机械制造中的CADch02
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CAD技术在机械制造中的应用研究随着科技的发展,CAD技术已经成为机械制造领域中不可或缺的技术手段之一。
CAD(计算机辅助设计)指的是利用计算机进行绘图、建模、分析和仿真等设计工作的技术。
在机械制造中,CAD技术可以帮助设计师更快速、更准确地完成设计任务,同时也可以提高产品质量、降低生产成本、提高效率等。
一、CAD技术的作用1.设计自动化CAD技术可以对设计过程进行自动化处理,帮助设计师实现快速设计。
设计师只需要在计算机上输入设计要求,然后机器就可以根据这些要求自动生成3D模型。
这个过程可以大程度减少人工操作,保证设计的准确性和速度。
2.提高设计质量CAD技术可以实现多种工具的组合应用,如模型建立、曲线绘制、材料选择、对设计的影响分析等,通过仿真模拟来评估设计的可行性和优化方案。
同时,CAD还可以帮助设计者改进细节,促进审美和技术要求的兼顾。
3.节约成本CAD技术可以在设计阶段就进行数字化模拟、测试验证,避免在产品定型后进行调试、更改产品的尺寸、材料或形状,从而大幅度降低了生产成本,并缩短了生产周期。
4.优化生产CAD技术可以设计和优化生产线的生产,确定正确的生产流程,以及生产和装配成本的限制,从而可以增加生产效率和利润。
在机械生产过程中,CAD技术可以察觉到改善和变革的可能性,去优化生产过程并利用生产线的有效性来获得更高的运营收益。
二、CAD技术在机械制造中的应用1.产品设计CAD技术对于机械制造中产品设计非常重要。
如机器人的设计,需要CAD技术的精细设计和模型引擎,才能将机器人的所有元素精确控制。
此外,CAD技术可以设计并制作复杂的零部件,如齿轮、曲轴、发动机和液压系统,从而提高机器的效率和制造质量。
2.装配和结构设计在机械制造中,需要对零件的装配过程进行有效地管理和控制,从而确保产品的正确性和质量。
CAD技术可以帮助技术人员对零部件进行装配的复杂性分析,确保装配过程顺畅并避免装配时出现问题。
机械制造中的CADCAM技术与应用机械制造在现代社会中扮演着重要的角色,而与之相关的CADCAM技术也成为了该领域的核心。
CADCAM技术的应用在机械制造中起到了不可忽视的作用。
本文将深入探讨机械制造中CADCAM 技术的定义、发展历程以及如何应用于机械制造过程中。
一、CADCAM技术概述CADCAM技术是计算机辅助设计(Computer-Aided Design)和计算机辅助制造(Computer-Aided Manufacturing)的简称,它将计算机技术与机械制造工艺相结合,以提高制造过程的效率和准确性。
CADCAM技术的发展可以追溯到20世纪70年代。
当时,计算机图形学和计算机编程正在快速发展,人们开始意识到将计算机应用于机械制造过程中的潜力。
CADCAM技术的出现使得设计师能够使用计算机软件进行三维建模和模拟,从而预测和优化产品设计。
随着计算机硬件和软件技术的不断进步,CADCAM技术在机械制造中的应用范围也越来越广泛。
二、CADCAM技术在机械制造中的应用1. 三维建模与设计CADCAM技术的重要应用之一是三维建模与设计。
通过CADCAM 软件,设计师可以进行复杂产品的三维建模,快速生成产品原型。
这样不仅减少了传统手工绘图的时间和精力,还提供了更多的设计自由度和准确性。
2. 制造工艺优化与模拟CADCAM技术还可以用于制造工艺的优化和模拟。
通过CADCAM 软件,制造工程师可以模拟产品的生产过程,预测制造中可能出现的问题,并进行优化。
这样可以减少生产中的错误和成本,提高生产效率和产品质量。
3. 数控机床编程CADCAM技术在数控机床编程中的应用也十分重要。
通过CADCAM软件生成的三维模型可以直接转化为数控机床的加工程序。
