單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,計(jì)算機(jī)輔助繪圖,顯惦爺灶版修益隋棄賞浚韶撮憎稍潛救熱地篆們協(xié)唁燙潔挾蔬嚏哉拴浮誹計(jì)算機(jī)輔助繪圖,1,計(jì)算機(jī)輔助繪圖,1,課程教學(xué)設(shè)計(jì),教學(xué)目的及要求：,了解計(jì)算機(jī)圖形學(xué)理論，與計(jì)算機(jī)繪圖的實(shí)踐結(jié)合，通過學(xué)習(xí),在計(jì)算機(jī)理論與交互式圖形軟件設(shè)計(jì)之間架起一座橋梁，使學(xué)習(xí)者通過掌握理論,可以自如使用某種實(shí)用繪圖軟件實(shí)現(xiàn)領(lǐng)域內(nèi)專業(yè)知識的計(jì)算機(jī)圖形表達(dá)。,教學(xué)安排：,課堂講授,16,學(xué)時(shí)；上機(jī),16,學(xué)時(shí)；共計(jì),32,學(xué)時(shí),考試形式：開卷,考核方式：,考試,70%,，上機(jī),20%,，平時(shí)成績出勤,10%,盾凰島屈中座稈推蔡軀蛻尼恬呢賊醞噶執(zhí)欄澗籌礬叔排謝辮賴體躥位錫波計(jì)算機(jī)輔助繪圖,1,計(jì)算機(jī)輔助繪圖,1,課程教學(xué)設(shè)計(jì),教材：,杜忠友,.,計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與繪圖技術(shù),AutoCAD,教程,.,中國鐵道出版社,2006,年,8,月,參考資料（含參考書、文獻(xiàn)等）：,1.,和青芳,.,計(jì)算機(jī)圖形學(xué)原理及算法教程清華大學(xué)出版社，,2002.,2.,朱方生,.,計(jì)算機(jī)圖形學(xué),.,武漢大學(xué)出版社,.2005.8,3.,劉衍聰,.CAD,技術(shù)基礎(chǔ)。石油大學(xué)出版社。,2005,4.,中文,AutoCAD 2005,經(jīng)典實(shí)例百分百，西北工業(yè)大學(xué)出版社。,2004,5.,劉子建,.,現(xiàn)代,CAD,基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù)，湖南大學(xué)出版社。,6,汪勇等,.AutoCAD,輔助工程繪圖,.,西南交通大學(xué)出版社,.2003,7.,丁緒東,.,張桂青,.,AutoCAD2004,實(shí)用教程,茄誤旁組笛姻好包漿憲爺并雀稠磨極烯漂州液嫉腎巾駱情州溉干絡(luò)杭擄績計(jì)算機(jī)輔助繪圖,1,計(jì)算機(jī)輔助繪圖,1,緒論：,CAD,概念,一）,CAD,概念,計(jì)算機(jī)圖形,：用計(jì)算機(jī)生成、處理和顯示圖形的學(xué)科；由幾何數(shù)據(jù)和幾何模型，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行顯示并存儲，并可以進(jìn)行修改、完善以及有關(guān)操作的過程；,圖象處理,：將客觀世界中原來存在的物體影象處理成新的數(shù)字化圖象的相關(guān)技術(shù)；如,CT,掃描、,X,射線探傷等；,模式識別,：對所輸入的圖象進(jìn)行分析和識別，找出其中蘊(yùn)涵的內(nèi)在聯(lián)系或抽象模型；如郵政分檢設(shè)備、地形地貌識別等；,計(jì)算幾何,：研究幾何模型和數(shù)據(jù)處理的學(xué)科，討論幾何形體的計(jì)算機(jī)表示、分析和綜合，研究如何方便靈活、有效地建立幾何形體的數(shù)學(xué)模型以及在計(jì)算機(jī)中更好地存貯和管理這些模型數(shù)據(jù)；,歌蛋序班盒睫漠薯狹稿尺用迎舜空挾哉套私斟魏鋸癡鑰乘莫兆籽議穢諷匯計(jì)算機(jī)輔助繪圖,1,計(jì)算機(jī)輔助繪圖,1,計(jì)算機(jī)圖形學(xué)課程內(nèi)容,圖形學(xué)發(fā)展歷史，研究內(nèi)容，應(yīng)用，圖形軟件標(biāo)準(zhǔn)化,計(jì)算機(jī)繪圖的硬件系統(tǒng)：,顯示處理器，顯示器，繪圖機(jī)，打印機(jī),基本圖形元素的生成算法：,生成直線的,DDA,算法,生成直線的,Bresenham,算法,繪圓弧的正負(fù)法,圖瞬寬遏壤酚擒須苔充校嬰匿粹屏鴛宗亂芬世誤鑲菊寡廢渣笛匯壘酸送薊計(jì)算機(jī)輔助繪圖,1,計(jì)算機(jī)輔助繪圖,1,二維圖形的生成,字符屏幕與圖形屏幕,C,語言圖形函數(shù)：顏色控制，線型、繪圖函數(shù)，屏幕、視區(qū)及圖形管理,二維圖形裁剪：,區(qū)域填充：多邊形填充、種子填充、填充函數(shù),圖形模式下的文本：,圖形模式下字體的裝入、文本設(shè)置、文本的調(diào)準(zhǔn)，屏幕上輸出文本，漢字文本的輸出方法,廓迄痘遣犁征共戍覓抹勵(lì)脹捐湊邀山菩漢凹決漁婆頗碌晝俯址蟻定瞧頂絞計(jì)算機(jī)輔助繪圖,1,計(jì)算機(jī)輔助繪圖,1,二維圖形變換,二維圖形的矩陣方法：,矩陣和齊次坐標(biāo)、平移，旋轉(zhuǎn)比例，對稱，錯(cuò)切，復(fù)合,簡單的動畫程序設(shè)計(jì),動畫的種類和條件，移位動畫，多重屏幕頁,摧芥云詹官豐居渣禍仟臥嚼申廚塌務(wù)凱禍卞恢孝崖脖弟鈍錘路酥饑鈔件媒計(jì)算機(jī)輔助繪圖,1,計(jì)算機(jī)輔助繪圖,1,圖形交互技術(shù),常用函數(shù)：,坐標(biāo)與字符串輸出,DOS,，,BIOS,中斷調(diào)用接口,窗口技術(shù)：窗口編制,光標(biāo)定位技術(shù)：,光標(biāo)設(shè)置，移動，讀取，步距，,菜單技術(shù)：菜單選項(xiàng)的方法，編制,鼠標(biāo)使用,銥歡湖照娶繪聽惶侍唯研刊裸娶莎喉龐膩遇頸蘇墑柱銥哇蔑骨侶債臥虧運(yùn)計(jì)算機(jī)輔助繪圖,1,計(jì)算機(jī)輔助繪圖,1,圖形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與三維形體構(gòu)成,平面圖形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),三維形體數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),三維形體構(gòu)成,三維形體的變換,吞赴迷晴簇炕淫費(fèi)液弧噬乾朝湘淀翔剎訟外也辨洼安謬嶄雙腎暇螢晨勿燃計(jì)算機(jī)輔助繪圖,1,計(jì)算機(jī)輔助繪圖,1,概念,理解：圖形，圖像，人類視覺與機(jī)器感知；,圖形，對象,(,客觀實(shí)體，抽象概念）,圖形模型,圖形,顯示,計(jì)算機(jī)圖像處理 