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第一章 CAD概论1

1.1 CAD概念1

1.1.1 CAD基本概念1

1.1.2 CAD系统的类型3

1.1.3 CAD方法4

1.2 CAD硬件系统8

1.2.1　CAD硬件8

1.2.2 CAD局部网络20

1.3 CAD软件系统22

1.3.1 CAD软件系统的层次22

1.3.2 CAD通用软件24

第二章 图形的输出基元30

2.1 输出基元30

2.1.1 输出基元的种类30

2.1.2 输出基元的命令30

2.1.3 图形基本指令集32

2.2 直线的生成算法33

2.2.1 直线的DDA算法33

2.2.2 直线的Bresenham算法35

2.3 圆的生成算法38

2.3.1 基础知识38

2.3.2 圆的Bresenham算法38

2.4.1 点阵式字符40

2.4 字符的生成40

2.4.2 矢量式字符41

2.4.3 方向编码式字符41

2.5 多边形填色42

2.5.1 基础知识42

2.5.2 扫描线填色算法43

2.5.3 种子填色算法50

2.5.4 区域边界的反走样51

2.6 输出基元的性质55

2.6.1 定义基元的性质55

2.6.2 性质的组合定义58

2.6.3 性质的查询60

第三章 坐标变换和剪裁61

3.1 基本几何变换61

3.1.1 二维几何变换61

3.1.2 三维几何变换64

3.2 二维坐标系统的标准化变换68

3.2.1 基本概念68

3.2.2 定义标准化变换69

3.2.3 窗口操作70

3.3 投影变换72

3.3.1 基本概念72

3.3.2 平行投影变换73

3.3.3 透视投影变换74

3.4.1 基本概念75

3.4 三维视域变换75

3.4.2 视域变换76

3.4.3 定义三维视域参数78

3.5 二维剪裁82

3.5.1 直线的剪裁83

3.5.2 多边形的剪裁88

3.5.3 字符串的剪裁92

3.6 三维剪裁93

3.6.1 基本概念93

3.6.2 三维剪裁算法分析94

4.1 图段97

4.1.1 图段的概念97

第四章 图形数据管理97

4.1.2 图段的操作98

4.2 逻辑工作站99

4.2.1 逻辑工作站的概念99

4.2.2 工作站变换101

4.2.3 独立于工作站的图段存储器和图文件101

4.2.4 工作站上的图段操作101

4.3 图形数据的输入103

4.3.1 逻辑输入设备103

4.3.2 图形输入的命令103

4.3.3 输入模式105

4.3.4 输入模式的命令107

4.4.1 图形数据的逻辑结构109

4.4 图形数据结构109

4.4.2 图形数据的主要操作111

4.4.3 图形数据操作的基本算法模块113

第五章 三维形体的真实感显示116

5.1 线和面的消隐116

5.1.1 消隐的基本概念116

5.1.2 背面的删除117

5.1.3 Z-buffer消隐算法119

5.1.4 扫描线消隐算法122

5.2 光照模型131

5.2.1 光源特性和物体表面特性131

5.2.2 光照模型133

5.2.3 光照模型的计算实现135

5.2.4 明暗的光滑处理137

5.3 光照模型的改进138

5.3.1 天空光照模型138

5.3.2 色彩的空间感模型141

5.4 光线跟踪方法142

5.4.1 基本概念142

5.4.2 光线与实体的求交144

5.4.3 光线跟踪算法146

5.5 表面图案和纹理151

5.5.1 表面图案的描绘151

5.5.2 表面纹理的描绘153

6.1 概述155

6.1.1 对象的信息155

第六章 设计对象的造型155

6.1.2 多面体的欧拉（Euler）特性156

6.1.3 实体造型系统的结构和类型157

6.1.4 模型的评价158

6.2 分解模型160

6.2.1 八叉树表达160

6.2.2 八叉树的操作161

6.2.3 线性八叉树163

6.2.4 小结163

6.3 结构实体几何模型（CSG）164

6.3.1 结构实体几何的表达164

6.3.2 CSG的操作算法166

6.3.3 CSG的一般基元167

6.3.4 小结168

6.4 边界模型169

6.4.1 边界模型的元素169

6.4.2 边界模型的关系数据结构170

6.4.3 翼边数据结构172

6.4.4 小结174

6.5 混合模型175

6.5.1 混合模型的结构175

6.5.2 分布式模型系统176

6.6 随机模型177

6.6.1 分维几何177

6.6.2 随机模型构成算法178

6.6.3 基于随机模型思想的纹理生成方法180

第七章 实体模型软件系统的结构和算法182

7.1 概述182

7.1.1 实体模型软件系统的结构182

7.1.2 用户界面183

7.1.3 实体造型的过程185

7.2 半边数据结构186

7.2.1 半边结构的概念186

7.2.2 半边数据结构的程序描述187

7.2.3 半边结构中的数据检索算法190

7.2.4 半边结构中的数据增和删算法192

7.3.1 基本欧拉操作197

7.3 欧拉操作197

7.3.2 欧拉操作的造型过程199

7.3.3 半边结构上的欧拉操作算法199

7.3.3.1 低层欧拉操作算法202

7.3.3.2 高层欧拉操作的实现207

7.4 实体基元的生成212

7.4.1 移动掠扫算法212

7.4.2 长方体产生算法214

7.4.3 圆柱生成算法215

7.4.4 以曲线为基的旋转掠扫算法217

7.4.5 球生成算法219

7.4.6 以面为基的旋转掠扫算法220

7.4.7 环生成算法224

7.5.1 相交性判断225

7.5 几何特性分析225

7.5.2 求实体的体积226

7.5.3 求实体的面积227

7.6 布尔集合操作229

7.6.1 在B-rep模型上的布尔集合操作229

7.6.2 割剪操作231

7.6.3 集合操作246

第八章 设计优化的基本方法254

8.1 设计优化的概念254

8.1.1 优化方法的模型254

8.1.3 函数的极值255

8.1.2 设计优化方法的分类255

8.2 一维搜索方法257

8.2.1 总体搜索258

8.2.2 黄金分割搜索259

8.3 多维搜索方法261

8.3.1 模式搜索261

8.3.2 单纯形法262

8.3.3 多维搜索方法的程序实现264

8.4 线性规划277

8.4.1 线性规划问题的表达277

8.4.2 图解法解线性规划278

8.4.3 线性规划的标准形式279

8.4.4 单纯形法解线性规划的原理280

8.4.5 单纯形表解线性规划283

第九章 智能CAD286

9.1 智能CAD的概念及历史286

9.2 智能CAD方法的分类287

9.3 约束满足方法288

9.3.1 利用约束交互作图288

9.3.2 利用约束进行设计293

9.4 规则生成法298

9.4.1 形状文法298

9.4.2 用SG描述风格300

9.4.3 用SG进行建筑组合305

9.5.1 CBR和CBD概念311

9.5 基于Case推理的设计方法311

9.4.4 SG的用途及局限311

9.5.2 CBD的技术要点312

9.5.3 CYCLOPS——基于CBR的设计系统314

9.6 原型法315

9.6.1 概念315

9.6.2 原型法的分类316

9.6.3 原型法设计的例子316

9.7 知识工程的方法322

9.7.1 基本原理322

9.7.2 设计知识的表达322

9.7.3 设计专家系统的分类326

参考文献327