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第2章计算机辅助设计 现代设计方法教学课件

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现代设计理论第2章计算机辅助设计

现代设计理论第2章计算机辅助设计
• 目前被CAD造型系统广泛采用的两种实体表示方 法，体素拼合法（CSG 法）和边界表示法（BRep 法)。
• 2.3.1 体素拼合（CSG）法
• CSG法是用简单实体（称为基本体素，Primitive Geometry）通过布尔运算的交、并、差构造复杂 实体的方法。常用的体素有长方体、圆柱体、球 体、圆锥体等（如图4.4所示）。图4.5表示了长 方体与球体两个体素经过交、并、差布尔运算后 的效果。
翼翼面等都直纹曲面。直纹面造型的关键是要 确定两条曲线之间的参数对齐方式，对齐方式 决定了直纹面的具体形状。
• （5）放样曲面（Loft surface）也称为蒙皮曲面 （Skin surface），其造型过程可形象地看做给 一组截面曲线构成的骨架上蒙上一张光滑的皮 。放样曲面造型可以沿一个参数方向，也可以 沿U,V两个参数方向设定截面曲线，在设计中 具有广泛的应用。
• 2.曲面造型理论的发展与CAD初步应用,又叫表面建 模(Surface Modeling)，是通过描述物体表面来进行 三维形状设计的建模方法。
• 3.实体造型技术的发展。
• 4.特征参数化造型推动CAD技术走向成熟应用。
2.2 曲面表示与曲面造型
• 曲面造型是研究曲面的计算机表示、求交 、光顺和显示的技术，是计算机辅助设计 的重要研究内容。
现代设计理论与方法
第2章 计算机辅助设计
2.1 概述
• 在人类社会生产发展的历史长河中，蒸 汽机和电机的应用延伸了人的体力劳动, 催生了工业革命，而以计算机技术为核 心的信息技术的应用则延伸了人的脑力 劳动，导致了一次新的工业革命，使人 类社会迈进了信息时代。
• 计算机辅助设计（Computer-Aided Design，简称CAD）技术是计算机科学 和数字化信息技术在工程设计、机械制 造等领域中最具影响的一项高新技术。

《先进制造技术》PPT课件

《先进制造技术》PPT课件
• 设计者的主导作用 计算机不可能完全取代人 进行设计作业；
• 主要辅助完成技术设计 不可能也没有必要涉 及产品设计的所有环节。
2021/3/26
10
第二章
2.2.2 计算机辅助设计的关键技术
产品的造型建模技术 • 线框模型：以顶点和棱边描述三维形体，为两表
结构； • 表面模型：以表面描述形体方法，为三表结构； • 实体建模：能完整表示三维的几何信息和拓扑信
•
① CAD/CAE/CAPP/CAM--工程设计领域集成；
•
② CAD/ERP--与管理系统集成；
•
③ 异地、异构系统企业间CAD集成，如全
球化设计、虚拟设计、虚拟制造及虚拟企业等。
标准化技术
目的：支持异构、跨平台的工作环境。如：IGES
（Initial Graghical Exchange System)图形交
关 学
自然科学
科
政治经济
与 技
文化社会科学 术
市场营销学
……….
应用技术 支撑技术 主体技术 基础技术
各产品领域知识与技术 现代设计方法学 可信性设计技术 设计试验技术
计算机辅助设计技术
传统设计理论 与方法
现代设计技术体系结构框图
2021/3/26
7
第二章
2.2 计算机辅助设计技术
2.2.1 计算机辅助设计的基本概念 2.2.2 计算机辅助设计的关键技术
材料特征分为整体材料特征、表面处理特征及
局部处理特征，整体材料特征作为零件的属性，包
括材料种类代号、性能、热处理方法等，表面处理
特征作为表面的属性，包括表面淬火、渗碳、渗氮
等。
2021/3/26
13

