建模技术的发展史
三维建模技术是研究在计算机上进行空间形体的表示、存贮和处理的技术。实现这项技术的软件称为三维建模工具。本课程主要培养运用Pro/Engineer软件表示和设计空间形体的能力。
三维建模技术是利用计算机系统描述物体形状的技术。如何利用一组数据表示形体，如何控制与处理这些数据，是几何造型中的关键技术。
三维建模技术的研究和发展
在CAD技术发展初期，CAD仅限于计算机辅助绘图，随着三维建模技术的发展，CAD技术才从二维平面绘图发展到三维产品建模，随之产生了三维线框模型、曲面模型和实体造型技术。而如今参数化及变量化设计思想和特征模型则代表了当今CAD技术的发展方向。三维建模技术是伴随CAD技术的发展而发展的！
三维建模技术的发展史
1 线框模型（Wire Frame Model) :20世纪60年代末开始研究用线框和多边形构造三维实体，这样地模型被称为线框模型。三维物体是由它的全部顶点及边的集合来描述，线框由此得名，线框模型就像人类的骨骼。
优点：
有了物体的三维数据，可以产生任意视图，视图间能保持正确的投影关系，这为生产工程图带来了方便。此外还能生成透视图和轴侧图，这在二维系统中是做不到的；构造模型的数据结构简单，节约计算机资源；学习简单，是人工绘图的自然延伸。
缺点：
因为所以棱线全部显示，物体的真实感可出现二义解释；缺少曲线棱廓，若要表现圆柱、球体等曲面比较困难；由于数据结构中缺少边与面、面与面之间的关系的信息，因此不能构成实体，无法识别面与体，不能区别体内与体外，不能进行剖切，不能进行两个面求交，不能自动划分有限元网络等等。
2曲面模型（Surface Model)
曲面模型是在线框模型的数据结构基础上，增加可形成立体面的各相关数据后构成的。
曲面模型的特点
与线框模型相比，曲面模型多了一个面表，记录了边与面之间的拓扑关系。曲面模型就像贴付在骨骼上的肌肉。
优点：能实现面与面相交、着色、表面积计算、消隐等功能，此外还擅长于构造复杂的曲面物体，如模具、汽车、飞机等表面。
缺点：
只能表示物体的表面及边界，不能进行剖切，不能对模型进行质量、质心、惯性矩等物性计算
第二次技术革命——实体造型系统
进入20世纪80年代，CAD价格依然令一般企业望而却步，这使得CAD技术无法拥有更广阔的市场。
由于表面模型技术只能表达形体的表面信息，难以准确表达零件的其它特性，如质量、重心、惯性矩等，对CAE十分不利。基于对CAD/CAE一体化技术发展的探索，SDRC公司在美国国家航空及宇航局(NASA)支持下于1979年发布了世界上第一个完全基于实体造型技术的大型CAD/CAE软件——I-DEAS。由于实体模型能精确表达零件的全部属性，在理论上统一CAD/CAE/CAM——带来了CAD发展史上第二次技术革命。
实体模型（Solid Model)：实体模型在表面看来往往类似于经过消除隐藏线的线框模型在
线框模型或经过消除隐藏面的曲面模型；但实体模型上如果挖一个孔，就会自动生产一个新的表面，同时自动识别内部和外部；实体模型可以使物体的实体特性在计算机中得到定义。它有如下特性：它是一个全封闭(实体）的三维形体的计算机表示；具有完整性和无二义性；保证只对实际上可实现的零件进行造型；零件不会缺少边，面，也不会有一条边穿入零件实体，因此，能避免差错和不可实现的设计。提供高级的整体外形定义方法。可以通过布尔运算从旧模型得到新模型。实体模型：骨骼＋肌肉＋内脏的完整人体
第三次技术革命——特征参数化技术
20世纪80年代中晚期，计算机技术迅猛发展，硬件成本大幅度降低，CAD技术的硬件平台成本从二十几万美元降到只需几万美元。很多中小型企业也开始有能力使用CAD技术。
1988年，参数技术公司（Parametric Technology Corporation，PTC)采用面向对象的统一数据库和全参数化造型技术开发了Pro/Engineer软件，为三维实体造型提供了一个优良的平台。参数化（Parametric）造型的主体思想是用几何约束、工程方程与关系来说明产品模型的形状特征，从而达到设计一系列在形状或功能上具有相似性的设计方案。目前能处理的几何约束类型基本上是组成产品形体的几何实体公称尺寸关系和尺寸之间的工程关系，因此参数化造型技术又称尺寸驱动几何技术。带来了CAD发展史上第三次技术革命。
参数化设计是CAD技术在实际应用中提出的课题，它不仅可使CAD系统具有交互式绘图功能，还具有自动绘图的功能。
目前参数化技术大致可分为如下三种方法：
（1）基于几何约束的数学方法；
（2）基于几何原理的人工智能方法；
（3）基于特征模型的造型方法（特征工具库，包括标准件库均可采用该项技术）。其中数学方法又分为初等方法（Primary Approach）和代数方法（Algebraic Approach）。
初等方法利用预先设定的算法，求解一些特定的几何约束。这种方法简单、易于实现，但仅适用于只有水平和垂直方向约束的场合；代数法则将几何约束转换成代数方程，形成一个非线性方程组。该方程组求解较困难，因此实际应用受到限制；人工智能方法是利用专家系统，对图形中的几何关系和约束进行理解，运用几何原理推导出新的约束，这种方法的速度较慢，交互性不好。
参数化系统的指导思想是：你只要按照系统规定的方式去操作，系统保证你生成的设计的正确性及效率性，否则拒绝操作。这种思路的副作用是：1）使用者必须遵循软件内在使用机制，如决不允许欠尺寸约束、不可以逆序求解等；2）当零件截面形状比较复杂时，将所有尺寸表达出来让设计者为难；3）只有尺寸驱动这一种修改手段，那么究竟改变哪一个(或哪几个)尺寸会导致形状朝着自己满意方向改变呢？这并非容易判断；4）尺寸驱动的范围亦是有限制的。如果给出了不合理的尺寸参数，使某特征与其它特征相干涉，则引起拓扑关系的改变。5）从应用来说，参数化系统特别适用于那些技术已相当稳定成熟的零配件行业。这样的行业，零件的形状改变很少，经常只需采用类比设计，即形状基本固定，只需改变一些关键尺寸就可以得到新的系列化设计结果。
第四次技术革命——变量化技术
参数化技术要求全尺寸约束，即设计者在设计初期及全过程中，必须将形状和尺寸联合起来考虑，并且通过尺寸约束来控制形状，通过尺寸改变来驱动形状改变，一切以尺寸（即参数）为出发点，干扰和制约者设计者创造力的及想象力的发挥。
一定要求全尺寸约束吗？欠约束能否将设计正确进行下去？沿着这个思路，SDRC公司的开发人员以参数化技术为蓝本，提出了一种比参数化技术更为先进的变量化技术，1993年推出全新体系结构的I-DEAS Msater Series软件——带来了CAD发展史上第四次技术革命。
