Sie am Schluss des Tutorials.
- was
-
Starten Sie AccuDraw und die AccuDraw Shortcuts. In allen Arbeits
fenstern sollte das ACS graphisch angezeigt werden (mit "all" werden Änderungen
in den View Attributes in sämtlichen Ansichten angezeigt).
- bem
-
Aktivieren Sie Key-In nicht, da Sie sonst mit der ESC Taste immer
zuerst in dieses Eingabefeld gelangen, anstatt direkt in das AccuDraw Koordinateneingabefeld.
Primitive Parametric Solids
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, um Solids zu konstruieren. Sie
können die Grundformen der Solids wählen oder ein Profile zeichnen
und aus diesem durch lineare Projektion ein Solid konstruie ren. Als erstes
werden Sie eine Bodenplatte erstellen. In einem weiteren Schritt zeichnen
Sie ein Profile, welches dem Grundriss der Krypta entspricht.
Wenn nichts anderes angeben wird, führen Sie sämtliche Befehle
im Arbeitsfenster 2 aus. Alle Koordinateneingaben werden im AccuDraw Koordinateneingabefeld
gemacht.
- wo
-
Parametric Solids Toolbox, Icon Place Slab
- wie
-
Starten Sie die Funktion Place Slab. Mit der ESC Taste wird automatisch
das AccuDraw Koordinateneingabefeld aktiviert. Geben Sie den Anfangspunkt
[-2,-2,0] ein. Der AccuDraw Kompass wird an diesen Punkt gesetzt. Wählen
Sie in den AccuDraw Shortcuts den Befehl Top Rotation. Die Zeichnungsebene
wird automatisch in eine Standard-Draufsicht gedreht. Kehren Sie mit der
ESC Taste wieder ins Koordinateneingabefeld zurück. Bewegen Sie das
Fadenkreuz in Richtung x-Achse. Der Cursor im Koordinatenein gabefeld blinkt
im Feld der x-Koordinate auf. Geben Sie im x Koordinatenfeld den Wert [14.5]
für die Länge ein und bestäti gen Sie den Punkt mit der
linken Maustaste. Bewegen Sie das Fadenkreuz in die y Aches und geben Sie
im y Koordinatenfeld den Wert [9] für die Breite ein, bestätigen
Sie den Punkt wieder mit der linken Maustaste. Der AccuDraw Kompass wird
nun gedreht, geben Sie im x Koordinatenfeld den Wert [-0.5] für die
Höhe ein. Betätigen Sie mit der linken Maustaste und beenden
Sie den Befehl mit der rechten Maustaste.
- bem
-
Sie werden bemerken, dass im Koordinateneingabefeld immer nur ein
Wert verändert wird, wenn Sie das Fadenkreuz genau auf den Achsen
des Kompasses bewegen. Die anderen Werte sind dann auf Null gestellt. Stellen
Sie sicher, dass dies immer der Fall ist, damit alle Elemente im gleichen
Winkel zueinander liegen.
Profiles
Das Profile für den Grundriss der Krypta werden Sie mit der Funktion
Place Smartline zeichnen.
- wo
-
Main Toolbox, Icon Place Smartline

- wie
-
Starten Sie die Funktion Place Smartline. Mit der ESC Taste wird
automatisch das AccuDraw Koordinateneingabefeld aktiviert. Geben Sie [0,0,0]
ein. Schliessen Sie jede Eingabe mit der Return Taste. Der Cursor springt
dann automatisch in das nächste Eingabefeld. Mit dieser Eingabe wird
der AccuDraw Kompass beim Ursprung positioniert. Wenn Sie das Fadenkreuz
in Richtung x-Achse bewegen, springt der Cursor im AccuDraw Koordinatendisplay
ins Eingabefeld für die x -Koordinate. Geben [8] ein und bestätigen
Sie den Punkt mit der linken Maustaste. Wählen Sie in der Dialogbox
Place Smart Line unter Segment Type Arcs. Bewegen sie das Fadenkreuz in
die y Richtung und geben Sie im AccuDraw Eingabefeld bei Distance [2.5]
ein. Akzeptieren Sie den Punkt mit der linken Maustaste, ein Halbkreis
wird dargestellt, akzeptieren Sie den Halbkreis mit der linken Maustaste.