计算机辅助设计课件

计算机辅助设计课件

CAM软件
Surfcam Master cam Virtual gibbs
28
常用CAD系统简介 常用CAD系统简介
1、SolidWorks系统
基于Windows 具有智能特征技术 增添了新特征 可提高大型装配体的传输性能 可有效管理大型装配体 可进行装配设计 可进行装配检查 可镜像部件 具有资源管理器 具有AutoCAD模拟器 可协同工作 实现用户化 具有帮助文件 具有COSMOSXpress
设计原则
功能满足原则 质量保障原则 工艺优良原则 经济合理原则 社会使用原则
性能指标 可靠性 强度 刚度 稳定性 抗磨损性 抗腐蚀性 抗蠕变性 动态特性 平衡特性 热特性 可制造性 可装配性 可测试性
环境友好性 环境适应性 人机友好性 可维修性 安全性 可安装性 可回收性
8
2、CAD概述
CAD的定义 CAD的定义
AutoCAD
CATIA
I-DEAS,UG Pro/E,UG I-DEAS
CAD交互化技术 面向先进制造 CAD技术 网络化技术 19
2
CAD系统 CAD系统
硬件系统
软件系统
I/O设备 I/O设备
外存储 外存储 设备 设备
显示 显示 设备 设备
系统 系统 软件 软件
支撑 支撑 软件 软件
应用 应用 软件 软件
主 要 功 能 模 块
UG/Drafting(工程绘图）模块 UG/Assembly Modeling(装配建模）模块 UG/Advanced Assemblies(高级装配）模块 UG/WAVA(产品及参数化设计）模块 UG/Sheet Metal Design(钣金设计）模块 UG/Scenario for FEA(有限元前后置处理）模块 UG/FEA(有限元解算器）模块 UG/CAM Base(加工基础）模块 UG/Post processing(后处理）模块

计算机辅助设计(平面)课件

计算机辅助设计(平面)课件
可以在一个图层中拖动、编辑、粘贴或重新配置图层元素，而这却 不会影响到其它的图层。在你合并图层或压平图像之前，每个图层都是 彼此独立的。试着在一个图层中编辑图像文本，改变不透明度和重叠模 式，再或者利用图层风格命令来处理图层蒙板，从而制作出一些特殊效 果，就更明白图层之间的独立性。
第一章 菜单命令的基础知识
第一章 菜单命令的基础知识
1.2 主要菜单命令
1.2.1 File（文件）菜单 File菜单包括了New、Open、Save、Import、Export以及Print
等文件操作的基本功能，几乎是最常用的菜单之一。这些功能与其 它多数应用程序相似，应该多加留意的是诸如为Save for Web和 Automate等Photoshop提供独特功能的命令。
任何一个商业软件必备的保留菜单就是Help菜单，从中可以调出本 软件的大量信息。Help菜单中的很多命令是提供软件以及增效工具的注 册信息
第二章 PHOTOSHOP的基本操作
本章开始学习Photoshop的工具以及 基本操作。只有熟练的掌握这些工具的基 本操作，才能够创造出精美绝伦的艺术品。 许多让人惊叹的图像效果，都不过是对这 些操作创造性地组合。
1.2.8 Window（窗口）菜单 Photoshop将工作区域中正在编辑的文件以及各个面板、状态栏等
等都看作是窗口，Window菜单可以控制这些窗口的显示或者隐藏，以及 它们的排列方式。其中最前面一挡中的四个命令是主要的操作命令，其 余的命令的功能则是分别将各个面板以及状态栏置为“显示”或者“隐 藏” 1.2.9 Help（帮助）菜单
第二章 PHOTOSHOP的基本操作
2.1 工具箱简介 熟练使用工具箱中提供的各种工具是Photoshop绘画的基础，

