單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,工程建設計算機輔助設計,課程類型：技術基礎課,學時：,48,教學安排：講課,24,學時，上機聯(lián)系,24,學時,考核：平時成績與考試成績綜合,一、計算機輔助設計與計算機繪圖,1,、計算機輔助設計（,computer aided design,CAD,）,是一種用計算機軟、硬件系統(tǒng)輔助人們對產(chǎn)品或工程進行設計的方法和技術，包括設計、繪圖、工程分析與文檔制作等設計活動。,2,、計算機繪圖,利用計算機軟、硬件系統(tǒng)繪制和標注圖形的一種方法和技術。,第,1,章 計算機輔助設計系統(tǒng),二、計算機輔助設計的特點和應用,1,、計算機輔助設計的特點,設計周期短、設計質(zhì)量高、設計成本低,2,、計算機輔助設計的應用領域,軍事、民用工業(yè)、建筑業(yè)、制造工業(yè)、電力、化工、輕紡、文體、影視廣告等。,三、,CAD,硬件系統(tǒng),CAD,硬件系統(tǒng)由計算機主機、圖形輸入設備、圖形,輸出設備、網(wǎng)絡通信設備及其他一些常用外部設備組成。,四、,CAD,軟件系統(tǒng),CAD,軟件系統(tǒng)包括系統(tǒng)軟件和,CAD,支撐軟件,1,、系統(tǒng)軟件：操作系統(tǒng)、窗口系統(tǒng)、網(wǎng)絡通信軟件、數(shù),據(jù)庫管理系統(tǒng)、其他管理軟件。,2,、,CAD,支撐軟件：指支撐,CAD,工作的一些軟件。其具,有以下功能,（,1,）分析程序：對零部件進行分析計算，如優(yōu)化程序、,有限元分析程序、動態(tài)分析程序、注塑模具分析程序,等。,（,2,）產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理軟件：對,CAD,過程的圖紙、文檔、數(shù),據(jù)文件的電子化管理。,五、配置,CAD,系統(tǒng),配置,CAD,系統(tǒng)應從以下方面考慮,1,、系統(tǒng)的性能價格比,2,、系統(tǒng)的開放性與可移植性,3,、系統(tǒng)的可靠性與可維護性,4,、系統(tǒng)是否具有良好的版本兼容性,5,、廠家的信譽、技術力量、才力、培訓資料、售后服務,等方面的情況如何,6,、系統(tǒng)是否具有較高的市場占有率,第,2,章 圖形生成的基本原理,一、基本概念,1,、用戶坐標系和設備坐標系,用戶坐標系：是符合右手定則的空間直角坐標系或平,面直角坐標系，用于用戶作圖的自然空間。包括絕對直角,坐標系和相對直角坐標系。數(shù)據(jù)的類型和范圍不受限制。,設備坐標系：是指物理設備提供的作圖范圍。它只能,是平面的（二維的）。數(shù)據(jù)的范圍受物理設備的限制，只,能是整型。,如圖所示,2,、窗口和視口,窗口（,window,）：,指用戶坐標系內(nèi)的一個矩形區(qū)域。,用窗口可確定用戶要顯示的圖形范圍。,視口（,viewport,）：,屏幕上的一個矩形區(qū)域。用視口、,可確定在屏幕的哪個位置以及多大的矩形區(qū)域，顯示窗,口內(nèi)的圖形。,窗口和視口的數(shù)量可不只一個。一個視口只能對應,一個窗口，一個窗口可以對應多個視口。一般情況是將,屏幕的作圖區(qū)域作為一個視口。,如圖所示,3,、裁剪和變換,（,1,）裁剪：為了保證窗口內(nèi)的圖形顯示到屏幕上，需要,用窗口的邊框對圖形進行裁剪，去掉窗口以外的部分，,這一過程稱為裁剪。,如圖所示,（,2,）變換：將窗口內(nèi)的圖形映射到屏幕視口內(nèi)的過程。,變換過程中涉及比例變換、旋轉變換和平移。