Kehren Sie in der Dialogbox zu Segment Type Lines zurück. Bewegen
Sie das Fadenkreuz in die x Richtung und geben Sie [8] ein. Bewegen Sie
das Fadenkreuz in die y Richtung und geben Sie [5] ein. Betstätigen
Sie diesmal den Punkt mit der mittleren Maustaste. Wenn Sie alle Eingaben
richtig gemacht haben, erscheint in der Dialogbox Place Smart Line die
Erweiterung für Closed Element. Sie haben jetzt ein geschlossenes
Profil gezeichnet, das im nächsten Schritt linear projiziert werden
kann.
Die Elemente Ihrer Zeichnung sollten wie folgt aussehen.
- bem
-
Wenn Sie innerhalb eines Arbeitschrittes die Update View Funktionen
benötigen, können Sie mit klicken der rechten Maustaste in das
aktuelle Arbeitsfenster den Befehl ohne Unterbruch weiter ausführen.
Es wir nicht explizit angegeben wann Sie den Bildschirm neu zeichnen müssen
(Update View), oder um einen Punkt besser zu lokalisieren in das Modell
hineinzoomen sollten.
Profiles und Solids: Krypta Volumen
-
wo
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Parametric Free-form Solids, Icon Contruct Projection

- wie
-
Machen Sie in der Dialogbox folgende Eingaben, bestätigen Sie
jede Eingabe mit der Return Taste.
- Distance [3.20]
- Wall Thickness [-0.2]
- aktivieren Sie Keep Profile
Stellen Sie sicher, dass die Option "Thicken Profile" nicht aktiviert
ist.
- wie
-
Klicken Sie mit der mittleren Maustaste auf die untere linke Ecke
(ACS Triad Ursprung) Ihres Profiles, akzeptie ren Sie den Punkt mit der
linken Maustaste. Bewegen Sie das Fadenkreuz in die z Richtung und bestätigen Sie die Funktion mit der linken Maustaste.
- bem
-
Wenn Sie für eine Funktion ein Element selektiert haben, wird
es grau dargestellt. Somit können Sie überprüfen, ob Sie
das richtige Element gewählt haben.
Das Profile wurde jetzt linear auf eine Höhe von 3.2 projiziert,
mit einer Wandstärke von -0.2, was bedeutet, dass die Wandstärke
nach innen gezeichnet wird.
- was
-
Ändern Sie den Level für das gezeichnete Solid.
- wie
-
Selektieren Sie das Solid und wählen Sie den Level 2 als aktive
Ebene. Kehren Sie mit Level Display auf die Ebene 1 zurück und schalten
Sie die Ebene 2 in allen Ansichten aus.
- bem
-
Das Solid ist jetzt unsichtbar, nur das ursprüngliche Profile
ist noch sichtbar. Aus diesem Profile werden Sie nun Decke und Wand konstruieren.
Profiles und Solids: Krypta Decke
-
wo
-
Parametric Free-form Solids, Icon Contruct Projection

- wie
-
Machen Sie in der Dialogbox folgende Eingaben, bestätigen Sie
jede Eingabe mit der Return Taste.
- Distance [0.2]
- Wall Thickness [0.0]
- Deaktivieren Sie Keep Profile
Selektieren Sie die Ecke des Profiles und bewegen Sie das Fadenkreuz
in Richtung z -Achse. Bestätigen Sie die Funktion mit der linken Maustaste.
Wählen Sie das Icon Move und selektieren Sie mit der mittleren
Maustaste eine obere Ecke des Solids. Bestätigen Sie den Punkt mit
der linken Maustaste. Wählen Sie in den AccuDraw Shortcuts Front Rotation.
Sie haben jetzt die Zeichenebene gedreht. Bewegen Sie das Fadenkreuz senkrecht
nach oben und geben Sie im y-Eingabefeld [3.0] ein. Bestätigen Sie
die Eingabe mit der linken Maustaste. Schliessen Sie den Befehl mit der
rechten Maustaste ab. Selektieren Sie die Decke und ändern Sie die
Farbe auf rot.
