计算机图形学基础与CAD开发 第5章 图形库管理系统的设计与开发

01计算机图形学概述Chapter计算机图形学的定义与发展定义发展历程影视特效游戏开发工业设计建筑设计虚拟现实计算机科学数学物理学美学02图形显示原理与设备Chapter光栅扫描显示原理矢量扫描显示原理三维图形显示原理030201阴极射线管显示器（CRT）01液晶显示器（LCD）02等离子显示器（PDP）0301020304分辨率色域覆盖率刷新率对比度和亮度图形显示设备的性能指标03基本图形生成算法Chapter直线的生成算法DDA算法通过计算直线上的每一个点的坐标来生成直线，适用于任意斜率的直线。

Bresenham算法通过决策参数的选择，在每一步选择离理想直线最近的像素点，适用于斜率在0到1之间的直线。

中点画线法通过计算直线与像素网格的交点，选择离交点最近的像素点，适用于任意斜率的直线。

圆的生成算法八分法中点画圆法Bresenham画圆法其他基本图形的生成算法椭圆的生成算法01多边形的生成算法02曲线的生成算法0304图形变换与裁剪Chapter01020304将图形在平面上沿某一方向移动一定的距离，不改变图形的形状和大小。

平移变换将图形绕某一点旋转一定的角度，不改变图形的形状和大小。

旋转变换将图形在某一方向上按比例放大或缩小，不改变图形的形状。

缩放变换将图形关于某一直线或点进行对称，得到一个新的图形。

对称变换将三维物体在空间中沿某一方向移动一定的距离，不改变物体的形状和大小。

将三维物体绕某一轴旋转一定的角度，不改变物体的形状和大小。

将三维物体在某一方向上按比例放大或缩小，不改变物体的形状。

将三维物体关于某一平面进行对称，得到一个新的物体。

平移变换旋转变换缩放变换对称变换图形裁剪算法Cohen-Sutherland裁剪算法通过计算直线与裁剪窗口边界的交点，将直线裁剪到窗口内。

Liang-Barsky裁剪算法通过参数化直线方程，利用参数的范围来判断直线与裁剪窗口的相交情况，并进行裁剪。

Weiler-Atherton裁剪算法适用于多边形裁剪，通过求多边形与裁剪窗口的交点，将多边形裁剪到窗口内。

言． 即使 非计 算机 专业 的 人员 ， Ａ ｕ ｔ ｏ Ｃ Ａ Ｄ软件 的多文 档设 计环 境 、 交 互 式 菜单 与 命 令行 输 入 方 式 也 能让 使用 者 轻 松 学会 ， 并在 使 用过程中 ， 熟 练并 拓 展 软 件 的各 式 应 用 与开 发 技 巧 ， 从 而大 幅 提 高 工作 效 率 。Ａ ｕ ｔ ｏ Ｃ Ａ Ｄ软 件 多 为 ． ｄ ｗ ｇ 和． ｄ ｘ ｆ 格 式 。． ｄ ｗ ｇ 格 式 是 图形 文 件格 式 ， 随 着 近 年来 Ａ ｕ ｔ ｏ Ｃ Ａ Ｄ软件 的广 泛应 用 ，． ｄ ｗ ｇ 格式 已经逐 步成 为 了二维 绘 图 的事 实标准 格 式 。． ｄ ｘ ｆ 格式 是绘 图 交换 文件 格式 ，由于 Ａ ｕ ｔ ｏ Ｃ Ａ Ｄ软 件 的 广泛 应 用 ，． ｄ ｘ ｆ 格式 也 已 经成 为 了此 类文 件 的事实 上 的标 准格 式 。
抽 取具 有 图形 代 表性 元 素 的 特征 来 制作 幻 灯 片 。幻灯 片 中图 形 的 制作 环 境 当一 致 ， 文 件 名称 最 好 具有 代 表性 ， 同类 型 图 形 文 件 名称 中应具 简 易 的 区分 标 识 ， 有 利 于整 理 归类 ， 整 齐 统 一 的 菜单 更便 于 选取 。利用 Ａ ｕ ｔ ｏ Ｃ Ａ Ｄ软件 中的 ｍ ｓ ｌ ｉ ｄ ｅ 命令 ， 制 作 的 图形 文件对 应幻 灯 片文 件其格 式 为 “ 文件 名 ． Ｓ Ｌ Ｄ ”， 幻 灯 片文 件 的 文件 名 和注 释 最好 能 够 明 确文 件 类 型 和特 点 ， 字体 大小 ： 幻 灯 片屏 幕 ＝ ３： １ 或 ２： １ ， 这样 的 比例 更 方便 软 件应 用 者 在 网 标 菜 单 上 选 取 。一 般 电脑 屏 幕 为长 ： 高＝ ５： ３ 的 屏幕 范 围 ， 适 宜 的 比例可 以让 图形 、文字 充满 其 中而 不过 溢 。