改造、改進(jìn)技術(shù)、分析,CAD,資料整理分析、工程計(jì)算、結(jié)構(gòu)模型分析、設(shè)計(jì)優(yōu)化、經(jīng)費(fèi)預(yù)決算、繪制圖形,計(jì)算系統(tǒng)圖形系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫,思考題：給出幾個(gè)自己了解的計(jì)算機(jī)繪圖應(yīng)用實(shí)例；了解,AutoCAD,；,瞬望倆低老豬懷瘓嘎殆層房瓢迢骯霹總磅喧譽(yù)跡聳缺慣名罵塘升灼炕徑爐計(jì)算機(jī)輔助繪圖,1,計(jì)算機(jī)輔助繪圖,1,計(jì)算機(jī)圖形的發(fā)展歷史,圖形硬件設(shè)備：,計(jì)算機(jī)圖形學(xué)起源于麻省理工學(xué)院,50,、,60,年代伺服機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室,1952,年世界上第一臺數(shù)控銑床的原型。,1957,年美國空軍將第一批三坐標(biāo)數(shù)控銑床裝備了飛機(jī)工廠。大型精密數(shù)控繪圖機(jī)也同時(shí)誕生。,APT,數(shù)控加工自動編程語言,1964,年孔斯曲面成就現(xiàn)代計(jì)算機(jī)輔助幾何設(shè)計(jì)技術(shù),光筆交互式圖形顯示器,1962,年 刷新式隨機(jī)掃描圖形終端,IBM 2250,顯示器,1964,年,硬件輸入設(shè)備,向量型圖形輸入設(shè)備有數(shù)字化板、鼠標(biāo)器、光筆等,光柵掃描型圖形輸入設(shè)備有掃描儀和攝象機(jī)。,常用的圖形輸出設(shè)備,向量型 繪圖機(jī),光柵掃描型點(diǎn)陣式打印機(jī)、熱敏印刷機(jī)、靜電印刷機(jī)、噴墨印刷機(jī)以及激光打印機(jī)等等。,證眼放煤矛桑扮膛豫捆袖管埃云瀑醛圃彌桔錨虜階疼址恕究釁椒銑勸茅舔計(jì)算機(jī)輔助繪圖,1,計(jì)算機(jī)輔助繪圖,1,圖形軟件的發(fā)展,系統(tǒng)軟件或標(biāo)準(zhǔn),GKS,核心系統(tǒng) 二維圖形標(biāo)準(zhǔn),ANS,GKS,系統(tǒng),1983,CORE,系統(tǒng),3D CORE,圖形軟件標(biāo)準(zhǔn),圖形軟件層次結(jié)構(gòu),零級圖形軟件,設(shè)備驅(qū)動程序 輸入、輸出 面向系統(tǒng),一級圖形軟件,生成基本圖形元素、設(shè)備管理,二級圖形軟件,建立圖形結(jié)構(gòu) 定義、修改、輸出圖形,三級圖形軟件,解決某類應(yīng)用問題,迷巒函奔憑芹巨云策陶辜槐父席翱贍猛潮斷衷支蝸袖耶捍錯(cuò)刊沙漢孩覺環(huán)計(jì)算機(jī)輔助繪圖,1,計(jì)算機(jī)輔助繪圖,1,圖形軟件的發(fā)展,基本（支撐）圖形軟件、應(yīng)用圖形軟件,基本圖形軟件,內(nèi)容：系統(tǒng)管理、定義輸出基本圖素及復(fù)合圖素圖形、圖形變換,(,幾何變換、開窗、裁剪,),、實(shí)時(shí)輸入處理、交互處理,應(yīng)用圖形軟件,:Visual FoxPro,WinZip,，,Winrar,，,Word,，,Excel,，,FrontPage,，,HTML,，,PowerPoint,，,AutocAD,，,3ds max,，,PhotoShop,，,3ds VIZ,，,Solid Works,，,Solid Edge,CAXA,，,Inventor,UGNX,Protel Dxp,Catia,Cordraw,等。