变量化技术：我们在进行机械设计和工艺设计时，总是希望零部件能够让我们随心所欲地
构建，可以随意拆卸，能够让我们在平面的显示器上，构造出三维立体的设计作品，而且希望保留每一个中间结果，以备反复设计和优化设计时使用。
VGX（V ariational Geometry Extended――超变量化几何，SDRC公司推出）实现的就是这样一种思想。
变量化系统的指导思想是：1）设计者可以采用先形状后尺寸的设计方式，允许采用不完全尺寸约束，只给出必要的设计条件，这种情况下仍能保证设计的正确性及效率性。2）造型过程是一个类似工程师在脑海里思考设计方案的过程，满足设计要求的几何形状是第一位的，尺寸细节是后来逐步完善的。3）设计过程相对自由宽松，设计者更多去考虑设计方案，无须过多关心软件的内在机制和设计规则限制，所以变量化系统的应用领域也更广阔一些。4）除了一般的系列化零件设计，变量化系统在做概念设计时特别得心应手，比较适用于新产品开发、老产品改形设计这类创新式设计。
PDMS管道建模操作手册
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目录 一、管道建模基础 (1) 1．基本概念 (1) 1.1 分支 (1) 1.2 Pdms管道铺设的步骤 (2) 2.管道建模基本操作 (2) 2.1建立管道前准备工作 (2) 2.2建立管道等级、确定保温层厚度 (3) 2.3生成分支（branch） (4) 2.4定义分支的头和尾 (4) 2.5 Piping Components工具介绍 (5) 3.放置一些管件的技巧和管道的定位 (6) 3.1管道斜接的处理 (6) 3.2三通介质流向的改变（注意：三通只能和两根支管相连） (8) 4.管道数据一致性检查 (8) 二、管道建模操作步骤 (10) 1. 说明 (10) 2. 搭建模型前需所需资料 (10) 3.建立PIPE和BRANCH (10) 4.创建元件 (16) 5.创建疏放水、放气点 (35) 三、化学衬塑管道分段 (45) 四、水工工艺管道建模要点： (49) 1. 水工管道一般特点 (49) 2. 室内给水管道建模特点： (49) 3. 室内排水管道建模特点： (50) 4 室内消防管道建模特点： (51)
一、管道建模基础 1．基本概念 1.1 分支 –根据介质流向定义管道的起点和终点，在PDMS中称为Head和Tail 一个管系(Pipe)中所有Branch之间必须有连接关系
1.2 Pdms管道铺设的步骤 –从管道等级中选择管件 –生成管件（弯头、法兰、阀门、垫片等等） –指定管件位置和方向 注意： –管件的前后顺序十分重要，管件的先后顺序表示介质的流向 – Pdms中管道是隐含元件 2.管道建模基本操作 2.1建立管道前准备工作 运行PDMS之后，选择相应的Project，输入Username、Password并选择相应的MDB和Module，点击OK按钮，进入PDMS。
《三维建模技术》课程教学大纲 课程代码：020032031 课程英文名称：Three-dimensional Modeling Technology 课程总学时：32 讲课：32 实验：0 上机：0 适用专业：车辆工程、装甲车辆工程、能源与动力工程专业 大纲编写（修订）时间：2017.5 一、大纲使用说明 （一）课程的地位及教学目标 本课程为车辆工程、装甲车辆工程和能源与动力工程专业学生的一门专业基础选修课，是一门计算机软件学习与应用课程。三维建模软件是工程人员提高设计水平与效率、改进产品质量、缩短产品开发周期、增强竞争能力的有力工具。通过本课程的学习，使学生掌握Catia软件中几个基本模块的操作和应用，培养学生应用大型工程软件解决问题的能力，使学生毕业后能够适应社会的发展。为毕业设计的顺利进行知识储备并奠定基础，为今后从事科学研究和工程技术工作打下扎实的计算机应用基础。 通过本课程的学习，学生将达到以下要求： 1．掌握Catia软件中几个基本模块的操作和应用，建立三维建模的概念； 2．能够进行基于草图的三维模型建立并合理添加约束进行装配； 3．能够对所设计零件或装配进行工程图设计，并进行合理标注； 4．能够进行简单的曲线和曲面设计。 （二）知识、能力及技能方面的基本要求 1.基本知识：掌握三维建模的基本构成及软件的安装等基本知识。 2.基本能力：掌握应用catia软件进行三维建模、装配及工程图设计等基本技能。培养学生分析和处理实际问题的能力，能够独立面对问题、分析问题、解决问题。 （三）实施说明 1．教学方法：课堂讲授中重点对基本命令和建模思路的讲解；采用启发式教学，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力；引导和鼓励学生对学习生活中的实际模型进行建模练习，培养学生的自学能力；增加实例强化学生对命令的理解，调动学生学习的主观能动性。 2．教学手段：采用现场教学模式，即教师在讲授基本命令后，对命令的应用示例在教师机上讲授演示,学生在自带的笔记本上同步操作演练，强化教师与学生的互动，学生当场对软件相关命令进行吸收并应用，并在练习中增加变换，使学生在实际应用中能举一反三，灵活运用。 课程的教学目标通过教师演示讲授，学生课堂练习和课后作业三个环节来实现。 （四）对先修课的要求 要求学生先修：《机械制图》并达到课程的基本要求。本课程将为《虚拟样机技术》、ANSYS技术》、课程设计以及毕业设计的学习打下良好基础。 （五）对习题课、实践环节的要求 1．根据课程的要求，结合专业特点安排一定的实例，通过课堂练、教师讲解相结合和课后作业完成。对重点、难点命令如多截面实体等加强习题练习以培养学生消化和巩固所学知识，用以解决实际问题为目的，课堂学生完成指定任务的先后顺序作为评定平时成绩的一