这样不仅减少了手工编程的复杂度和错误率,还提高了加工效率和精度。
4. 智能化制造与自动化随着人工智能和机器学习技术的不断发展,CADCAM技术正在向智能化制造和自动化方向迈进。
机械设计基础中的CAD原理与应用在当今科技发展迅猛的时代,机械设计在各个领域中扮演着重要的角色。
而在机械设计中,计算机辅助设计(CAD)技术更是不可或缺的一部分,它的原理与应用在机械设计基础中具有重要意义。
本文将探讨CAD在机械设计中的原理与应用。
一、CAD的基本原理CAD是"Computer-Aided Design"的缩写,即计算机辅助设计。
它是一种通过计算机软件来辅助进行产品设计的技术。
CAD的基本原理包括几何建模、计算机图形学和数据库管理等方面。
1. 几何建模:CAD系统通过数学模型和数据结构来描述和存储设计对象。
常见的几何建模方法有参数化设计、实体建模和曲面建模等。
通过这些方法,设计师可以通过计算机精确地描述出产品的形状、尺寸和结构等信息。
2. 计算机图形学:CAD系统利用计算机图形学原理实现对设计模型的可视化和显示。
这包括三维图形的渲染、光照效果的模拟和动画展示等。
计算机图形学的应用使得设计师可以直观地观察设计模型,更好地理解和修改设计。
3. 数据库管理:CAD系统通过数据库管理设计的各种信息,包括设计规范、材料性能和生产工艺等。
数据库的应用使得设计师可以方便地查找和修改设计信息,提高设计的效率和一致性。
二、CAD的应用领域CAD技术在机械设计中的应用非常广泛,以下是一些常见的应用领域。
1. 产品设计:CAD可以帮助设计师快速地创建、修改和验证产品的三维模型。
设计师可以通过CAD软件进行虚拟样机的创建,从而避免了传统制造方式下的试错成本和时间成本。
2. 工装设计:CAD可以帮助设计师进行工装的设计和优化。
通过CAD软件,设计师可以在模型中模拟工装的使用情况,从而减少设计错误和提高工装的效率。
3. 设备布局:CAD可以帮助工程师进行设备布局的规划和优化。
通过CAD软件,工程师可以在模型中模拟设备的摆放和连接,从而优化设备的布局和工作效率。
4. 结构分析:CAD可以与其他工程分析软件进行集成,帮助工程师进行结构分析和仿真。
机械制造中的CADCAM技术应用机械制造是现代工业发展的重要支撑,而CADCAM技术则成为了机械制造领域中不可或缺的关键技术。
CADCAM技术是计算机辅助设计与计算机辅助制造的结合,它的应用不仅提高了制造效率和质量,还降低了成本,并且改善了产品设计与制造的整体流程。
本文将介绍机械制造中CADCAM技术的应用,并探讨其在制造业中的重要性。
一、CADCAM技术的概述CADCAM技术是指通过计算机辅助设计和计算机辅助制造的手段,实现产品设计与制造的一体化。
通过CADCAM技术,设计师可以利用计算机软件进行产品的三维建模、装配设计、工程分析等操作,从而更加准确地完成产品的设计。
同时,CADCAM技术还可以将设计好的产品模型直接传输给制造设备,实现自动化生产,从而提高了制造效率和质量。
二、CADCAM技术在工艺规划中的应用在机械制造过程中,工艺规划是一个至关重要的环节。
传统的工艺规划通常需要手工制定,并且容易出现错误。
而有了CADCAM技术,可以通过软件模拟实现工艺过程,从而预测潜在问题并及时调整。
同时,CADCAM技术还可以自动生成工艺文件,减少了人工操作的时间和错误,提高了工艺规划的准确性和效率。
三、CADCAM技术在数控加工中的应用CADCAM技术与数控加工是紧密结合的。
在设计师使用CADCAM 软件进行产品建模后,可以将模型传输给数控机床进行加工。
相较于传统的手工操作,这种方式更加精确和高效。
CADCAM技术可以自动生成加工程序,并利用数控机床进行自动化加工,从而大大提高了加工效率和产品质量。