Machen Sie die Ebene 2 in allen Ansichten wieder sichtbar.
- bem
-
Um eine bessere Übersicht zu haben, ist es von Vorteil, mit
verschiedenen Farben zu arbeiten. Wenn Sie die Zeichnung fertig gestellt
haben, können Sie über die Ebenenattribute allen Elementen wieder
dieselbe Farbe geben.

Profile und Cut
Im nächsten Schritt werden Sie ein Gitter aus der Vorderseite des
Volumens herausschneiden.
- wie
-
Kehren Sie in die Seitenansicht zurück. Wählen Sie die
Farbe gelb für das neue Profil. Zeichnen Sie mit der Funktion Place
Smartline ein Rechteck mit folgenden Abmessungen: Länge 2.2 Höhe 0.3. Als Anfangspunkt wählen Sie
die Koordinaten [0.2, 0.2, 0.2]. Zeichnen Sie zuerst die Länge.
- was
-
Sie werden jetzt mit diesem Profil eine Öffnung aus dem Solid
herausschneiden.
- bem
-
Wenn Sie die Farbe ändern, sollten Sie jeweils überprüfen,
dass kein Element selektiert ist, da sich sonst dessen Farbe ebenfalls
ändert.
- wo
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Create Feature, Icon Construct Cut
- wie
-
Überprüfen sie in der Dialogbox , ob Inside aktiviert
ist, wählen Sie Back. Selektieren Sie das Solid, selektieren Sie das
Profile. Akzeptieren Sie mit der linken Maustaste.
- bem
-
Sie haben jetzt eine Öffnung gestanzt. Im nächsten Schritt
werden Sie aus dieser Öffnung ein Array machen.
- wo
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Manipulate Feature, Icon Construct Feature Array

- wie
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Machen Sie in der Dialogbox folgende Eingaben:
Array Type: Rectangular
Array About: Feature
Angle: 0° (sperren Sie den Winkel)
Rows: 5
Columns: 2
Row Spacing: 0.6
Column Spacing: 2.4
Klicken Sie auf die äussere obere linke Ecke der Öffnung,
bestätigen Sie den Punkt mit der linken Maustaste.
Solid und construct circular boss
Als nächstes konstruieren Sie die Oblichter. Zuerst werden Sie einen
Ko nus auf das Dach der Krypta setzen. Diese Form wird mit einer speziel
len Funktion generiert und ist automatisch mit dem Dach verbunden, also
kein eigenständiges Ele ment. In einem zweiten Schritt werden Sie
ein Loch durch das Dach und den Konus konstruieren.
- wo
-
Create Feature Toolbox, Icon Construct Circular Boss
- wie
-
Geben Sie in der Dialogbox folgende Werte ein
- Direction: Design z
- Diameter: 0.8
- Height: 1.0
- Draft Angle: 10°
Stellen Sie den Snap auf Midpoint und klicken Sie mit der mittleren
Maustaste auf den Scheitelpunkt der Rundung des Deckenelementes, verschieben
Sie das Fadenkreuz in Rich tung x-Achse , geben den Wert [2.5] ein, akzeptieren
Sie den Punkt mit der linken Maustaste. Sie werden jetzt rechts und links
vom ersten Konus zwei weitere zeichnen. Bewegen Sie das Fadenkreuz in der
y-Richtung, geben Sie im Koordinateneingabefeld [1.5] ein, akzeptieren
Sie den Punkt der linken Maustaste. Bewege Sie das Fadenkreuz in die negative
y Richtung und geben Sie den Wert [3] ein, akzeptieren Sie den Punkt mit
der linken Maustaste, schliessen die Funktion mit der rechten Maustaste
ab.
Solid und Hole
Um das Loch zu konstruieren schalten Sie die Ebene 2 in allen Ansichten
aus.
- wo
-
Create Feature Toolbox, Icon Create Hole
- wie
-
Geben Sie in der Dialogbox folgende Werte ein.