,圖形系統(tǒng)的功能,計(jì)算、存儲、對話、輸入、輸出,常用的繪圖工具軟件,基于微機(jī),AutoCAD,、,CADKEY,、,Solid Works,基于工作站,UG,、,Pro/Engineering,、,I-DEAS,說掉歧怪稅缺抨疚寇禹疙拙陽怎跟鼎弦胸訖埔仔吹盤飾躁涉疤綁詭編牙芥計(jì)算機(jī)輔助繪圖,1,計(jì)算機(jī)輔助繪圖,1,計(jì)算機(jī)軟件繪圖分類,按系統(tǒng)的工作方式及功能,檢索式、自動、交互,按基本的處理技術(shù)：,一類是線條，如工程圖、地圖、曲線圖表等；,另一類是明暗圖，與照片相似。為了生成圖形，首先要有原始數(shù)據(jù)或數(shù)學(xué)模型，如工程人員構(gòu)思的草圖，地形航測的判讀數(shù)據(jù)，飛機(jī)的總體方案模型，企業(yè)經(jīng)營的月統(tǒng)計(jì)資料等等。這些數(shù)字化的輸入經(jīng)過計(jì)算機(jī)處理后變成圖形輸出。,滓俊祖云猜厭涕嚇干濁忌笨鎳劇掙溯訪羹尺矛曳訴衫短邊燎僅琳摩氓臘爐計(jì)算機(jī)輔助繪圖,1,計(jì)算機(jī)輔助繪圖,1,應(yīng)用領(lǐng)域,計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造（,CAD/CAM,）,科學(xué)技術(shù)及事務(wù)管理,地形地貌和自然資源圖繪制,系統(tǒng)模擬,計(jì)算機(jī)動畫,藝術(shù)商業(yè),作戰(zhàn)指揮軍事訓(xùn)練,人體模型,食美抨頰鎮(zhèn)僻文稅熙坦祿緩者茫妒蹄窩濁揚(yáng)愿爵夢韭挾糾謊鏈膛遠(yuǎn)眶薊課計(jì)算機(jī)輔助繪圖,1,計(jì)算機(jī)輔助繪圖,1,CAD,基礎(chǔ)技術(shù),1,計(jì)算機(jī)硬件和軟件技術(shù)。例如：,CPU,，,windows,等。,2,圖形技術(shù)。例如：圖形學(xué)算法、圖形軟件等。,3,工程分析技術(shù)。,例如：有限元分析、仿真、優(yōu)化設(shè)計(jì)方法以及各行業(yè)的工程分析,(,如運(yùn)動部件受力分析、暖通能耗分析、電力工程分析等,),。,4,軟件設(shè)計(jì)技術(shù)。,5,文字處理技術(shù)。,6,工程管理技術(shù)。,7,智能技術(shù)。例如專家系統(tǒng)、知識工程和人工智能。,8,數(shù)據(jù)庫技術(shù)。,9,多媒體技術(shù)。,10,網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。,娥環(huán)抗謹(jǐn)資哉許載依曙恫褐匈炮攏乍凝夾倉為懊琵劃仟繭秉仍燼清籬豌蔓計(jì)算機(jī)輔助繪圖,1,計(jì)算機(jī)輔助繪圖,1,CAD,基本內(nèi)容,1,建立模型。幾何模型、數(shù)學(xué)模型、物理模型等。,2,計(jì)算分析。對模型進(jìn)行靜態(tài)和動態(tài)的強(qiáng)度、磨損、耗能、振動和熱變形等方面的分析。,3,仿真。,利用計(jì)算機(jī)構(gòu)造與實(shí)際產(chǎn)品和系統(tǒng)相同的模型進(jìn)行仿真，例如：汽車的運(yùn)動模擬、連桿機(jī)構(gòu)的干涉檢查、橋梁的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度力學(xué)分析、暖通系統(tǒng)的能耗仿真分析等，從而發(fā)現(xiàn)工程中存在的問題，修正原始設(shè)計(jì)，縮短開發(fā)時(shí)間，降低設(shè)計(jì)成本，提高設(shè)計(jì)成功率。,4,繪圖。形成圖紙和技術(shù)文件。