三维数字城市建模技术 发表时间：2017-10-16T16:33:38.407Z 来源：《基层建设》2017年第18期作者：梁莉 [导读] 摘要：数字理念应用于城市规划，工程检测，交通服务，政策决定等方面，并在应用中进一步推广了数字应用的纵深发展。 天水三和数码测绘院甘肃省 741000 摘要：数字理念应用于城市规划，工程检测，交通服务，政策决定等方面，并在应用中进一步推广了数字应用的纵深发展。使用较为先进的信息化手段，能够为城市的规划、建设、管理、运营以及一些应急措施的应用发挥良好作用。三维数字城市的建模，能够在很大程度上有效提高政府的实际服务和管理水平，从而有效增强城市的管理效率，为有效节约城市资源发挥重要的作用。 关键词：三维数字；城市建模；建模技术 1引言 城市三维空间信息则具有直观性强、信息量大、内容丰富等优点。三维GIS作为一种能够综合地处理各种空间和属性信息的工具在城市规划、国土监测、交通管理、辅助决策等方面都有广泛的应用，随着人们对三维GIS的认识的不断深入，对城市三维信息需求的不断增加进而提出了三维城市模型的概念。通过对三维GIS中三维城市模型理论及相关的技术方法的探讨，对今后三维城市模型的研究有更为深刻的认识，为今后的工作提供指导。 1.1数字城市概述 随着信息技术的高速发展，美国率先提出了国家信息基础设施和全球信息基础设施计划，随之越来越多的国家加入到全球信息化的行列，从而演变出了数字城市的基本概念。数字城市主要是通过对空间信息的应用，构筑一个虚拟的平台，其中，关于一些社会资源、基础设施、自然资源、人文以及经济方面的信息和内容，能够通过数字形式进行有效获取，从而为社会和政府提供众多的服务。通过数字城市的建设，能够为实现城市信息的综合应用，提供良好的效果。可持续发展是当前社会的重要发展原则之一，对于社会生产生活具有重要影响。建设数字化的城市，能够有效促进可持续发展，增强城市的发展效力。 1.2数字城市是数字地球建设中的重要节点，在实现数字地球计划中占有举足轻重的地位。数字城市建设随着计算机水平的提高，目前正向三维数字城市方向快速发展。自“数字地球”的概念提出以来，在国际国内已引起广泛的关注。数字城市作为数字地球的一个节点，是数字地球中一个不可缺少的重要组成部分。数字城市的建设不仅仅是城市地图的数字化和大比例尺地图测绘、计算机化，它有自身的技术体系。因此，进行相关技术的研究和理论的探讨对数字城市的建设不仅是必要的，而且是必须的。数字城市的建成将为城市各行各业提供权威的、唯一的、通用的空间信息平台，有力促进各部门地理信息资源共享与应用，充分发挥地理信息在政府宏观决策、应急管理、社会公益服务、人民生活改善等方面的作用。 2三维技术构建及建模方法 数字城市需要一个逼真的模拟，实时动态的环境中，考虑到硬件限制和虚拟现实系统。数字城市建模和模拟的动画要求建模方法有一个显着不同的数字城市建模模型分割和纹理映射技术。目前众多世界城市虚拟场景结构在以下方面：基于模型和BR这两种方法可以实现在3DSMAX中验证。多边形模式是第一次使用的建模技术，用一个小平面来模拟表面，从而形成各种形状的三维对象的一个小的平面可以是三角形，矩形或其它多边形，但在实践中更多的使用三角形或矩形。多边形建模的，直接创建基本几何体，根据要求修改调整对象的形状，或使用放样面片建模，组合对象创建的虚拟现实工程，多边形建模的主要优点是简单、方便、快捷，但它产生一个光滑的表面，因此适于构建规则形状的对象，如大多数的人造物体的多边形建模技术是困难的，同时可根据要求，只可通过调整的参数建立的虚拟现实系统该模型可以得到不同的分辨率的模型的虚拟场景的实时显示的需要和适应。 目前实现三维建模的方法大致有以下几种：一是直接利用三维建模软件，如计算机辅助设计软件（AutoCAD）、三维动画渲染和制作软件（3DStudioMax）等工具人机交互式三维建模；二是直接利用GIS的二维数据和高度信息建立三维模型，但这种方法只局限于规则对象的建模；三是基于数字摄影测量原理对物体快速建模。随着数据采集技术的不断发展和自动化，根据三维激光点云数据自动构建三维模型正成为研究的热点。 3三维数字城市建模技术 3.1数字摄影测量技术 数字摄影测量技术的飞速发展与高分辨率卫星影像的出现，使三维数据大批量地快速获取已成为可能。这种建模方法主要的原理是基于遥感影像数据，根据遥感影像之间的相互关系，利用数字摄影测量的基本原理，建立相应的交会模型，进而得到实际地物点的三维坐标，并且建立数字地表模型，再通过相应的纹理映射关系，实现三维景观模型的建立。该技术能够帮助设计人员进行目标建筑物的几何空间与高程数据的快速构建，并且精度高、快速成像。因此，数字摄影测量技术在三维建模中具有十分重要的作用。 3.2航空摄影测量技术 在三维建模领域，航空摄影测量技术的应用较早，在多年来的发展中，已经非常成熟。使用该技术，能够创建立体环境，实现三维模型数据的位置、高度、形状信息的快速与准确获取。然后结合外业纹理采集与正射影响屋顶信息能够进行精细三维模型的构建。然而该技术对建筑物纹理进行提取的过程中，侧面纹理无法被有效获取，因此，同新时期我国的精细化城市三维建模的要求不符。 3.3机载/车载激光扫描技术 在对该技术进行应用的过程中，所构建而成的模型在细节方面可以被充分的表现出来，因此能够形成较高的精度，不需要进行大量的外业就能够完成建模。然而，在应用该技术提取数据的过程中，需要经历复杂的算法过程，可供操作的软硬件短缺，在构建三维模型的时候，应对大量的数据进行应用，如果三维场景模型范围较大，那么在后期传输、存储数据以及浏览的时候，难度较高。 3.4倾斜摄影测量技术 在对近景测量技术和航空摄影技术进行综合应用的过程中，就产生了倾斜摄影测量技术。使用倾斜摄影技术时，能够有效及时地获取到较为丰富的空间影像情况，还能够将其分级别地进行应用，这对于三维建模工作的有效进行，具有较为明显突出的作用。倾斜摄影技术主要是通过倾斜的角度进行成像的，因而，相较于传统的直观角度，这种技术能够让用户们从多个角度进行观察，对于形象、直观地展示地理实际形态具有重要作用，有效改善了正射影像的不足之处。该技术可以从多个层面对建筑物进行观察，同时也能够对贴图纹理进行批量提取，拥有较快的建模速度，也能够更加真实的对地物周边环境进行反映，同时仅需要应用少量的数据就能够完成建模。该技术已经成