四、CADCAM技术在模具制造中的应用模具制造对于机械制造来说至关重要。
使用CADCAM技术,设计师可以通过模具设计软件进行模型的设计和分析,从而准确预测模具在使用过程中可能出现的问题,并及时进行改进和优化。
同时,CADCAM技术可以将模具设计完成后的数据直接传输给数控机床进行加工,大大提高了模具制造的速度和质量。
机械制造中的CADCAM技术CADCAM技术,即计算机辅助设计与计算机辅助制造技术,是一种将计算机科学与机械制造工艺相结合的技术。
它在机械制造领域起到了重要的作用,极大地提高了机械制造的效率与精度。
本文将从CADCAM技术的基本原理、应用案例以及发展前景等方面进行论述。
一、CADCAM技术的基本原理CADCAM技术的基本原理是通过计算机软件和硬件的协同作用,将产品设计和制造加工过程进行数字化的集成。
具体而言,CADCAM 技术包括了计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助制造(CAM)两个方面。
CAD是指利用计算机软件辅助进行产品设计的过程。
通过CAD技术,设计人员可以通过三维建模、可视化和虚拟仿真等功能,快速、准确地完成产品设计。
CAD技术不仅可以提高设计效率,还可以进行产品优化,节省材料和成本。
CAM是指利用计算机控制机床进行加工制造的过程。
通过CAM技术,设计好的产品模型可以直接转换为机床的加工程序,并通过数控设备实现自动加工。
CAM技术的应用可以减少人为因素的干扰,提高加工精度,降低制造成本。
二、CADCAM技术在机械制造中的应用案例1. 零部件设计与制造:CADCAM技术可以帮助设计人员快速完成产品零部件的设计。
例如,在汽车制造中,工程师可以使用CAD软件设计发动机、轮胎等零部件,然后通过CAM技术将设计好的模型转化为数控机床的加工代码,实现自动化生产。
2. 刀具路径优化:在数控机床的加工过程中,CADCAM技术可以通过优化刀具路径,实现更高效、更精准的加工。
它可以考虑到机床的运动特性、材料的物理特性等因素,从而最大限度地提高加工效率和质量。
3. 工艺规划与模拟:CADCAM技术可以对整个制造过程进行数字化模拟和可视化展示。
通过模拟,制造商可以在实际加工前预先规划工艺流程,并进行工艺参数的调整和优化,以降低生产中的风险和成本。
三、CADCAM技术的发展前景随着信息技术的飞速发展,CADCAM技术也在不断演进和创新。
CAD技术在机械制造中的应用随着机械设备的不断发展和创新,CAD(计算机辅助设计)技术已经成为现代机械制造过程中不可或缺的一部分。
通过CAD技术,设计师可以用数字化的方式快速、高效地创建和修改设计图纸,将机械设备、零部件和工艺流程等各个方面的要素融合在一起,实现了创新设计。
1、CAD技术在机械设计中的应用在传统的机械制造工艺中,设计师必须手工绘制和修正设计图。
即便是经验丰富的设计师,也需要花费大量时间和精力来实现他们的设计想法。
然而,随着CAD技术的发展,设计师们现在可以使用计算机来生成、修改和管理图纸,极大地提高了他们的工作效率。
CAD工具使设计师可以在虚拟世界中构建和模拟设计,以实现更高的设计准确性和可靠性。
这是因为CAD可以帮助设计师进行材料选择、设备安装和组装步骤的分析和测试等。
这些虚拟仿真可以彻底消除现实世界中可能存在的设计缺陷和技术问题。
此外,在CAD系统中,设计可以被自动转换成图纸,并使FEM(有限元素法)分析更加精细。
这项技术的应用可以提高机械设备、零部件的测量和设计精度,同时也可以更加高效地进行样机试制,并且大大减少了制造过程中的维修成本和损耗。
2、CAD技术在CNC机械制造中的应用CNC (计算机数控) 技术是现代机械制造工艺的重要组成部分,它利用计算机来控制机器工具执行多种复杂的切削和加工任务。