- Hole Type: Simple
- Drill: Through
- Direction: ACS Z
- Hole Diameter: 0.8
- Hole Depth: 1.2 (Um die Tiefe einstellen zu können, müssen
Sie Drill auf Blind stellen)
- Draft Angle: 5°
- Thread Diameter: 0.8
Stellen Sie den Snap Modus auf Midpoint. Klicken Sie auf den Scheitelpunkt
an der Unterseite der Deckenrundung. Bewegen Sie das Fadenkreuz in x Richtung
und geben Sie den Wert [2.5] ein. Akzeptieren Sie den Punkt mit der linken
Maustaste. Bewegen sie das Fadenkreuz in die y Richtung und geben Sie den
Wert [1.5] ein, akzeptieren sie den Punkt mit der linken Maustaste. Bewegen
Sie das Fadenkreuz in die entgegengesetzte Richtung und geben Sie den Wert
[3] ein, akzeptieren Sie den Punkt mit der linken Maustaste und schliessen
Sie die Funktion mit der rechten Maustaste ab.

Editieren von Features
MicroStation bietet die Möglichkeit Befehle (sogenannte Features)
zu einem späteren Zeitpunkt zu editieren. Sie können zum Beispiel
die Grösse eines Loches, die Anzahl der Elemente in einem Array ect.
verändern, ohne dass Sie den ganzen Befehl neu ausführen müssen.
Sie werden nun das Lochgitter der Krypta editieren, sodass Sie nacher
sechst anstatt fünf Loch elemente in einer Spalte haben.
- wo
-
Menu: "Element" > "Modeler Feature Manager"
- wie
-
Aktivieren Sie den Modeler Feature Manager. Folgende Dialogbox erscheint
. Wählen Sie unter "Edit" > "Select Feature". Doppelklicken Sie auf
das Array. Eine weitere Dialogbox wird geöffnet, in dem das Array
optisch hervorgehoben wird . Klicken Sie mit der rechten Maustaste daruf
und wählen Sie "modify feature". Die Dialogbox Edit Rectangular Array
erscheint. Machen Sie folgende Änderungen.
Rows: 6
Row Spacing: 0.5
Bestätigen Sie die Änderungen mit ok. Das Array wird jetzt
neu gezeichnet.


Place Polygon
Im letzten Schritt werden Sie einige Elemente in der Kryp ta erstellen,
die Ihnen beim MasterPiece Tutorial von Nut zen sind.
- was
-
Zuerst plazieren Sie ein sechseckiges Polygon auf das mittlere Oblicht.
- wo
-
Wählen Sie die Funktion Place Polygon aus der Main Toolbox.

- wie
-
Überprüfen Sie in der Dialogbox folgende Optionen:
- Methode: Inscribed
- Edges: 6
- Radius: 0°
- Area: Solid
- Fill Type: Opaque
Stellen Sie den Snap Modus auf Centre. Klicken Sie mit der mittleren
Maustaste auf den oberen Kries des mittleren Oblichtes (der Kreis sollte
seine Farbe ändern und das Fadenkreuz sollte sich im Zentrum des Kreises
befinden). Bewegen Sie das Fadenkreuz in die x Richtung und geben Sie [0.4]
ein. Bestätigen Sie den Punkt mit der linken Maustaste und schliessen
Sie den Befehl mit der rechten Maustaste ab.
Move Polygon
Das Polygon sollte nun in die Oblichtöffnung hinein verschoben werden.
- wie
-
Wählen Sie die Funktion Move. Klicken Sie mit der mittleren
Maustaste auf das Polygon, bestätigen Sie den Punkt mit der linken
Maustaste. Kehren Sie das Koordinatensystem auf Front View und bewegen
Sie das Fadenkreuz in y Richtung und geben Sie den Wert [0.2] ein. Bestätigen
Sie den Punkt mit der linken Maustaste und beenden Sie die Funkti on mit
der rechten Maustaste.
Copy Polygon
-
was
-
Sie werden jetzt das Polygon in die anderen beiden Oblichter kopieren.
- wie
-
Wählen Sie die Copy Funktion. Klicken Sie mit der mittleren
Maustaste auf das Plygon, bestätigen Sie den Punkt mit der linken
Maustaste (es sollte der Mittelpunkt des Poly gons sein) verschieben Sie
das Fadenkreuz in der y-Achse und geben Sie [1.5] ein. Bestätigen
Sie den Punkt mit der linken Maustaste. Verschieben Sie das Fadenkreuz
in die entgegengesetzte Richtung und geben sie [3] ein. Bestätigen
Sie den Punkt mit der linken Maustaste und schliessen Sie die Funktion
mit der rechten Maustaste.