1.5三维建模的历史、现状和未来 长久以来，工程设计与加工都基于二维工程图纸。CAD 技术应用前期，首先实施“甩图板”工程，就是将传统的纸质图纸转化成计算机中的二维电子图档。从纸质图纸到电子化的图档，是CAD 应用的一大进步，但是此时的CAD 仅仅是计算机辅助绘图（Computer Aided Drawing ），而非计算机辅助设计（Computer Aided Design ），主要原因在于三维建模技术没有完全实用化。 人类生活在三维世界中，创造性的产品设计活动首先在人脑中完成。为了表达这些产品，必须用合适的方法加以描述，以便与其他人员沟通，使之投入加工生产。在计算机三维建模技术没有实用化时，只能将三维产品构思按照制图法绘制图纸来表达。用二维平面图中的点、线来描述三维世界中的实体，实在是人们不得已而为之的一种方法。计算机三维建模技术成熟，相关建模软件实用化后，这种局面被彻底改变了。 1.5.1三维建模技术的发展史 在CAD 技术发展初期，几何建模的目的仅限于计算机辅助绘图。随着计算机软、硬件技术的飞速发展，CAD 技术也从二维平面绘图向三维产品建模发展，由此推动了三维建模技术的发展，产生了三维线框建模、曲面建模以及实体建模等三维几何建模技术，以及在实体建模基础上发展起来的特征建模、参数化建模技术（具体请参看本书“第2章 三维建模基础知识”的介绍）。 图 1显示了产品三维建模技术的发展历程。曲面建模和实体建模的出现，使得描述单一零件的基本信息有了基础，基于统一的产品数字化模型，可进行分析和数控加工，从而实现了CAD/CAM 集成。 图 1 目前，CAx 软件系统大多支持曲面建模、实体建模、参数化建模、混合建模等建模技术。这些软件经过四十年的发展、融合和消亡，形成了三大高端主流系统，即法国达索公司的CATIA 、德国SIEMENS 公司的Unigraphics （简称UG NX ）和美国PTC 公司的Pro/Engineer （简称Pro/E ）。 线框建模 90年代 70年代 80年代
Tutorial (Intermediate level): 3D Model Reconstruction with Agisoft PhotoScan 0.8.5 PhotoScan settings Open PhotoScan Preferences dialog from Tools menu using corresponding command. Set the following values for the parameters in the General tab: Maximum points per photo:40000 P1:40 P2:2000 Write log to file:specify directory where Agisoft PhotoScan log would be stored (in case of contacting the software support team it could be required) Project compression level:6 Enable stereo mode:Disabled Enable VBO support:Disabled Check for updates on program startup:Enabled Set the parameters in the OpenCL tab as following: Check on any OpenCL devices detected by PhotoScan in the dialog and reduce the number of active CPU cores by one for each OpenCL device enabled (if your CPU supports hyper-threading then two active CPU cores per each OpenCL device should be disabled). Add photos Select the Add Photos... command from Workflow menu. In the Add Photos dialog browse the source folder and select files to be processed. Click Open button.
浅谈三维建模技术的研究与应用 兰文涛 新疆油田公司风城油田作业区 摘要：以应用为主的三维地理信息系统模型，通过Skyline TerraExplorer Pro和3ds Max模型制作，并发布应用到GIS,从而推进了GIS应用，实现了油田设施在计算机中的展示、研究与管理步伐，加快了数字油田建设，并促进了克拉玛依标志性建筑三维模型的早日完成。 关键词：3ds Max；Skyline TerraExplorer Pro；建模；GIS；应用 1.1 前言 2000年，中国石油天然气股份有限公司新疆油田分公司（以下简称油田公司）在“数字地球”技术背景下，提出了数字新疆油田的宏伟战略，并制定了“数字新疆油田”信息建设“三个阶段”的战略部署。不仅将从根本上建立从分散到集中，从无序到有序的信息化建设新秩序，而且标志着“数字新疆油田”规模化建设的开始。 但是“数字油田”是一个庞大，复杂的工程，涉及的内容之多，之广，它涉及数据建设，信息系统建设，网络工程建设等，其中信息系统的建设，是由二维地理信息来表示的。二维 GIS始于二十世纪六十年代的机助制图，今天已深入到社会的各行各业中，如土地管理、电力、电信、城市管网、水利、消防、交通以及城市规划等。但二维GIS存在着自身难以克服的缺限，本质上是基于抽象符号的系统，不能给人以自然界的本原感受。随着应用的深入，第三维的高程信息显得越来越重要。一些二维GIS 和图象处理系统现已能处理高程信息，但它们并未将高程变量作为独立的变量来处理，只将其作为附属的属性变量对待，能够表达出表面起伏的地形，但地形下面的信息却不具有，因此它们在国际国内也被俗称为2.5维的系统。考虑到2.5维这一概念并不严密，作者称之为“地形面三维”或简称面三维。我们认为，面三维的GIS本质上仍然是二维GIS系统。 二维GIS只能处理平面X、Y轴向上的信息，不能处理铅垂方向Z轴上的信息。它在表达上通常是将Z值投影到二维平面上进行处理，因此对于同一（x, y）位置的多个Z值不能表达。 世界的本原是处在三维空间中的，二维GIS将现实世界简化为平面上二维投影的概念模型注定了它在描述三维空间现象上的无能为力，克服这一缺陷迫切需要真正的基于三维空间的GIS的问世。三维地理信息系统就是在这一前提下进行的开发，它充分体现了三维建模技术，对三维物体进行了真实再现，从而满足生产、科研、管理、决策等对空间信息的可视化需求。 2.1 三维地理信息系统的定义与特点 2.1.1 三维地理信息系统的定义 三维地理信息系统（Geographical Information System）简称三维GIS，三维GIS是近年来迅速发展起来的一门融计算机图形学和数据库技术于一体的新型空间信息技术,它把现实世界中对象的空间位置和相关属性有机地结合起来,满足用户对空间信息管理的要求 ,并借助其特有的空间分析功能和可视化表达,进行各种辅助决策。从而满足了生产、科研、管理、决策等对空间信息的可视化需求。 从不同的角度出发，GIS有三种定义：①基于工具箱的定义：认为GIS是一个从现实世界采集、存