并且通过CAD技术将模型转换为CNC加工代码,使创建、修改和测试CNC程序的成本和时间大大降低。
使用CAD CTA软件的CNC机器配备较晚。
这些软件包比传统的手动机器控制更加灵活,可应用于大范围的机器控制需求,甚至可以控制多轴加工。
此外,CAD CTA还可以生成机器运动轨迹、工艺程序等参数,实现CNC加工程序自动化,大大提高机器加工的效率。
3、CAD技术在3D打印中的应用3D打印技术是近年来应用最为广泛的CAD技术之一。
它可以直接通过CAD软件来生成3D模型,并使用专门的打印机通过激光或喷墨技术将设计转化为实际的物体。
教案:CAD/CAM-2008第1章CAD/CAM引论1.1什么是CAD、CAM?在给出CAD/CAM的定义之前我们先来研究机械产品的一般研发和制造过程。
计算机辅助设计(Computer Aided Design,简称CAD)和计算机辅助制造(Computer Aided Manufacturing,简称CAM),是计算机技术在机械制造领域中应用的两个主要方面。
它们的出现意味着在产品的设计和制造过程中能够利用计算机代替人的手工劳动和部分脑力劳动,使产品的设计和制造实现自动化。
由于CAD和CAM是紧密联系和互相影响的两个阶段,CAD的输出结果常常作为CAM的输入信息。
因此,在发展过程中CAD和CAM很自然地结合起来,逐渐趋于集成,构成一体化的CAD/CAM系统,常被简称为CAD/CAM。
1.1.1 机械产品开发和制造过程在传统的产品或工程项目的设计中,工程技术人员根据设计任务的要求,参考已有的经验和资料,经过构思设计方案,建立设计模型,进行计算、分析、绘图、反复修改等过程,最后得到满足要求的设计方案,绘制出图样和编制出设计文件。
在设计过程中既有创造性的思维劳动、综合性的分析及判断,也有复杂的计算及烦琐的绘图等,其工作量大,而且要作很多的重复劳动,设计效率低,难以适应快速市场反映的要求。
1.1.2 计算机的应用计算机的出现为产品的研发提供了强有力的手段。
设计过程的自动化是人类努力的目标,但目前的技术水平做不到全自动化。
60年代初出现了“自动设计”(Automation Design)的概念和实现方法。
实际上,这是一种批处理的指令集。
虽能批量处理,但程序执行过程中,人无法进行监视和干预。
这就是所谓“黑箱”问题。
执行过程中出现错误时,要重新修改程序。
当设计对象不断变化时,这种方法也不够灵活,不现实。
我们不能指望计算机完全取代人类的作用。
合理的方案是让人和机将计算机和人类设计者的特长结合起来,就自然地发展出了一个设计者与计算机各尽所能,又紧密配合的设计系统──CAD系统,产生了一门高新技术——CAD技术。
机械设计基础认识机械设计中的CAD与CAM技术机械设计基础:认识机械设计中的CAD与CAM技术摘要:本文旨在介绍机械设计中的两个重要技术:CAD(计算机辅助设计)与CAM(计算机辅助制造)。
首先,我们将讨论CAD技术在机械设计中的应用,包括设计过程的优化和效率提升。
随后,我们将重点介绍CAM技术,以及其如何将设计转化为实际的产品。
最后,我们将探讨CAD与CAM技术在机械制造行业中的趋势和未来发展。
1. 引言机械设计是将理论与实践相结合,将创新设计转化为实际产品的过程。
随着计算机技术的快速发展,机械设计领域也逐渐引入了CAD与CAM技术,以提高设计过程的效率和质量。
2. CAD技术在机械设计中的应用CAD是指使用计算机辅助设计软件进行设计和绘图的过程。
它可以使设计师在虚拟环境中创建、修改和评估机械部件和系统。
CAD技术的应用,使得设计师们可以更加高效地进行创新设计,减少了传统手工绘图所需的时间和精力。
在CAD技术中,设计师可以使用各种工具和功能来完成设计任务。
例如,绘图工具可以帮助设计师绘制出准确的机械零件图纸;参数化建模技术则可以使得设计师根据特定的参数值快速生成不同尺寸和形状的零件。
