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1、单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,工程建设计算机辅助设计,课程类型：技术基础课,学时：,48,教学安排：讲课,24,学时，上机联系,24,学时,考核：平时成绩与考试成绩综合,一、计算机辅助设计与计算机绘图,1,、计算机辅助设计（,computer aided design,CAD,）,是一种用计算机软、硬件系统辅助人们对产品或工程进行设计的方法和技术，包括设计、绘图、工程分析与文档制作等设计活动。,2,、计算机绘图,利用计算机软、硬件系统绘制和标注图形的一种方法和技术。,第,1,章 计算机辅助设计系统,二、计算机辅助设计的特点和应用,1,、
2、计算机辅助设计的特点,设计周期短、设计质量高、设计成本低,2,、计算机辅助设计的应用领域,军事、民用工业、建筑业、制造工业、电力、化工、轻纺、文体、影视广告等。,三、,CAD,硬件系统,CAD,硬件系统由计算机主机、图形输入设备、图形,输出设备、网络通信设备及其他一些常用外部设备组成。,四、,CAD,软件系统,CAD,软件系统包括系统软件和,CAD,支撑软件,1,、系统软件：操作系统、窗口系统、网络通信软件、数,据库管理系统、其他管理软件。,2,、,CAD,支撑软件：指支撑,CAD,工作的一些软件。其具,有以下功能,（,1,）分析程序：对零部件进行分析计算，如优化程序、,有限元分析程序、动态分
3、析程序、注塑模具分析程序,等。,（,2,）产品数据管理软件：对,CAD,过程的图纸、文档、数,据文件的电子化管理。,五、配置,CAD,系统,配置,CAD,系统应从以下方面考虑,1,、系统的性能价格比,2,、系统的开放性与可移植性,3,、系统的可靠性与可维护性,4,、系统是否具有良好的版本兼容性,5,、厂家的信誉、技术力量、才力、培训资料、售后服务,等方面的情况如何,6,、系统是否具有较高的市场占有率,第,2,章 图形生成的基本原理,一、基本概念,1,、用户坐标系和设备坐标系,用户坐标系：是符合右手定则的空间直角坐标系或平,面直角坐标系，用于用户作图的自然空间。包括绝对直角,坐标系和相对直角坐标
4、系。数据的类型和范围不受限制。,设备坐标系：是指物理设备提供的作图范围。它只能,是平面的（二维的）。数据的范围受物理设备的限制，只,能是整型。,如图所示,2,、窗口和视口,窗口（,window,）：,指用户坐标系内的一个矩形区域。,用窗口可确定用户要显示的图形范围。,视口（,viewport,）：,屏幕上的一个矩形区域。用视口、,可确定在屏幕的哪个位置以及多大的矩形区域，显示窗,口内的图形。,窗口和视口的数量可不只一个。一个视口只能对应,一个窗口，一个窗口可以对应多个视口。一般情况是将,屏幕的作图区域作为一个视口。,如图所示,3,、裁剪和变换,（,1,）裁剪：为了保证窗口内的图形显示到屏幕上，
5、需要,用窗口的边框对图形进行裁剪，去掉窗口以外的部分，,这一过程称为裁剪。,如图所示,（,2,）变换：将窗口内的图形映射到屏幕视口内的过程。,变换过程中涉及比例变换、旋转变换和平移。,如图所示,二、图形生成的过程,图形生成的过程包括以下五个步骤：,1,、定义图形,2,、用当前视口对应的窗口裁剪图形,3,、将裁剪后的图形变换到屏幕坐标系的视口,4,、写入视口所对应的缓冲区（先将矢量图形转换成图,象，然后再将图象信息写入缓冲区）,5,、显示缓冲区的内容,如图所示,三、图形编辑的原理,图形编辑是绘图软件的主要优势（相对于人工编辑而,言），图形编辑操作的过程为：,（,1,）选择待编辑的图形对象,（,2
6、,）根据命令的提示给出所要求的数据,（,3,）生成修改后的图形对象或构造出新的图形对象,要弄清楚图形编辑的原理，首先要了解图形元素的数,据结构。,1,、图形元素的数据结构,图形元素是构成图形的基本单元，如点、直线、圆、,圆弧、多边形等。一个图形元素应包含以下信息：,（,1,）图形元素的种类,（,2,）图形元素的几何信息,（,3,）图形元素的非几何信息,（,4,）图形元素的指针（存放图形元素的地址）信息,如图所示为图形元素的数据结构,生成一个新的图形元素的步骤如下：,（,1,）根据图形元素的种类，动态地为新节点申请存储空间,（,2,）根据用户输入的数据。画出新的图形元素,（,3,）将新图形元素的
7、数据存入新节点的相应数据域，再,将新节点的后继数据域赋空值,（,4,）将图形链表尾节点的后继域存入该新节点的地址，,将新节点的前趋域存放当前尾节点的地址，使新节点成,为图形链表的尾节点,2,、选择图形对象,（,1,）选择方法 常见图形选择方法有以下几种：,单点选择,通过一个矩形窗口，选择窗口内、与窗口相交或窗口,外的图形对象,通过一个圆，选择圆内、与圆相交或圆外的图形对象,通过一个多边形，选择多边形内、与多边形相交或多,边形之外的图形对象,通过一条折线，选择与该折线相交的图形对象,“,Last”,，,即选择最后生成的图形对象,（,2,）选择集操作,被选择的图形对象有时必须是单个，有时可以是多个
8、。,被选择的图形对象的集合称为选择集。,单个图形对象的选择,多个图形对象的选择 图形系统一般设置了三种选择集,的操作模式,1,）,Add,（,添加模式）,2,）,Remove,（,移去模式）,3,）,Undo,（,取消最近一次选择结果）,选择集存放的是被选择的图形对象的地址，为了便于,实现对选择集的增、删操作，通常以线性链表作为其数据,结构，,如图所示,。,3,、图形编辑的过程,图形编辑的命令很多，但都是由选择、修改、删除、,增加这几个基本编辑过程构成。,（,1,）,删除一个图形元素,（,2,）,修改一个图形元素,（,3,）,增加一个图形元素,有些编辑命令不仅能产生新的图形元素，而且还要修,改原有图形元素，甚至改变图形元素的种类。,如图所示,为复制一条直线的运算示意图。,返回,返回,返回,返回,删除一个图形元素,（,1,）根据选择集提供的图形元素的地址，得到这个图,形元素的所有信息。,（,2,）根据这个图形元素的种类、线型、几何数据，用,背景色画出这个图形元素，从表面上看，该图形元素,以消失。,（,3,）将图形元素的直接后继指针域的值存入该图形,元素直接前趋的直接后继指针域；将该图形元素的直,接前趋域的值存入该图形元素的直接后继的直接前趋,域，释放该图形元素所站存储空间；该图形元素就被,删除了。,返回,返回,返回,返回,返回,返回,返回,
第一讲CAD系统、图形生成的基本原理