国内外三维动画电影的现状及发展分析 摘要三维动画已成为全球性大型产业，它所带来的经济效应与影响力日趋增强，三维动画在我国的发展受到极大的关注。但是，它在我国的发展遇到了很多困难，缺乏专业人才，人才培养不够系统，剧本没有创新，缺少本土品牌等。三维动画制作的人员一定要有坚定信念，努力学习；从事三维动画的培训机构为动画产业提供优质的人才；三维动画制作企业也要以创造本土品牌为己任；政府要为本土动画产业提供更多的有利条件。关键词三维动画产业；创新；本土品牌1904年，随着第一部动画影片在法国问世，动画这一新兴艺术形式逐渐登上历史舞台，并逐步发展成为集艺术与商业为一体的全球性大型产业。如今，在美国、日本等国家，动画已作为一种现代产业，由影视片出品，延伸到书刊画册、DVD音像制品等，进而发展到以角色为依托的文具、玩具、服装、工艺等周边产品，甚至扩大到相关游乐园等，越来越广泛地渗透到人们的生活中，并过渡到商业化阶段。动画已经成为使用率最高、最大众、最普及和最通俗的艺术形式。随着科技的发展，现今的动画可以通过计算机生成，从制作方式到观念，都产生了革命性的变化。计算机动画不仅摆脱了繁重的手工制作，并以其简便、高效、更具表现力的特点得到越来越广泛的应用。其中，三维动画更是动画业的骄傲。它主要依靠电脑图像技术，在虚拟的三维空间中，建造模型，设置色彩与材质，模拟真实灯光，并使这些物体在三维空间中动起来，通过虚拟摄像机设定拍摄整个运动过程，渲染和生成视觉真实的三维画面。与二维动画相比大大减少了重复劳动。画面效果不仅真实、生动，更能展现现实所无法模拟的魔幻场面，深受观众的喜爱，所带来的经济效益也是非常巨大的，像赫赫有名的PIXAR（皮克斯）、迪斯尼、梦工厂等大型影视动画公司所制作的三维动画影片不断创下票房之最，所创经济效益和文化影响力是空前的。因此，三维动画产业在中国的发展备受关注。近几年，打开电视机，常会看到一些本土三维动画片在播放，这在十年前是根本没有的现象，甚至在五年前也是极少有的。在三维动画电影方面，也仅有前年深圳环球数码公司推出的《魔比斯环》上映，是我国第一部三维动画影片。从这些情况来看，三维动画在我国实属新兴产业，本着对此行业的浓厚兴趣和密切关注，在此浅谈中国三维动画产业的现状。一、国际三维动画产业迅猛发展，并进入全盛期三维数字技术不是诞生在中国，有必要提到三维动画产业的国际环境。1995年，由美国迪士尼公司与皮克斯公司合作的三维动画故事片《TOY STORY》（玩具总动员）在全球上映，影片获得巨大成功，该片导演获当年奥斯卡特殊成就奖。此片是第一部在全球上映的三维动画电影，故事情节固然具有极强的吸引力，但是逸真的虚拟画面更让观众瞠目。从此，三维技术在影视产业中强势登陆，进入全世界观众的眼球。而后的十年里，皮克斯、迪斯尼、梦工厂、福克斯、华纳兄弟等大型影视公司，在激烈的竞争中创造了一个又一个三维动画影片的票房奇迹。其中不得不提的有《昆虫总动员》、《怪物史莱克》系列、《怪物公司》、《海底总动员》、《鲨鱼黑帮》、《冰河世纪》系列、《极地特快》、《超人特工队》、《料理鼠王》等等，一步步将三维动画产业推向高峰，时至今日，国际三维动画产业已步入全盛时期。二、中国三维技术在地产业中萌芽在国际三维动画发展初期，中国的三维动画产业还是空白，改革开放虽已多年，但由于三维动画产业在全世界也很年轻，制作技术含量极高，大部分依赖电脑制作，而当时中国的IT业也处于起步阶段，电脑人口很少，所以国外三维技术的传入还需时间。一些很富有探索精神的年轻人，在当时基本没有相关培训机构的情况下，收集仅有的外文书面资料进行自学。只能做一些简单的形体动画演示，大部分作品也只是静态，还没有动起来。他们算得上是中国三维动画的拓荒者。20世纪90年代末，中国地产业红火起来，地产商对建筑效果图的需求量加大，于是，三维技术首先在地产业得以应用，三维技术人员在地产业中生存壮大起来。学术院校随即增设相关专业，环境艺术专业成为报考热门。由于人才缺口很大，校外培训机构也如雨后春笋般林立，但至此，三维技术仍仅限于地产业内。三、中国三维动画发展伊始问题重重在从业人数增加与国外动画产业的影响下，一些从业人员逐渐转向动画领域。中国有世界加
ug的参数化建模方法及三维零件库的创建 发布：2007-2-16 10:56:58 来源:模具网浏览189 次编辑：佚名摘要：UGNX是美国EDS公司的CAD/CAE/CAM一体化软件，具有强大的参数化设计功能，在设计和制造领域得到了广泛的应用。其参数化功能能够很好反映设计意图，参数化模型易于修改。本文以UGNX为支撑平台，介绍了三维参数化建模的基本思想和实现方法，结合实例分析了三维零件参数化模型的建立步骤，并创建立一个简单的零件库。 关键词：UGNX，参数化，标准件库 一．引言 CAD技术的应用目前已经从传统的二维绘图逐步向三维设计过渡。从实现制造业信息化的角度来说，产品的三维模型可以更完整地定义和描述设计及制造信息。在产品设计和开发过程中，零部件的标准化、通用化和系列化是提高产品设计质量、缩短产品开发周期的有效途径，而基于三维CAD系统的参数化设计与二维绘图相比更能够满足制造信息化的要求。UGNX是美国EDS公司的CAD/CAE/CAM一体化软件，具有强大的参数化设计功能，在设计和制造领域得到了广泛的应用。本文以UGNX为支撑平台，介绍了三维参数化建模的实现方法，结合实例分析了一种三维零件库的建立方法。 二．参数化设计思想 在使用UG软件进行产品设计时，为了充分发挥软件的设计优势，首先应当认真分析产品的结构，在大脑中构思好产品的各个部分之间的关系，充分了解设计意图，然后用UG提供的强大的设计及编辑工具把设计意图反映到产品的设计中去。因为设计是一项十分复杂的脑力活动，一项设计从任务的提出到设计完成从来不会是一帆风顺的，一项设计的完成过程就是一个不断改进、不断完善的过程，因此，从这个意思上讲，设计的过程就是修改的过程，参数化设计的目的就是按照产品的设计意图能够进行灵活的修改，所以它的易于修改性是至关重要的。这也是UG软件为什么特别强调它的强大的编辑功能的原因。 三．三维参数化建模的实现方法 1 系统参数与尺寸约束 UGNX具有完善的系统参数自动提取功能，它能在草图设计时，将输入的尺寸约束作为特征参数保存起来，并且在此后的设计中进行可视化修改，从而到达最直接的参数驱动建模的目的。用系统参数驱动图形的关键在于如何将从实物中提取的参数转化到UG中，用来控制三维模型的特征参数。尺寸驱动是参数驱动的基础，尺寸约束是实现尺寸驱动的前提。