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目录1

1 绪论1

1.1 CAD技术的发展及应用1

1.1.1 CAD技术的发展历程1

1.1.2 CAD技术的应用3

1.2 CAD系统的软件4

1.2.1 CAD系统软件4

1.2.2 CAD支撑软件5

1.2.3 CAD应用软件6

1.3 CAD系统的硬件6

1.3.1 微型计算机简介7

1.3.2 图形输入设备8

1.3.3 图形输出设备9

1.3.4 CAD局域网络系统10

1.4 CAD系统组成10

1.4.1 CAD系统的分类11

1.4.2 CAD系统的选型原则13

1.4.3 微机CAD系统的典型配置13

2 基本图形生成方法14

2.1 直线14

2.1.1 生成直线的常用算法14

2.1.2 直线属性19

2.2 二次曲线21

2.2.1 圆弧和椭圆弧的拟合法21

2.2.2 二次曲线的参数拟合法26

2.3 字符31

2.3.1 标准代码法产生字符31

2.3.2 字符属性32

2.4 区域填充和多变性的扫描变换33

2.4.1 简单的逆归算法34

2.4.2 多边形的扫描变换36

2.4.3 区域填充属性39

习题40

3 自由曲线和自由曲面41

3.1 基本概念41

3.1.1 曲线和曲面的数学表示41

3.1.2 基本术语41

3.2 自由曲线42

3.2.1 Hermite曲线42

3.2.2 Bezier曲线44

3.2.3 B样条曲线47

3.3 自由曲面50

3.3.2 Coons曲面片与双三次参数曲面片51

3.3.1 双线性参数曲面51

3.3.3 Bezier曲面55

3.3.4 B样条曲面56

3.3.5 曲面片的连续56

习题57

4 图形裁剪与图形变换58

4.1 坐标系58

4.1.1 坐标系分类58

4.2 窗口视图变换59

4.2.1 窗口与视区59

4.1.2 坐标变换过程59

4.2.2 窗口和视区的变换60

4.3 图形裁剪62

4.3.1 点与字符的裁剪62

4.3.2 直线段裁剪62

4.3.3 多边形裁剪66

4.4 图形变换的方法68

4.4.1 点的向量表示69

4.4.2 点的齐次坐标表示69

4.4.3 变换矩阵70

4.5.1 二维图形的基本变换71

4.5 二维图形的几何变换71

4.5.2 二维图形的组合变换76

4.6 三维图形的几何变换78

4.6.1 三维图形的基本变换78

4.6.2 逆变换82

4.6.3 三维图形的组合变换82

4.7 投影变换84

4.7.1 正平行投影变换84

4.7.2 透视投影变换87

习题89

5.1.1 交互任务90

5 交互技术和图形标准90

5.1 交互任务与交互技术90

5.1.2 交互输入技术92

5.1.3 交互控制技术93

5.1.4 拾取图形94

5.1.5 输入控制方式95

5.2 用户接口95

5.2.1 用户界面95

5.2.2 交互接口99

5.3.1 交互式用户接口的设计目标102

5.3 交互系统的构造102

5.3.3 交互式用户接口的表现形式103

5.3.2 交互式用户接口的设计步骤103

5.3.4 交互式用户接口常见的工作方式104

5.3.5 交互式用户接口的实现方式104

5.4 计算机图形软件标准104

5.4.1 图形核心系统GKS和GKS-3D105

5.4.2 交互图形系统PHIGS105

5.4.3 OpenGL简介106

习题106

6.1.2 三维几何造型的发展概况108

6.1.3 三维几何造型在CAD中的应用108

6 三维几何造型技术108

6.1.1 几何造型的定义108

6.1 几何造型概述108

6.2 几何造型系统的三种模式109

6.2.1 线框模型（Wireframe Model）109

6.2.2 表面模型（Surface Model）110

6.2.3 实体模型（Solid Model）112

6.3 三维实体表示方法114

6.3.1 实体几何构造法（CSG：Constructive Solid Geometry）114

6.3.2 边界表示法（B-rep：Boundary Representation）118

6.3.3 扫描表示法121

6.3.4 其他表示法122

6.4 特征造型123

6.4.1 特征的定义124

6.4.2 特征的分类124

6.4.3 参数化特征造型125

习题126

7 工程数据处理及数据库技术概述127

7.1 数表的程序化127

7.1.1 数表的类型127

7.1.2 简单数表的程序化129

7.1.3 列表函数数表的程序化130

7.2 线图的程序化134

7.2.1 线图的类型134

7.2.2 线图的数表化处理135

7.2.3 直线图的公式化处理135

7.2.4 曲线拟合137

7.3 数据文件140

7.3.1 文件组织形式140

7.3.2 数表文件化141

7.4.1 基本概念143

7.4 机械CAD中常用的数据结构143

7.4.2 线性表144

7.4.3 栈147

7.4.4 树147

7.4.5 二叉树149

7.5 工程数据库系统简介150

7.5.1 工程数据类型和数据模型150

7.5.2 工程数据库系统的概念151

7.5.3 工程数据库系统的构成方法152

7.5.4 工程数据库系统的特点152

7.5.5 数据库在机械CAD中的应用153

习题154

8 计算机辅助设计应用软件156

8.1 AutoCAD2004简介156

8.1.1 AutoCAD2004的启动及主要功能156

8.1.2 AutoCAD2004的工作界面介绍158

8.2 AutoCAD2004绘图环境设置及辅助绘图工具160

8.2.1 AutoCAD2004绘图环境设置160

8.2.2 绘图线型、线宽、颜色及图层161

8.2.3 AutoCAD2004绘图辅助工具164

8.3.1 二维图形绘制167

8.3 二维图形绘制及图形编辑167

8.3.2 二维图形编辑169

8.3.3 图案填充171

8.3.4 尺寸标注172

8.4 三维图形绘制174

8.4.1 设置三维绘图环境174

8.4.2 绘制三维点与三维线176

8.4.3 绘制曲面177

8.4.4 绘制实体178

8.4.5 编辑与渲染三维图形180

8.5.2 图纸的布局185

8.5 AutoCAD2004的其他功能185

8.5.1 设计中心185

8.5.3 AutoCAD2004的Internet功能186

8.6 零件图的绘制186

8.6.1 创建样板文件186

8.6.2 绘制零件图193

8.6.3 定义图块199

习题200

参考文献201