此外,CAD技术还提供了有助于设计优化和评估的分析工具。
例如,可以使用CAD软件进行强度分析、运动分析和流体流动分析等,以确保设计在实际应用中能够达到预期的性能。
3. CAM技术及其在机械制造中的应用CAM是指利用计算机软件控制机床和加工设备进行零件加工的过程。
它将CAD设计转化为实际的产品,并自动生成数控编程指令以控制机床进行加工操作。
CAM技术的应用使得机械制造过程更加高效、准确和可靠。
通过CAM技术,设计师可以将设计文件直接输入到CAM软件中,通过数控编程生成机床可以理解和执行的指令。
CAM技术还具有自动化和智能化的特点,可以实现零件加工过程的自动识别、刀具路径规划和优化。
它可以帮助设计师避免人工编程错误和加工精度问题,提高产品质量和加工效率。
教案:CAD/CAM-2008参考:和青芳. 计算机图形学原理及算法教程(Visual C++版).第2章交互图形学基础计算机图形学(Computer Graphics)是研究怎样用计算机生成、处理和显示图形的一门学科,是CAD技术的基础技术之一。
图形的具体应用范围很广,但是从基本的处理技术看只有两类,一类是线条,如工程图、地图、曲线图表等;另一类是明暗图,与照片相似。
为了生成图形,首先要有原始数据或数学模型,如工程人员构思的草图,飞机的总体方案模型等等。
这些数字化的输入经过计算机处理后变成图形输出。
2.1 图形输入输出设备〖教学要求〗掌握几种常用图形输入输出设备的功能、分类以及在CAD系统中的作用;了解常用这些设备的基本工作原理;掌握常用输入输出设备的性能指标及选购方法。
2.1.1 图形输入设备从输入的图形对象的类型分,图形输入设备有二大类:(1)向量型图形输入设备它采取跟踪轨迹,记录坐标点的方法输入图形。
主要输入的数据形式为直线或折线构成的图形构成的图形学数据。
常用的向量型图形输入设备有数字化板、鼠标器、光笔等。
(2)光栅扫描型图形输入设备它采取逐行扫描,按一定密度采样的方式输入图形。
主要的输入数据形式为一幅由亮度值构成的象素矩阵――图象(Image)。
这类设备常采用自动扫描输入方式,因此输入迅速方便。
但是,它所获得的图象数据必须被转换为图形(Graphics)数据,才能被CAD过程和各子系统所使用。
这种转换,是一种图形识别的过程。
最近,这方面的研究正在逐步达到实用阶段。
常用的光栅扫描型图形输入设备有扫描仪和摄像机。
图形核心系统(GKS,Graphics Kernal System,早期的一种图形标准)根据功能将图形输入设备抽象为六类逻辑设备:●Locator(定位):用于输入一个点坐标(x,y)●Pick(拾取):用于检取一个显示目标●Choice(选择):用于从一组可选项中选择一项●Valuator(定值):用于输入数值●String(字符串):用于输入字符串●Stroke(笔划):用于输入一系列点的坐标(生成折线)(1) 键盘(keyboard)键盘是最常用的输入设备之一。
通过键盘可以输入文字、命令、确定屏幕上几何图形的坐标位置。
许多CAD系统在允许使用普通键盘命令的同时,还提供了功能命令的快捷键输入方法。
当用户进行操作时,按照系统的规定,只需进行少量按键操作即可完成整个命令的输入。
另外,有的CAD系统还根据本身的特点配备了专用键盘。
(2) 鼠标器(mouse1)鼠标器是CAD系统中目前最为常用的一种输入设备。
通过移动鼠标器可以来控制屏幕上的光标位置。
同时,也可以根据软件的功能和鼠标器按键设定少量常用的键盘命令,以简化命令输入。
鼠标器按其结构可分为机械式鼠标(Mechanical Mouse)、光电鼠标(Optical Mouse)光电机械鼠标(Opto-mechabucal Mouse)三种。