U G的尺寸约束的特点是将形状和尺寸联合起来考虑，通过尺寸约束实现对几何形状的控制。设计时必须以完整的尺寸参考为出发点（全约束），不能漏注尺寸或多注尺寸。尺寸驱动是在二维草图Sketcher里面实现的。当草图中的图形相对于坐标轴位置关系都确定，图形完全约束后，其尺寸和位置关系能协同变化，系统将直接把尺寸约束转化为系统参数。 2 特征和表达式驱动图形 UGNX建模技术是一种基于特征的建模技术，其模块中提供各种标准设计特征，各标准特征突出关键特征尺寸与定位尺寸，能很好的传达设计意图，并且易于调用和编辑，也能创建特征集，对特征进行管理。特征参数与表达式之间能相互依赖，互相传递数据，提高了表达式设计的层次，使实际信息可以用工程特征来定义。不同部件中的表达式也可通过链接来协同工作，即一个部件中的某一表达式可通过链接其它部件中的另一表达式建立某种联系，当被引用部件中的表达式被更新时，与它链接的部件中的相应表达式也被更新。 3 利用电子表格驱动图形
三维模型轻量化技术 1 模型轻量化的必要性 设计模型是一种精确的边界描述(B-rep)模型，含有大量的几何信息，在现有的计算机软硬件条件下，使用设计模型直接建立大型复杂系统装配、维修仿真模型是不可能的，因此需要使用轻量化的模型建立仿真模型，以达到对仿真模型的快速交互、渲染。 2 细节层次轻量化技术 90年代中期以来，模型轻量化技术得到了快速的发展，出现了抽壳(hollow shell)技术和细节层次(Level of Details, LOD)技术。抽壳技术只关心产品模型的几何表示而不考虑产品建模的过程信息，LOD技术将产品几何模型设定不同的显示精度和显示细节，根据观察者眼点与产品几何模型之间的距离来使用不同的显示精度，以此达到快速交互模型的目的。 LOD技术是当前可视化仿真领域中处理图形显示实时性方面十分流行的技术之一。LOD模型就是在不影响画面视觉效果的条件下，对同一物体建立几个不同逼近精度的几何模型。根据物体与视点的距离来选择显示不同细节层次的模型，从而加快系统图形处理和渲染的速度。保证在视点靠近物体时对物体进行精细绘制，在远离物体时对物体进行粗略绘制，在总量上控制多边形的数量，不会出现由于显示的物体增多而使处理多边形的数量过度增加的情况，把多边形个数控制在系统的处理能力之内，这样就可以保证在不降低用户观察效果的情况下，大大减少渲染负载。 通常LOD算法包括生成、选择以及切换三个主要部分。 目前轻量化的技术有多种，具有代表性的有JT和3DXML两种。3DXML是Dassault、微软等提出的轻量化技术，JT是JT开放组织提出的轻量化技术。SIEMENS公司的可视化产品都采用JT技术，如我们使用的VisMockup软件。 JT技术用小平面表示几何模型，采用层次细节技术，具有较高的压缩比，模型显示速度很快。 jt、ajt模型及其结构 jt模型文件是三维实体模型经过三角化处理之后得到的数据文件，它将实体表面离散化为大量的三角形面片，依靠这些三角形面片来逼近理想的三维实体模型。 模型精度不同，三角形网格的划分也各不相同。精度越高，三角形网格的划分越细密，三角形面片形成的三维实体就越趋近于理想实体的形状。模型曲面精度由Chordal、Angular 两个参数控制。图1(a)，Chordal表示多边形的弦高的最大值，图1(b)，Angular表示多边形相邻弦的夹角的最大值。?????????????????????????????? 图1 Chordal和Angular示意图 jt模型有三种结构形式，都保持了原来的产品结构。分别是： (1)Standard(标准结构形式)。包含一个装配文件和多个零件文件，其中零件文件都放在一个和装配文件同名的目录下。我们建立的虚拟样机模型都采用这种结构形式。 (2)Shattered(分散结构形式)。包含多个子装配文件和多个零件文件，其中子装配文件和零件文件都放在一个目录下。这种结构的优点是有子装配文件，并可以直接使用子装配，缺点是文件管理比较乱、不清晰。
CAD三维建模技术的发展和应用 摘要 三维建模技术的崛起以及虚拟现实技术的出现，为生产设计和创新提供了一种非常好的工作平台。设计人员可以直接从三维概念和构思入手，通过模型仿真来分析和评价设计方案的可行性和可靠性。随着三维建模理论的日趋成熟，出现了许多优秀的建模技术与软件，其应用领域也越来越广泛。 关键词：CAD 三维建模
1、CAD的基本概念 计算机辅助设计（CAD）技术是在产品开发过程中使用计算机系统辅助产品创建、修改、分析和优化的有关技术。这样，任何嵌入了计算机程序和在设计过程中使工程变得容易进行的应用程序，都归类人CAD软件。换言之，CAD工具包括了从创建形体的几何建模工具到诸如分析、优化应用程序的所有工具。目前，可以使用的典型工具包括公差分析、质量属性计算、有限元建模和分析结果的可视化。CAD 最基本的功能是定义设计的几何形状，这里所说的设计可以是机械零件、建筑结构、电子电路和建筑平面布局等的设计，这是因为设计的几何形状是产品周期中后续各项工作的基础。计算机辅助绘图系统和几何建模系统典型地应用于这一目的，这也是这些系统被称为CAD软件的原因。此外，这些系统所建立的几何模型是执行后续CAE和CAM 中其他功能的基础，这是CAD最大的优点之一，因为它可以节省重新定义几何形状所需要的大量时间，也可以减小因此而造成的出错概率。因此，我们说计算机辅助绘图系统和几何建模系统是CAD中最重要的组成部分。 2、CAD技术的产生和发展 CAD是指使用计算机系统进行设计的全过程，包括资料检索、方案构思。零件造型、工程分析、工程制图、文档编制等。在设计的各个阶段，计算机都能发挥其辅助作用，因此CAD概念一产生，就成为一门新兴的学科，引起了工程界的关注和支持，并迅速得到发展和日益完善起来。
CAD三维建模实例操作一-----创建阀盖零件的三维模型将下面给出的阀盖零件图经修改后，进行三维模型的创建。阀盖零件图如图1所示。 ●图形分析： 阀盖零件的外形由左边前端倒角30度的正六边体，右边四个角R=12mm的底座，中间有一个倒45度角和R=4mm连接左右两边。该零件的轴向为一系列孔组成。根据该零件的构造特征，其三维模型的创建操作可采用： （1）拉伸外轮廓及六边形； （2）旋转主视图中由孔组成的封闭图形； （3）运用旋转切除生成30度和45度、R4的两个封闭图形，生成外形上的倒角；（4）运用差集运算切除中间用旋转生成的阶梯轴（由孔组成的图形旋转而成），来创建该零件中间的阶梯孔，完成三维模型的创建。 如需室内设计学习指导请加QQ技术交流群：106962568 庆祝建群三周年之际，如今超级群大量收人！热烈欢迎大家！ ●零件图如图1所示。