现代设计理论与方法-计算机辅助设计 ppt课件

现代设计理论与方法-计算机辅助设计 ppt课件
工况系数 KA[i][j] 单班
j=0 工作平稳 轻度冲击 中等冲击 i=0 i=1 i=2
1.00 1.25 1.50
双班
j=1
1.25 1.50 1.75
三班
j=2
1.75 3.00 3.25
ppt课件
28
2.3.1 数表的分类及存取
检索齿轮传动工况系数C语言程序： #include <stdio.h> main() { int i,j;
CAD 系统的硬件
ppt课件
14
2.2.2
CAD 系统的软件
系统 软件
支撑软件 应用软件 CAD系统的软件组成 ppt课件15Fra bibliotek2.2.2
CAD 系统的软件
系统软件：对计算机资源进行自动管理和控制，它 处于整个软件的核心内层，主要包括操作系统和数据 通信系统等。 操作系统：计算机软件核心，有CPU管理、内存 管理、I/O管理、文件管理等功能，常用 操作系统有DOS、Windows、Unix等。 语言编译系统：如Basic、C/C++、LISP等编 译系统，将高级语言转换为计算机机器语言。 图形接口标准：如 GL/OpenGL等图形接口标准， 独立于硬件设备和各种不同的计算机语言。
第 2章
主要内容：
计算机辅助设计
了解计算机辅助设计； 了解工程数据的处理方法； 掌握计算机图形处理与三维造型； 了解CAD系统的二次开发。
ppt课件 1
2.1
概述
2.1.1 计算机辅助设计的发展
计算机辅助设计（Computer Aided
Design，简称CAD）技术是电子信息技术 和设计技术紧密结合的技术。
float ka[3][3]={{1.0,1.25,1.50},{1.25,1.5,3.0},{1.5,1.75,3.25}};

《计算机辅助设计及制造》 第二章PPT课件

《计算机辅助设计及制造》 第二章PPT课件
☆ 边界表示法基本思想
这种方法的基本思想是，一个物体是由若干个面构成的，而 每面又是由若干条边围成的封闭域。基于这种认识，要描述一 个物体，可以通过对它的边界（有限个单元面的并集）的定义 来表示。
图2-02 边界定义实体
6
返回
2.1
☆ 四面体实体的表示
(ABCD)四面体
实体
●
(ABC) ● (BCD) ● (ACD)● (ABD)●
返回
2.1
2.1.3 线框建模
线框建模(Wireframe Model)是一种较多采用的几何模型， 很多二维软件是基于这种模型,也适用于三维软件。该模型以线段、 圆、圆弧和简单的曲线为描述对象，通常将线段、圆、圆弧和一些 曲线称为图形元素。随着设计要求的提高，在线框建模中引进了图 元的概念，图元由线段、圆、圆弧、文字和一些曲线等图形元素和 属性元素组成。
实体建模有两种典型方法： ①边界表示法(Boundary REPresentation，B-REP)； ②实体结构几何法(ConstructiveSolidGeometry，CSG)。 也可采用B-REP和CSG混合技术，实现几何实体建模。 特征建模是几何建模的最新发展，它用符合设计规范的特征来 定义零件，是实现CAD／CAPP／CAM集成的重要手段，也是网络 化制造中进行产品图样设计的基础。
图2-06 实体建模常用的基本体素
8
返回
2.1
☆ CSG法与B-REP法的区 CSG别法和B-REP法的主要区别在于，计算机内部表示与
物体的描述和生成顺序密切相关，即存储的主要是物体的生成过程。 图2-2所示为同一物体的两种完全不同的CSG结构描述。
CSG法和B-REP法相比，CSG法构成实体模型相对简单。它是将 一个复杂物体视为由若干简单基本体素相加、相减、相交构成的。

[实用参考]计算机辅助设计.ppt

[实用参考]计算机辅助设计.ppt

1) 图形处理技术 2) 工程分析技术
如自动绘图、几何建模、图形仿真及其它图
形输入、输出技术。 如有限元分析、优化设计及面向各种专业的
工程分析等。
3) 数据管理范及接口技术等。
4) 文档处理技术 如文档制作、编辑及文字处理等。 5)软件设计技术 如窗口界面设计、软件工具及软件工程规范 等。
计算机辅助设计
计算机辅助设计(CAD)
本节主要介绍如下方面内容： ● CAD的基本概念、发展概况、发展趋 势 ● 计算机辅助设计应用举例 ● CAD系统的组成 ● 工程数据的处理方法及CAD程序编制 ● 专用机械CAD系统的开发及应用
1.1 CAD技术的基本概念
计算机辅助设计，即英文Computer Aided Design，简称CAD。
随着计算机技术的迅猛发展， CAD 技术已广泛应用于机械、电子、建筑、 土木工程、航天、纺织等众多领域。
1.2 CAD技术的发展简史
CAD技术诞生于 20世纪 50年代，至今已有 50 多年的发展历史， 这一技术主要经历了如下几个发展时期：
孕育形成时期（20世纪50年代） 进入实际运用时期（20世纪60年代） 成熟达到完全实用时期（20世纪70年代） 广泛运用时期（20世纪80年代）
计算机辅助设计与制图：Computer Aided Design And Drafting。简称为CADD
计算机辅助制造：Computer Aided Made。简称 为CAM。
计算机辅助设计与制造：Computer Aided Design And Made。简称为CAD/CAM。
计算机辅助设计（ CAD ）涉及以下一些基础技术：
由于解决了三维几何造型、仿真等问题，应用范围不断扩大， 大中型系统向微型化发展；

第2章计算机辅助设计 现代设计方法教学课件_567

第2章计算机辅助设计 现代设计方法教学课件_567

工产生 业品产 设设过 计计程
设 计
第一节 CAD概述
5.CAD技术的内涵
CAD技术包括设计、绘图、工程分析与文档制作等设计活动，是多学科综合 应用的新技术。 （1）图形处理技术，包括自动绘图、几何建模、图形仿真、图形输入输出。 （2）工程分析技术，包括有限元分析、优化设计、各种专业的工程分析。 （3）数据管理与数据交换技术，包括数据库管理、产品数据管理、产品数 据交换规范及接口技术。 （4）文档处理，包括文档制作、编辑及文字处理。 （5）软件设计技术，包括接口界面设计、软件工具、软件工程规范。
第一节 CAD概述
7.现代CAD技术的概念与研究内容
（1）现代CAD技术的概念
在复杂的大系统环境下，支持产品自动化设计的设计理论和方法、设计 环境、设计工具等各相关技术的总称，它能使设计工作实现集成化、网络化 和智能化，以达到提高产品设计质量、降低产品成本和缩短设计周期的目的。
（2）现代CAD技术的研究内容 现代设计理论与方法学：并行设计、协同设计、虚拟设计、大规模定制
1 0 1
x y 10 1 0xl ym1x y 1
l பைடு நூலகம்1
平移变换矩阵
第三节 CAD系统的图形处理
二维图形变换矩阵
基本变换
透视变换
a b p
T
c
d
q
l m s
平移变换
全比例变换
采用齐次坐标：扩大了变换矩阵的功能；简单合理的表示了无穷点（x y 0）。
第三节 CAD系统的图形处理
三维图形变换矩阵
沿x方向错切
1 b T c 1
x x cy y bx y
沿y方向错切 沿x和y方向错切
第三节 CAD系统的图形处理

计算机辅助设计CAD精品PPT课件

计算机辅助设计CAD精品PPT课件

• CHA *CHAMFER倒角
• CO *COPY复制
•DΒιβλιοθήκη *DIMSTYLE标注样式管理器
• DI *DIST查询距离
• DIV *DIVIDE定数等分
• DT *DTEXT单行文本
•E • ED • EL • EX • EXIT • EXP • EXT •F • F3 • F8 •H •L • LA • LEN • LT
*ERASE删除 *DDEDIT文字编辑 *ELLIPSE椭圆 *EXTEND延伸 *QUIT退出 *EXPORT输出 *EXTRUDE实体延伸 *FILLET圆角\直角 * 打开\关闭对象捕捉 *打开\关闭正交 *BHATCH填充 *LINE直线 *LAYER图层 *LENGTHEN拉长 *LINETYPE线型
计算机辅助设计
AutoCAD
课程全称：计算机辅助设计CAD CAD英文名称：Computer Aided Design 面向专业：建筑设计\环境艺术\产品设计\施工技术人员 学分：2
课程任务与目的：本课程的任务是让学生从铅笔、直尺画图的劳动中 解脱出来，与世界设计行业的工作条件相一致，AutoCAD作为绘图 软件已广泛地应用到土木工程中，更多的专业人员把它作为自己的绘 图工具使用，无论在建筑设计、施工、监理等各环节中，训练并掌握 AutoCAD的操作。结合室内设计施工图的规范表达来讲解 AutoCAD 的运用，注重针对性和目的性,能够总体上提高学习者的制 图能力和制图规范性。
轴线 3．了解调整视图的相
关命令
2.3.1利用图层特性管理器创建轴网层
1．图层的概念 图层就像手工绘图时的透明纸。 我们可以给不同的图层设置不 同的颜色、线形、线宽等特性， 也可以设置图层的打开与关闭、 锁柱与解锁、冻结与解冻、可 打印与不可打印等，以满足绘 图时的不同需要。