[试题分类]:专升本《计算机图形学与CAD技术》_[题型]:单选[分数]:21.线性插值的几何意义是( )A.过三点做三角形B.两点做一直线C.以一点为中心过另一点做圆D.过三点做抛物线答案:B2. CAD的一个未来发展方向是实现跨部门（或行业）、跨地域的企业协同产品开发。

描述的是:( )A.集成化B.网络化C.智能化D.标准化答案:B3. 在三维几何造型方法中，局部操作能力比较弱的方法是（）A.体素造型B.八叉树造型造型D.特征造型答案:D4. 有限元的基本思想是( )A.弹性力学B.结构离散C.机构分析与综合D.面向对象编程答案:B5.以计算机中所记录的形状参数与属性参数来表示图形的一种方法叫做（）A.参数法B.图形C.点阵法D.图像答案:A6. 是( )A..二维缩放变换B..三维缩放变换C..二维平移变换D..二维旋转变换答案:A7.下列不属于图形输出设备的是（）C.绘图仪D.扫描仪答案:D8. 被STEP标准定义为曲线曲面表示方法的是( )A..B样条B..Bezier曲线C..NURBSD..Coons曲面答案:C9. 以下( )是计算机辅助制造软件答案:C10.按照所构造的图形对象来分，下列哪项属于规则对象（）A.山B.水C.平面D.云答案:C11. 以下属于CSG表达特点的是( )A.以边界表示形体B.以二叉树表示形体C.数据结构复杂D.形体更新快答案:B12. 以下哪个软件具有较强的真实感视景仿真功能( )A..AutoCADB..Pro/EC..UGD..3D Max答案:D13. 以下结构划分合理的网格是( )A.B.C.答案:C14. 以下不属于CAD基本功能的是( )A..图形显示B..输入输出C..交互功能D..数据管理答案:D15.均匀二次B样条曲线各曲线段之间具有( )阶函数连续性。

答案:A曲线表达实现了( )曲线表达的统一A. Beizier,B样条与解析B. B样条,椭圆与正弦C.直线,二次曲线与参数D.圆锥曲线,Beizier与B样条答案:D17. AutoCAD中，r是( )命令的缩写答案:A18. 以下哪种三维建模在表达上具有多义性（）A..线框建模B..表面建模C..实体建模D..特征建模答案:A19. 以下不是形体在计算机内部表示的是( )A.线框模型B.表面模型C.实体模型D.二叉树模型答案:D20.以下哪项不是B样条曲线的特征:A.光顺性B.分段性C.灵活性D.可变性答案:D21. 以下哪个不是CIMS结构中的三个层次（）A..决策层B..信息层C..管理层D..物资层答案:C22. ( )可以计算实体的质量和惯性矩A.物性分析B.装配干涉检查C.装配树D.爆炸图。

• 自由曲线与曲面—概述、三次参数样条曲线、 Bézier 曲线、B样条曲线、自由曲线曲面在AutoCAD的应用
• 三维形体建模与图形处理—重点三维形体建模基础、三 维图形基本变换
• 三维CAD软件的二次开发技术—Pro/TOOLKIT开发技术、 Pro/E交互界面设计
课程概述
• 本课程的教学目标？ • 为什么要学习该课程？ • 如何学习该课程？
可视化（Visualization）：是利用计算机图形学和图像 处理技术，将数据转换成图形或图像在屏幕上显示出来，并 进行交互处理的理论、方法和技术。比如：
科学计算可视化（温度场、应力应变可视化）； 海量数据可视化（将借助航天航空、遥感、加速器、CT （计算机断层扫描）、MRI（核磁共振）、计算机模拟（如核 爆炸）等手段获取的数据可视化。
1.1.1 计算机图形学的发展
智能化设计与制造阶体
化智能系统，在设计制造过程中能开展分析、推理、判断、构思和决 策一系列智能活动。通过人与智能机器的合作共事，去扩大、延伸和 部分地取代人类专家在设计制造过程中的脑力劳动，使得设计制造扩 展到柔性化、智能化和高度集成化。
的综合掌握程度。学生根据任课教师提出的题目要求编写课程学习大 作业，最后评定课程大作业成绩。
教材：高等学校十三五规划教材《计算机图形学基础与CAD开发》,杜淑 幸主编，西安电子科技大学出版社，2018年9月。
第1章 绪论
1.1 计算机图形学与CAD的发展 1.2 计算机图形学与CAD系统的组成 1.3 计算机图形学与CAD的研究内容 1.4 其他相关技术
② 特征造型理论和技术得到较快的发展，CAD/CAM 系统的集成化程度提高。（PRO/E、 I-DEAS、UG、 CATIA)；
③ 动画技术和自然景物模拟技术的研究更深入， 动画软件走俏。(3DS MAX、Flash )