,如圖所示,二、圖形生成的過程,圖形生成的過程包括以下五個步驟：,1,、定義圖形,2,、用當前視口對應的窗口裁剪圖形,3,、將裁剪后的圖形變換到屏幕坐標系的視口,4,、寫入視口所對應的緩沖區(qū)（先將矢量圖形轉換成圖,象，然后再將圖象信息寫入緩沖區(qū)）,5,、顯示緩沖區(qū)的內(nèi)容,如圖所示,三、圖形編輯的原理,圖形編輯是繪圖軟件的主要優(yōu)勢（相對于人工編輯而,言），圖形編輯操作的過程為：,（,1,）選擇待編輯的圖形對象,（,2,）根據(jù)命令的提示給出所要求的數(shù)據(jù),（,3,）生成修改后的圖形對象或構造出新的圖形對象,要弄清楚圖形編輯的原理，首先要了解圖形元素的數(shù),據(jù)結構。,1,、圖形元素的數(shù)據(jù)結構,圖形元素是構成圖形的基本單元，如點、直線、圓、,圓弧、多邊形等。一個圖形元素應包含以下信息：,（,1,）圖形元素的種類,（,2,）圖形元素的幾何信息,（,3,）圖形元素的非幾何信息,（,4,）圖形元素的指針（存放圖形元素的地址）信息,如圖所示為圖形元素的數(shù)據(jù)結構,生成一個新的圖形元素的步驟如下：,（,1,）根據(jù)圖形元素的種類，動態(tài)地為新節(jié)點申請存儲空間,（,2,）根據(jù)用戶輸入的數(shù)據(jù)。畫出新的圖形元素,（,3,）將新圖形元素的數(shù)據(jù)存入新節(jié)點的相應數(shù)據(jù)域，再,將新節(jié)點的后繼數(shù)據(jù)域賦空值,（,4,）將圖形鏈表尾節(jié)點的后繼域存入該新節(jié)點的地址，,將新節(jié)點的前趨域存放當前尾節(jié)點的地址，使新節(jié)點成,為圖形鏈表的尾節(jié)點,2,、選擇圖形對象,（,1,）選擇方法 常見圖形選擇方法有以下幾種：,單點選擇,通過一個矩形窗口，選擇窗口內(nèi)、與窗口相交或窗口,外的圖形對象,通過一個圓，選擇圓內(nèi)、與圓相交或圓外的圖形對象,通過一個多邊形，選擇多邊形內(nèi)、與多邊形相交或多,邊形之外的圖形對象,通過一條折線，選擇與該折線相交的圖形對象,“,Last”,，,即選擇最后生成的圖形對象,（,2,）選擇集操作,被選擇的圖形對象有時必須是單個，有時可以是多個。,被選擇的圖形對象的集合稱為選擇集。,單個圖形對象的選擇,多個圖形對象的選擇 圖形系統(tǒng)一般設置了三種選擇集,的操作模式,1,）,Add,（,添加模式）,2,）,Remove,（,移去模式）,3,）,Undo,（,取消最近一次選擇結果）,選擇集存放的是被選擇的圖形對象的地址，為了便于,實現(xiàn)對選擇集的增、刪操作，通常以線性鏈表作為其數(shù)據(jù),結構，,如圖所示,。,3,、圖形編輯的過程,圖形編輯的命令很多，但都是由選擇、修改、刪除、,增加這幾個基本編輯過程構成。,（,1,）,刪除一個圖形元素,（,2,）,修改一個圖形元素,（,3,）,增加一個圖形元素,有些編輯命令不僅能產(chǎn)生新的圖形元素，而且還要修,改原有圖形元素，甚至改變圖形元素的種類。,如圖所示,為復制一條直線的運算示意圖。,返回,返回,返回,返回,刪除一個圖形元素,（,1,）根據(jù)選擇集提供的圖形元素的地址，得到這個圖,形元素的所有信息。,（,2,）根據(jù)這個圖形元素的種類、線型、幾何數(shù)據(jù)，用,背景色畫出這個圖形元素，從表面上看，該圖形元素,以消失。,（,3,）將圖形元素的直接后繼指針域的值存入該圖形,元素直接前趨的直接后繼指針域；將該圖形元素的直,接前趨域的值存入該圖形元素的直接后繼的直接前趨,域，釋放該圖形元素所站存儲空間；該圖形元素就被,刪除了。,返回,返回,返回,返回,返回,返回,返回,