计算机辅助设计 ppt课件

计算机辅助设计 ppt课件

Sketchup简介
Sketchup软件特点:
2、方便的推拉功能，设计师通过一个图形就可以方便的生成3D几何体，无需 进行复杂的三维建模
第一步：画出图形
第二步：推出图形
Sketchup简介
Sketchup软件特点:
3、快速生成任何位置的剖面，使设计者清楚的了解建筑的内部结构，可以随意 生成二维剖面图并快速导入AutoCAD进行处理 。
优秀三维效果图介绍
1．3dmax效果图
优秀三维效果图介绍
1．3D室外效果图
优秀三维效果图介绍
1．3dmax效果图
优秀三维效果图介绍
1．3dmax效果图
优秀三维效果图介绍
1．Sketch up 效果图
优秀三维效果图介绍
1．Skep 效果图
优秀三维效果图介绍
1．Sketch up 效果图
优秀三维效果图介绍
1．Sketch up 效果图
优秀三维效果图介绍
1．Sketch up 效果图
优秀三维效果图介绍
1．Sketch up 效果图
3.Google Sketchup简介
Google Sketchup是一套直接面向设计方案 创作过程的设计工具，其创作过程不仅能够充 分表达设计师的思想而且完全满足与客户即时 交流的需要，它使得设计师可以直接在电脑上 进行十分直观的构思，是三维建筑设计方案创 作的优秀工具。
Sketchup简介
1． Sketchup软件：
简单来讲，它就是一个3D设计软件 。
Sketchup软件版本： Sketchup软件分为两个版本，个人使用版和一个Pro（专 业版）版本，个人试用版为免费， Pro（专业版）售价为495美元。
两个版本区别： Pro版用户可以打印或输出比屏幕分辨率高的光栅图像； Pro版用户可以随意打开DWG/DXF/3DS/OBJ/XSI/VRML/FBX 格式文件； Pro版用户可以将动画或预览输出为.MOV或.AVI格式视频；

现代设计方法 PPT

现代设计方法 PPT

4
学习现代设计方法的是主要任务
学习现代设计方法的最主要任务是：掌 握现代设计的理论与原理，了解其作用与局 限性，并学会用客观存在解决工程实际问题。
5
3 产品设计理论与方法
3.1 概述 3.2 产品设计相关因素 3.3 产品设计程序
6
3.1 概述 •产品设计的范畴
1、工业设计的定义 就批量生产的工业产品而言，凭借训练，技术 知识，经验及视觉感受，而赋予材料，结构，构 造，形态，色彩，表面加工，装饰以新的品质和 规格，叫做工业设计。还包括了工业设计师对包 装，宣传，展示，市场开发等问题的解决付出自 己的技术知识和经验以及视觉评价能力。
1、产品设计与工艺美术的联系
工业设计源于手工艺和纯艺术，其表象特征 与艺术极为相似。在产品设计中，要运用一些美 术创作的规律和手法，其目的是为了加深对所设 计产品形象的理解和认识，以及这种理解和认识 的恰当表达，这种表达是功能与形式的统一，内 容与画面的统一。
9
3.1 概述
2、产品设计与工艺美术区别 1)创造过程的不同 产品的设计过程是一个科学的，有计划的，有组 织的创造过程，而工艺美术可凭一时的灵感触发。 2)设计对象的不同 产品设计的对象是实用产品，使用功能是决定性 的，是第一位的，形式是服从性的；艺术品是一种精 神产物，只能满足人们的心理需求，达不到实用功能 的目的。 3)特性的不同 产品设计具有商品特性；不同于那些只能在沙龙 10 上为少数人观赏的单件工艺美术品。
14
3.2 产品设计相关因素
３、功能与形式 产品设计中，原则前提是：首先是功能决 定形式，形式服从功能。同时，在这样的原则前 提下，不反对在符合功能要求下对产品的必要的 美化。
15
3.2 产品设计相关因素 •技术、经济因素