机械式鼠标是利用鼠标底部的滚球,与桌面做物理接触,当滚球向不同的方向滚动时,会推动处于四个不同方向的压力滚动轴滚动。
这些滚动轴连接着编码器,在圆形的编码器上呈圆形排列的触点,当滚球滚动时,经过压力轴的传导,使触点会依次碰到接触条,产生接通、断开的信号,从而给出光标移动的增量信号。
早期的光电式鼠标必须和一种特殊的鼠标垫配合使用。
这种鼠标垫的正面是反射面,印有密集的由黑线与蓝线组成的栅格线。
在鼠标的底部有X、Y两个发光二极管,一个发出能被蓝线吸引的红光,另一个则发出能被黑线吸收的红外光,在鼠标的底部另有一组光电管负责接1参阅/mouse.htm收反射回来的光线,光电鼠标就是根据这两组光线照射鼠标垫的X、Y 轴线所反射回来的信号来判断鼠标的方向与距离。
虽然光电式鼠标的精度相对机械鼠标有所提高,但是它使用起来非常不便,特别是当底板磨损或丢失后,鼠标就无法使用。
目前使用的光电鼠标是第二代光电鼠标。
它采用了一种光眼技术(Intelli-eye),也就是数字光电技术,利用红外线照射鼠标所在物体的表面,然后每隔一定的时间(几毫秒)就做一次快照,接着分析处理两次图片的特性,来决定坐标的移动方向及数值。
由于需要对图片进行扫描才能确定鼠标的位移,因此这个扫描的频率就成为衡量光电鼠标的一项重要参数。
一般情况下,每秒1500次的扫描频率是最基本的,像微软所推出的部分产品中,其扫描频率达到了每秒6000次。
同时需要注意的另一项参数是鼠标的分辨率。
这项参数采用的是每平方英寸的测量次数来表示(count per inch,cpi)。
一般的光学鼠标大多都是400 cpi,即每移动一英寸,就传回400次坐标值。
(3) 数字化仪和图形输入板数字化仪(Digitizer)是一种高性能的实现图形数据输入的电子图形数据转换设备。
它通常是由数字化板、游标定位器(或触笔)组成的。
它按工作原理的不同而分为电磁式的、超声波式的、磁致伸缩的、机械式的等多种。
超声波式坐标数字化仪利用X、Y方向的超声波传感器和拾取坐标点的笔尖上的超声波发生器,通过记录的超声波到X,Y边的最小时间换算出两点间的距离。
电磁式和磁致伸缩式数字化仪是全电子式坐标数字化仪。
在平板的板面下边,是一块由x方向和y方向组成的导线风印刷线路板。
平板内装有一套电子线路,它向导线网的x方向线与y方向线依次进行时序脉冲扫瞄。
扫描电流对导线的瞬间激励会引起一个时序脉冲的时间进行比较之后,探头所在的位置数据就可以自动得出并送入计算机。
目前市场上常见的数字化仪的分辨率可以达到2540线/英寸;精度一般有0.203mm、0.127mm两档;幅面从A2—A00(数字化板有效区幅面从18”*24”—42”*60”)。
尺寸较小的数字化仪一般称为图形输入板(digitizing tablet),幅面为A3、A4等。
(4) 光笔(light pen)光笔的外形像一支笔。
笔尖是一组透镜。
在透镜的聚焦处是光导纤维,联入光电二极管。
光线由透镜入,通过光导纤维,由光电二板管转换为电信号,整形后为电脉冲。
光笔上的按钮则控制电脉冲是否被输出。
光笔的工作过程和数字化板有所类似。
光笔将荧光屏当作图形平板,屏上的象素矩阵能够发光。
当光笔所的象素被激活,象素发出的光就被转换为脉冲信号。
这个脉冲信号与扫描时序进行比较后,便得出光笔所指位置的方位信号。
光笔原理简单、操作直观,是早期CAD 系统中最主要的图形输入设备。
但是光笔存在不少缺点:因为光笔以荧光屏作为图形平板,因此它的分辨度和灵敏度和荧光屏之特征有很大关系。
显示器的不同分辨度,电子束的不同扫描速度,荧光粉的不同特性,以及笔尖与荧光粉的不同距离与角度等诸多因素都会影响光笔的分辨度与灵敏度。
光笔对于荧光屏上不发光的区域无法检测。
而且使用者长期凝视荧屏,会感到眼睛疲劳。
(5) 扫描仪(scanner)扫描仪是通过光电转换,点阵采样的方式,将一幅画面变为数字图象的设备。