图1 零件图 具体的操作步骤如下： 1．除了轮廓线图层不关闭，将其他所有图层关闭，并且可删除直径为65mm的圆形。然后，结果如图2所示。 图2 保留的图形 2．修改主视图。将主视图上多余的线条修剪，如图3所示。 3．将闭合的图形生成面域。单击“绘图”工具条上的“面域”按钮，框选所有的视 图后，按回车键，命令行提示：已创建8个面域。
4．旋转左视图。单击“视图”工具条上的“主视”按钮，系统自动将图形在“主视平面”中显示。注意：此时，显示的水平线，如图4 a）所示。输入“RO”（旋转）命令，按回车键，再选择右边的水平线（即左视图）的中间点，输入旋转角度值90，按回车键，完成左视图的旋转如图4 b）所示。在轴测图中看到旋转后的图形如图4 c）所示。 图4 a）旋转前图4 b）放置后 提示：图中的红色中心线是绘制的， 用该线表明二视图的中心是在一条 水平线上。 图4 c）轴测视图 5．移动视图将两视图重合的操作如下： ①单击“视图”工具条上的“俯视”按钮，系统自动将图形转换至俯视图中，如图5所示。 图5 俯视图显示图6 标注尺寸 ②单击“标注”菜单，选择“线性”标注，标注出二图间的水平距离，如图6所示。标注尺寸的目的是便于将图形水平移动进行重合。
三维漫游模型制作规范说明 一、建模准备工作 1.场景单位的统一 1)在虚拟项目制作过中，因为要和unity匹配，所以，在建模之初就要把显示单位和设置 为米,系统单位设置为厘米。 2.工作路径及命名的统一： 按模型要求文档来，模型贴图命名及路径不要过长 二、建筑建模的要求及注意事项 建筑建模工作包括模型细化处理、纹理处理和帖图，三者同时进行。帖图可用软件工具辅助完成。 场景制作工具统一采用3dsmax版本不要超过2014。 1.建筑精度的认定及标准 1)一级精度建筑 1.哪些建筑需要按1级精度建模——地标建筑、层数>=18层的建筑、建筑面 积>=20000m2的建筑、大型雕塑、文物保护单位、大型文化卫生设施、医院、学校、 商场、酒店、交通设施、政府机关、重要公共建筑等 2.1级模型建模要求——需精细建模，外形、纹理与实际建筑相同，建筑细部（如： 屋顶结构，建筑转折面，建筑与地面交界的铺地、台阶、柱子、出入口等），以及 建筑的附属元素（门厅、大门、围墙、花坛等）需做出； 3.1级模型应与照片保持一致，丰富其外观细节，应避免整个墙面一张贴图，损失了
模型的立体效果；需注意接地处理，例如玻璃不可直接戳在地上；该有的台阶、围 墙（含栅栏、大门）、花坛必须做出；建筑的体量应与照片一致； 4.面数限制——1级模型控制在1000~2000个面。 5.一级精度建筑结构>=0.3米需要用模型表现出其结构，<0.3米可用贴图表现其结构。 （一级精度建筑楼梯或台阶<0.3米时都需要用模型表现其结构。） 2)二级精度建筑 1.哪些建筑需要按2级精度建模——道路沿路建筑、历史文化保护区以及其它不属于 1级精度的市（区）行政、金融、商贸、文化、科技、展览、娱乐中心等建筑，成 串的骑楼建筑需以2级精度建模； 2.2级模型建模要求——纹理与实际建筑相同，可删除模型和地面相交长宽小于3米 的碎小模型，可减少模型附属元素（如：花坛、基座、柱子段数等）； 3.对于2级模型，整体、细节的颜色、形状都应与实际保持一致； 4.面数限制——2级模型控制在300~800个面。 5.二级精度建筑结构>=1米需要用模型表现出其结构，<1米可用贴图表现其结构。 3)三级精度建筑 1.哪些建筑需要按3级精度建模——不属于1、2级精度建模的所有其它建筑； 2.3级模型建模要求——可直接采用白模，省去模型细节部分，纹理采用街区的通用 纹理，不需一一采集处理；对于成片低矮平房（如城中村），可以整片处理，简化 不可见的面片； 3.3级模型则不需面面俱到细致到所有细节； 4.面数限制——3级模型控制在100~300个面。 5.注意：在制作3级精度模型时，每个地块的城中村应采集外围部分作为城中村的纹 理素材，整理出10-16棟建筑纹理贴图，每棟建筑制作出3-4个片的建筑纹理，可 使建筑既显整齐又不单调； 2.注意事项 应注意把握建模的细化程度——1级模型应与照片保持一致，丰富其外观细节，应避免整个墙面一张贴图，损失了模型的立体效果；需注意接地处理，例如玻璃不可直接戳在地
建模技术是虚拟现实中的技术核心，也是难点之一，目前主要有三种方法实现。 虚拟现实是在虚拟的数字空间中模拟真实世界中的事物，这就需要真实世界的事物在数字空间中的表示，于是催生了虚拟现实中的建模技术。虚拟现实对现实“虚拟”得到底像不像，是与建模技术紧密相关的。因此，建模技术的研究具有非常重要的意义，得到了国内外研究人员的重视。 数字空间中的信息主要有一维、二维、三维几种形式。一维的信息主要指文字，通过现有的键盘、输入法等软硬件。二维的信息主要指平面图像，通过照相机、扫描仪、PhotoShop等图像采集与处理的软硬件。对于虚拟现实技术来说，事物的三维建模是更需要关心的核心，也是当今的难点技术。按使用方式的不同，现有的建模技术主要可以分为: 几何造型、扫描设备、基于图像等几种方法。 基于几何造型的建模技术 基于几何造型的建模技术是由专业人员通过使用专业软件（如AutoCAD、3dsmax、Maya）等工具，通过运用计算机图形学与美术方面的知识，搭建出物体的三维模型，有点类似画家作画。这种造型方式主要有三种: 线框模型、表面模型与实体模型。 1. 线框模型只有“线”的概念，使用一些顶点和棱边来表示物体。对于房屋、零件设计等更关注结构信息，对显示效果要求不高的计算机辅助设计（CAD）应用，线框模型以其简单、方便的优势得到较广泛的应用。AutoCAD软件是一个较好的造型工具。但这种方法很难表示物体的外观，应用范围受到限制。 2. 表面模型相对于线框模型来说，引入了“面”的概念。对于大多数应用来说，用户仅限于“看”的层面，对于看得见的物体表面，是用户关注的，而对于看不见的物体内部，则是用户不关心的。因此，表面模型通过使用一些参数化的面片来逼近真实物体的表面，就可以很好地表现出物体的外观。这种方式以其优秀的视觉效果被广泛应用于电影、游戏等行业中，也是我们平时接触最多的。3dsmax、Maya等工具在这方面有较优秀的表现。 3. 实体模型相对于表面模型来说，又引入了“体”的概念，在构建了物体表面的同时，深入到物体内部，形成物体的“体模型”，这种建模方法被应用于医学影像、科学数据可视化等专业应用中。 利用三维扫描仪 理论上说，对于任何应用情况，只要有了方便的建模工具，有水平的建模大师都可以用几何造型技术达到很好的效果。然而，科技在发展，人们总希望机器能够帮助人干更多的事。于是，人们发明了一些专门用于建模的自动工具设备，被称为三维扫描仪。它能够自动构建出物体的三维模型，并且精度非常之高，主要应用于专业场合，当然其价格也非常“专业”，一套三维扫描仪价格动辄数十万，并非普通用户可以承受得起。三维扫描仪有接触式与非接触式之分。