高一【通用技术(江苏版)】计算机辅助设计课件

高一【通用技术(江苏版)】计算机辅助设计课件

4.明确可以获得的加工工艺
底座
底 座
支 架
灯杆
灯 头
支架
灯头 灯杆
底座
想一想
计算机辅助设计
数字模型
课堂小结
计算机辅助设计：利用计算机及其图 形设备，帮助设计人员进行设计工作 的手段。
1.参数化建模 2.基于特征建模
课后作业
1.请同学们小组内讨论 ， 计 算 机 辅 助 设 计 的 出现是否意味着尺规绘图可以淘汰了?为什么?
特征建模
1.产品开发过程中各种信息的载体。 2.设计阶段+几何特征
设计阶段-基本建模指令
拉伸
类 旋转
类 扫描
类
拉 伸
布尔运算
切 除
设计阶段-基本建模指令
倒角绘制
抽壳
镜向
参数化建模.mp4
设计意图
设计方案的分析
灯头
1.明确台灯的零件组成
支架
灯杆
2.明确零件之间的连接方式
3.明确可以获得的材料
2.请同学们以自己所在小组的设计方案为例， 选择一款计算机辅助设计软件，完成台灯的三维 设计图和零件的工程图。
支架
灯头 灯杆
底座
名称：底座 数量：1 材料：松木板
名称：支架 数量：2 材料：松木板
名称：灯杆
数量：2 材料：松木板
灯头
名称：灯头
数量：1
材料：松木板
导轨
灯杆
底座
一、计算机辅助设计
Computer Aided Design
案例分析
“飞机”与计算机辅助设计
马上行动
根据自已的生活经验，将所接触到的计算机辅助 设计的应用情况填写在下表中，也可以提出自己 的设想。
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沿x方向错切
1 b T c 1
x x cy y bx y
沿y方向错切 沿x和y方向错切
第三节 CAD系统的图形处理
（6）其次坐标与平移变换
一点的坐标（x y）可表示成（X/H Y/H），对于同一点当H值不同时会有不同 的坐标，有序的三组数（X Y H）称为点的齐次坐标。当H=1时，（X Y 1）为 点的规格化齐次坐标，也就是点的直角坐标。
工产生 业品产 设设过 计计程
设 计
第一节 CAD概述
2.CAD技术的起源
计算机及其外围设备和相关软件的迅速发展在航空工业和汽车 工业形成了跨学科的CAD技术。
主 要
1950年MIT的“旋风Ⅰ号”图形显示器。 1958年美国Calcomp公司研制出滚筒式绘图仪，Gerber公司的平板绘图仪。
事 1962年MIT萨瑟兰德发表“SKETC-PAD人机对话系统”论文。
操作软件
程序设计语言及编译系统、数据管理系统、数据通信软件
支撑软件：基本图形资源软件、图形处理软件、几何造型软 件、设计计算及工程分析软件、文档制作软件 用户开发软件
第二节 CAD系统
3. CAD系统的形式
主机分时CAD系统
CAD
系
小型机成套CAD系统
统
的
形 式
工程工作站CAD系统
微机CAD系统
第二节 CAD系统
T
1
0
0 1
关于原点对称 关于x=y对称 关于x=-y对称
T
1
0
0 1
T
0 1
1
0
T
0 1
1
0
第三节 CAD系统的图形处理
（4）旋转变换：图形绕坐标原点旋转某一角度
Tcsoins
sin cos
xxcosysin yxsinycos
（5）错切变换：图形在某一个坐标 轴方向不变，而平行于另一坐标轴的 线倾斜一定角度
世界坐标系 的三维变换
投影
对窗口 的裁剪
窗口至视 图区变换
显示或绘图
第三节 CAD系统第二节 CAD系统
1. CAD系统的硬件
CAD系统硬件是指计算机系统中的全部可以感触到的物理装置，包括 各种规模和结构的计算机、存储设备及输入输出设备等。
扫描仪
图形显示设备
硬盘
鼠标键盘
主机
光盘
坐标测量仪
绘图仪 打印机
磁带机
第二节 CAD系统
2. CAD系统的软件
CAD
系统软件
系
统
的
软 件
应用软件
第一节 CAD概述
1.计算机辅助设计的定义