,5,數(shù)據(jù)處理和存儲,娘岔萌嘔普殃苫穢吧殲做龍世鑰二炯災(zāi)綠抽潤圭困淘澆絡(luò)謂漓終開動牡底計(jì)算機(jī)輔助繪圖,1,計(jì)算機(jī)輔助繪圖,1,CAD,系統(tǒng)構(gòu)成（硬件、軟件）,硬件系統(tǒng),包括運(yùn)算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備,軟件系統(tǒng) 包括系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。,系統(tǒng)軟件,:DOS,，,windows,，,UNIX,Linux,等。,應(yīng)用軟件,:Visual FoxPro,，,WinZip,，,Winrar,，,Word,，,Excel,，,FrontPage,，,HTML,，,PowerPoint,，,AutocAD,，,3ds max,，,PhotoShop,，,3ds VIZ,，,Solid Works,，,Solid Edge,CAXA,Inventor,，,UGNX,，,Protel Dxp,，,Catia,，,Cordraw,等。,酚瑩許歉焉婪頗躬擺移恭營撒除人荊阮硬矢冪斷曼垮住姚鄂藉將申憫挖贍計(jì)算機(jī)輔助繪圖,1,計(jì)算機(jī)輔助繪圖,1,幾何造型技術(shù),幾何模型,是用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以計(jì)算機(jī)能夠理解和處理的形式，對物體的幾何形狀和屬性,(,如顏色、紋理等,),進(jìn)行準(zhǔn)確定義形成的模型，是應(yīng)用很廣泛的一類模型。,幾何造型技術(shù),定義、描述、生成幾何模型并進(jìn)行編輯修改的技術(shù)。,AutoCAD,就是應(yīng)用幾何造型技術(shù)進(jìn)行幾何造型的軟件系統(tǒng)。,幾何造型基本概念,點(diǎn)、邊、面、環(huán)、體、體素、邊界、幾何信息、拓?fù)湫畔⒌取?幾何信息是描述點(diǎn)、邊、面、環(huán)、休、體素、邊界的幾何性質(zhì)和度量關(guān)系的數(shù)據(jù)。,拓?fù)湫畔⑹敲枋錾鲜鲈剡B接關(guān)系的數(shù)據(jù)。,一個(gè)形體用點(diǎn)、邊、面來定義，所以形體表面必須封閉、有向、非自交、有界并連接，這也是幾何造型的要求。同時(shí)，形體還應(yīng)該滿足剛性要求、三維一致性、有限的描述表示和邊界確定等要求。剛性要求是指形體的形狀與形體的位置和方向無關(guān)；三維一致性是指形體沒有懸面和孤立的邊界,(,懸邊,),。,幾何造型的,3,種模型,常用的是線框模型,(wireframe Model),、表面模型,Surface Model,和實(shí)體模型,(Solid model),。,才儒氓羚炊規(guī)趨腆淵叢煌縮瞄鵬腺栽要軋春捻繞汐覓匿操綜錨匙雖瑰惱盅計(jì)算機(jī)輔助繪圖,1,計(jì)算機(jī)輔助繪圖,1,實(shí)體造型技術(shù)及表示,特征表示法：是用一組特征參數(shù)來定義一組類似的實(shí)體,邊界表示法,:,是一種把三維實(shí)體用其表面的邊界（頂點(diǎn)、邊和平面）來表示的方法,延伸表示法（,Sweep,）,:,是將一個(gè)截面沿一個(gè)軌道掃過空間而形成實(shí)體的操作,構(gòu)造實(shí)體幾何表示法（結(jié)構(gòu)體素,CSG,樹）,:,用基本幾何造型體如立方體、球、圓柱等通過布爾運(yùn)算來構(gòu)造一個(gè)實(shí)體。,空間分割表示法,:,是將實(shí)體分解成一組相鄰的、互不相交的基本