基于航测的数字城市三维建模技术 [摘要]本文概述了数字城市的研究背景及意义，详述了数字城市三维模型的建设方法，重点讲解基于航测的数字城市三维建模技术的步骤，最后概述数字城市的未来发展状况及存在问题。 [关键词]数字城市数字城市三维模型基于航测的三维建模方法 0引言 数字城市的概念来源于数字地球，是数字地球的重要组成部分。同时数字城市也是信息技术发展的必然趋势，城市景观重建是数字城市的首要步骤和重要内容。随着城市化进程的进一步深入，城市建设和管理所需要解决的问题的复杂性和需要处理信息的广义性，都是前所未有的。在城市信息化建设过程中，二维空间数据一直作为空间信息基础设施框架重要的数据内容，其在城市规划、交通、市政等各领域应用广泛，但传统的二维数据很难表现城市三维空间形态的多样性和复杂性以及相互之间的关系。城市三维空间信息则具有直观性强、信息量大、内容丰富等优点。随着人们对三维GIS的认识的不断深入，对城市三维信息需求的不断增加进而提出了数字城市三维模型的概念。 1概述 数字城市三维模型由于其在城市规划、地籍管理、旅游、交通及环境仿真等领域显示出了巨大的潜力，已成为众多领域研究的热点。三维模型是以三维的手法进行建模，模拟出一个三维的建筑场景效果。规划者可以模拟在数字场景中任意游走驰骋、飞行缩放，达到一种惟妙惟肖、变化多姿的动态视觉效果。对规划及参观者来说是一种全新的体验，并能产生强烈的共鸣。 2数字城市三维模型的建设方法 数字城市三维模型数据生产是建设城市三维地理信息系统的核心。三维模型的精度和建模效率直接影响着三维GIS系统的实用性和建设周期，同时也是城市规划、建设与管理部门进行空间分析并做出正确决策的保障。在三维模型中除了建筑物的基本平面位置及高度信息外，还需要表达建筑物的色彩纹理与几何外形特征，这些色彩纹理与几何外形特征往往体现三维对象特别是建筑物对象的独特风格。现将比较有代表性的几种建模方式列出： （1）使用航空影像以及地面摄影对建筑物特征线进行自动提取。这种方法获取速度最快，成熟的DEM数据及DOM数据生产技术路线能快速重建三维场景中的地形数据，同时在立体环境下，能快速准确获取建筑物等三维模型数据的位置，形状及高度信息，真实展现城市风貌。但获取几何信息不够完整，需要外业采集建筑物侧面纹理。
建模技术的发展历史 1001500217 鞠生林 在CAD软件发展初期，CAD的含义仅仅是图板的替代品，即：意指Computer Aided Drawing(or Drafting)而非现在我们经常讨论的CAD(Computer Aided Design)所包含的 全部内容。CAD技术以二维绘图为主要目标的算法一直持续到70年代末期，以后作为CAD 技术的一个分支而相对单独、平稳地发展。早期应用较为广泛的是CADAM软件，近十年来占据绘图市场主导地位的是Autodesk公司的AutoCAD软件。在今天中国的CAD用户特别是初期CAD用户中，二维绘图仍然占有相当大的比重。 1.第一次CAD技术革命──贵族化的曲面造型系统 60年代出现的三维CAD系统只是极为简单的线框式系统。这种初期的线框造型系统只能表达基本的几何信息，不能有效表达几何数据间的拓扑关系。由于缺乏形体的表面信息，CAM及CAE均无法实现。 进入70年代，正值飞机和汽车工业的蓬勃发展时期。此间飞机及汽车制造中遇到了大量的自由曲面问题，当时只能采用多截面视图、特征纬线的方式来近似表达所设计的自由曲面。由于三视图方法表达的不完整性，经常发生设计完成后，制作出来的样品与设计者所想象的有很大差异甚至完全不同的情况。设计者对自己设计的曲面形状能否满足要求也无法保证，所以还经常按比例制作油泥模型，作为设计评审或方案比较的依据。既慢且繁的制作过程大大拖延产了产品的研发时间，要求更新设计手段的呼声越来越高。 此时法国人提出了贝赛尔算法，使得人们在用计算机处理曲线及曲面问题时变得可以操作，同时也使得法国的达索飞机制造公司的开发者们，能在二维绘图系统CADAM的基础上，开发出以表面模型为特点的自由曲面建模方法，推出了三维曲面造型系统CATIA。它的出现，标志着计算机辅助设计技术从单纯模仿工程图纸的三视图模式中解放出来，首次实现以计算机完整描述产品零件的主要信息，同时也使得CAM技术的开发有了现实的基础。曲面造型系统CATIA为人类带来了第一次CAD技术革命，改变了以往只能借助油泥模型来近似准确表达曲面的落后的工作方式。 2.第二次CAD技术革命──生不逢时的实体造型技术 80年代初，CAD系统价格依然令一般企业望而却步，这使得CAD技术无法拥有更广阔的市场。为使自己的产品更具特色，在有限的市场中获得更大的市场份额，以CV、SDRC、UG为代表的系统开始朝各自的发展方向前进。70年代末到80年代初，由于计算机技术的大跨步前进，CAE、CAM技术也开始有了较大发展。SDRC公司在当时星球大战计划的背景下，由美国宇航局支持及合作，开发出了许多专用分析模块，用以降低巨大的太空实验费用，同时在CAD技术方面也进行了许多开拓；UG则着重在曲面技术的基础上发展CAM技术，用以满足麦道飞机零部件的加工需求；CV和CALMA则将主要精力都放在CAD市场份额的争夺上。 基于对于CAD/CAE一体化技术发展的探索，SDRC公司于1979年发布了世界上第一个完全基于实体造型技术的大型CAD/CAE软件──I-DEAS。由于实体造型技术能够精确表达零件的全部属性，在理论上有助于统一CAD、CAE、CAM的模型表达，给设计带来了惊人的方便性。它代表着未来CAD技术的发展方向。基于这样的共识，各软件纷纷仿效。一时间，实体造型技术呼声满天下。可以说，实体造型技术的普及应用标志CAD发展史上的第二次技术革命。 但是新技术的发展往往是曲折和不平衡的。实体造型技术既带来了算法的改进和未来发展的希望，也带来了数据计算量的极度膨胀。在当时的硬件条件下，实体造型的计算及显示速度很慢，在实际应用中做设计显得比较勉强。由于以实体模型为前提的CAE本来就属于较高层次技术，普及面较窄，反映还不强烈。各公司的技术取向再度分道扬镳。实体造型技