计算机辅助设计（CAD）是指将计算机作为主要的技术手段来生 成和运用各种信息与图形，由此进行工程或产品设计的设计 方法。也是先进制造技术群的一项主体关键技术。
CAD技术是信息技术和设计技术密切结合而产生的一门高新技术。
计网数 算络据 机通管 技信理 术技技
术术
件 1964年IBM公司推出商品化的绘图设备。
第一节 CAD概述
3.CAD技术的发展
20世纪60年代，CAD技术处于实验室研究阶段，使计算机图形学得以发展。 20世纪70年代，CAD技术进入早期实用阶段，随机存储器、光栅扫描显示 器、光笔、图形输入板、小型计算机、微型计算机等出现形成交钥匙系统。 20世纪80年代，CAD技术步入突飞猛进阶段，形成了分布式工作站系统。
4. CAD系统的功能
完整的CAD系统由产品设计制造的数值计算和数据处理程序包、图形信 息交换（图形的输入和输出）和处理的交互式图形显示程序包、存储和管理 设计制造信息的工程数据库三部分构成。
（1）快速生成二维图形的功能。 （2）人机交互的功能。 （3）二维几何形体造型的功能。 （4）二三维图形的转换功能。 （5）三维几何模型显示处理的功能。 （6）工程图形绘制的功能。 （7）三维运动机构的分析和仿真功能。 （8）物体质量特性计算的功能。 （9）有限元网格自动生成功能。 （10）优化设计功能。 （11）信息处理和信息管理的功能。
1 0 1
x y 10 1 0xl ym1x y 1
l m1
平移变换矩阵
第三节 CAD系统的图形处理
二维图形变换矩阵
基本变换
透视变换
a b p
T
c
d
q
l m s
平移变换
全比例变换
采用齐次坐标：扩大了变换矩阵的功能；简单合理的表示了无穷点（x y 0）。
第三节 CAD系统的图形处理
三维图形变换矩阵
原点
变换矩阵
新点
第三节 CAD系统的图形处理
（2）压缩变换：将二维图形压缩到坐标轴或坐标原点
压缩到x轴 压缩到y轴 压缩到原点
T
1 0
0
0
T
0 0
0
1
0 0
T 0
0
第三节 CAD系统的图形处理
（3）对称变换：将图形以坐标原点为中心对称于坐标原点或某轴线
关于x轴对称
1 0 T 0 1
关于y轴对称
第三节 CAD系统的图形处理
1. 图形处理基础
基本图素：直线线段（矢量）和点（像素）
坐标系统：世界坐标系统、设备坐标系统（显示器、绘图仪等物理坐 标）、规格化设备坐标系
二维图形的变换（几何变换和投影变换）
（1）比例变换：图形以坐标原点为中心进行发达或缩小
x ya 0 d 0axdy x y
x ax y dy
4.CAD技术的应用
CAD技术应用于机械、航空、航天、汽车、造船、电子、轻工、纺织、建筑 等行业的大中小型企业。 CAD技术的应用水平成为衡量国家工业生产技术现代化水平和企业技术水平 的重要标志。
第一节 CAD概述
7.现代CAD技术的概念与研究内容
（1）现代CAD技术的概念
在复杂的大系统环境下，支持产品自动化设计的设计理论和方法、设计 环境、设计工具等各相关技术的总称，它能使设计工作实现集成化、网络化 和智能化，以达到提高产品设计质量、降低产品成本和缩短设计周期的目的。
（2）现代CAD技术的研究内容 现代设计理论与方法学：并行设计、协同设计、虚拟设计、大规模定制
设计、分形设计。 与设计环境相关的技术：协同设计环境的技术设计、协同设计的管理技
术。 与设计工具相关的技术：产品数字化定义与建模技术、基于PDM的产品
数据管理与工作流程管理技术、发展集成的CAX和DFX工具。 智能技术
基本变换
透视变换
a b c p
T
d
e
f
q
h i j r
l
m
n
s
平移变换
全比例变换
第三节 CAD系统的图形处理
2. 图形的显示与输出处理
图形显示前需解决两个问题：全部显示还是部分显示？在整个显示 区域内显示还是仅在指定位置或某一范围内显示？
引入窗口和视图区及窗口和视图区的坐标变换可处理上述问题。