它由三部分组成:①扫描头它由两部分构成:光源发射部分发射出一束细窄的光线到画面上,光线接收部分接收画面所反的光线并转换为电信号。
②控制电路它将扫描头输出的电信号整形,并通过A/D线路转换为表达方位与光强度的数字信号输出。
③移动扫描机构它使扫描头相对于画在作x和y方向的二维扫描移动。
按照移动机构的不同,扫描仪可以分为两类:平板式和滚筒式。
前者将画面固定在平面上,扫描头在画面上作二维水平扫描移动。
后者将画面固定在一个滚筒上,扫描头只作y方向的一维移动,而x方向的移动则由滚筒的旋转完成。
扫描仪的精度一般在300~1200 dpi以上。
可高达每寸2400点,甚至4800,9600dpi。
画面通过扫描仪变为一幅数字矩阵图象。
其中每一点和值代表画面上对应点的反射光线强度,即该点的亮度。
(6) 数据手套(data glove, VR Glove,m ), Virtual Reality图2-1数据手套虚拟现实(VirtualReality—VR):简单的说是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机系统。
作为一门先进的人机交流技术,虚拟现实技术已被广泛应用军事模拟、视景仿真、虚拟制造、虚拟设计、虚拟装配、科学可视化等领域。
数据手套上装配着传感器,可以测量手指的伸曲状况(一般每个手指安装有一个或二个传感器)和手掌的方位。
用电缆或无线方式连接着计算机。
在仿真软件的支持下,作为一只虚拟的手或控件用于3-D VR 场景的模拟交互,可进行物体抓取、移动、装配、操纵、控制。
数据手套有有线和无线、左手和右手之分。
2.1.2 图形输出设备图形输出设备是以纸、胶片、塑料薄膜等物质为介质,输出人眼可视并能长期保存的图形的计算机外部设备。
图形输出设备也可分为向量型和光栅扫描型两大类。
向量型设备的作画机构随着图形的输出形状而移动并成像。
笔式绘图机属于这类设备。
光栅扫描型设备的作画机构按光栅矩阵扫描整张图面,并按输出内容对图面成像。
光栅扫描型图形输出设备包括点阵式打印机、热敏印刷机、静电印刷机、喷墨印刷机以及激光打印机等等。
(1) 显示器显示器有CRT显示器、液晶显示器、等离子显示器等。
从发展历史上看,CRT显示器又有随机扫描显示器、存储管式显示器和光栅扫描式显示器等,现在使用的多为后者。
荧光屏上画面的每一点称为一个象素(Pixel)。
每个象素都对应于Display buffer中的一个存储单元,里面存放着该象素的显示亮度值。
象素的亮度值控制电子束对荧光屏的轰击强度,象素在帧缓存寄存器中的位置编码控制电子束的偏转位置。
分辨率(Resolution)是光栅扫描显示设备最重要的指标。
分辨率被表示为n1×n2×n3。
n1和n2分别指象素矩阵所含的列数和行数。
n3指每个象素在帧缓存寄存器中所对应的存储单元的大小,它描述了所显示的画面能包含的色彩或灰度的多少。
例如,一个显示系统的分辨度为1024×768×8,则意味着该显示系统所能显示画面的最高分辨度为1024列,768行,并至多可以同时产生256(28)种不同的色彩。
(2) 打印机printer有激光打印机(laserjet printer),喷墨打印机(bubble jet printer),针式打印机等。
喷墨打印机用喷墨头将3-4种不同色的墨水射在打印纸上而印出图案。
喷墨头中含有4组细小的喷嘴,分别喷射红、黄、蓝、黑四色。
控制嘴电脉冲加在压电传感器上,产生压力,将由泵打入入口的墨水喷了。
一个附加的空气喷头对墨水滴加速,并保持其飞行的稳定性,以每秒数米的速度射向打印纸面。
彩色的形成靠不同墨水点迹混合,可产生高达15625种不同深浅和色彩的图象。
喷墨打印机的分辨度达1200dpi以上,完成一张彩图印刷约需一分多钟。
喷墨打印机可印出相当漂亮的彩色图片。