Place Block
Unterhalb der Oblichter, parallel zur Fensterfront, sollen drei Scheiben
plaziert werden. Sie werden zuerst die Scheibe unter dem mittleren Oblicht
konstruieren.
- wo
-
Wählen Sie die Funktion Place Block in der Main Toolbox.
- wie
-
Überprüfen Sie die Eingaben in der Dialogbox .
- Methode: Orthogonal
- Area: Solid
- Fill Type: Opaque
Um den ersten Punkt zu bekommen, gehen Sie ins Arbeitsfenster 1. Stellen
Sie den Snap Modus auf Keypoint. Der innerste Kreis wird von vier Linien
senkrecht berüht. Klicken Sie mit der mittleren Maustaste auf den
oberen dieser Punkte (in der Graphik ist der erste Punkt grün, der
zweite Punkt blau). Bestätigen Sie den Punkt mit der linken Maustaste.
Arbeiten Sie im Arbeitsfenster 2 weiter. Stellen Sie das Koordinatensystem
auf Side View. Bewegen Sie das Fadenkreuz in y Richtung und ge ben Sie
den Wert [-3] im y Koordinateneingabefeld ein. Sie haben jetzt die Höhe bestimm. Sie müssen jetzt noch die Breite bestimmen. Klicken Sie im Arbeitsfenster 1 auf den Kreispunkt unterhalb des ersten Punktes, akzeptieren Sie den Punkt mit der linken Maustaste und schliessen Sie den Befehl mit der rechten Maustaste ab.
Copy Block
-
wie
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Wählen Sie die Funktion Copy. Arbeiten Sie im Arbeitsfenster 2.
Klicken Sie auf den unteren linken Ecken des Blockes. Stellen Sie das Koordinatensystem
auf Top View und verschieben Sie das Fadenkreuz in y Richtung und geben
Sie den Wert [1.5] ein und bestätigen Sie den Punkt mit der linken
Maustaste. Verschieben Sie das Fadenkreuz in die entgegengesetzte Richtung
und geben Sie den Wert [3] ein, bestätigen Sie den Punkt mit der linken
Maustaste und schliessen Sie den Punkt mit der rechten Maus taste ab.
Place Block
Als letztes Element werden Sie eine weitere Scheibe plazieren, welche die
ungefähren Abmessun gen eines Menschen hat.
-
wie
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Wählen Sie Funktion Place Block, die Angaben sollten dieselben
sein wie beim letzten Mal. Geben Sie als First Point die Koordinaten [2,2,0]
ein. Für den Second point geben Sie die Koordinaten [0.8,1.8,0] ein.
- was
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Sie werden die Scheibe noch leicht drehen.
- wie
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Wählen Sie die Funktion Rotate. Machen Sie in der Dialogbox
folgende Angaben:
- Methode: Activ Angle 25°
Wählen Sie im Arbeitsfenster 1 mit der mittleren Maustaste den
oberen Punkt der Schei be, bestätigen Sie den Punkt mit der linken
Maustaste. Als Rotionszentrum wählen Sie denselben Punkt wieder mit
der mittleren Maustaste und bestätigen Sie mit der linken Maustaste.
Schliessen Sie den Befehl mit der rechten Maustaste ab.
View Fill
Alle Elemente die Sie jetzt gezeichnet haben, sind eigentlich gefüllte
Flächen. Um die Füllung anzuzeigen, wählen Sie in den "View
Attributes" > "Fill". Die Füllung der Elemente wird angezeigt. Geben
Sie den Elementen jetzt folgende Farben:
- die Polygone in den Oblichtern, erhalten die Farben rot, blau, grün
- die Scheiben erhalten die Farbe grau
- wie
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Selektieren Sie das Element und ändern Sie die aktive Farbe
entsprechend.
MicroStation beenden
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wie
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Wählen sie unter "File" > "exit"
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