西北工业大学：《计算机辅助设计》第一章 绪论

计算机辅助设计 主讲:王继龙 教材:《 AutoCAD实用教程》 邱志惠等编著 西安电子科技大学出版社

计算机辅助设计 主讲：王继龙 教材：《AutoCAD实用教程》 邱志惠等编著 西安电子科技大学出版社

第 绪 论

第 一 章 绪 论

>1.1概述 在人类的社会与科技发展史上,图画和图形 占据重要的地位,人们往往习惯于用图来描述生 活和表达思想。 随着人类社会生产规模的扩大和科学技术的 进步,图形作为一种重要的工具和信息载体,其 绘制的精度和数度要求也不断提高,图形的种类 也日趋繁多和复杂。为了对各种图形进行更为深 入的研究和应用,人们运用数学方法来描述他们 的性质和规律,即所谓的形数结合。通常任何- 个图形都可以由数学方程式来表示或逼近;反之 很多数学问题也可用图形来形象的表达

➢ 1.1 概述 在人类的社会与科技发展史上，图画和图形 占据重要的地位，人们往往习惯于用图来描述生 活和表达思想。 随着人类社会生产规模的扩大和科学技术的 进步，图形作为一种重要的工具和信息载体，其 绘制的精度和数度要求也不断提高，图形的种类 也日趋繁多和复杂。为了对各种图形进行更为深 入的研究和应用，人们运用数学方法来描述他们 的性质和规律，即所谓的形数结合。通常任何一 个图形都可以由数学方程式来表示或逼近；反之， 很多数学问题也可用图形来形象的表达

随着形数理论的研究逐步深入,有些图形的数学 表达式十分复杂(例如曲面等),用人工计算是非常 困难的,或者需要很长时间,这就直接影响到对复杂 图形的研究。计算机出现之后,人们想到了用计算机 来完成形数结合的工作,即不仅用计算机来计算图形, 同时也用它来绘制图形。20世纪50年代美国的哥勃 ( Gerber)公司和卡尔康( Cal comp)公司先后研制 成功平板式和滚筒式自动绘图机,成为电子计算机的 新型外部设备。 由计算机控制的自动绘图机的出现,使图学工作 进入一个崭新的阶段。在计算机科学丶应用数学、图 学等学科的基础上,综合发展成一门新的学科一计算 机图学( Computer Graphics)。计算机图学的研究 对象是运用计算机的先进技术,对图形进行数

随着形数理论的研究逐步深入，有些图形的数学 表达式十分复杂（例如曲面等），用人工计算是非常 困难的，或者需要很长时间，这就直接影响到对复杂 图形的研究。计算机出现之后，人们想到了用计算机 来完成形数结合的工作，即不仅用计算机来计算图形， 同时也用它来绘制图形。20世纪50年代美国的哥勃 （Gerber）公司和卡尔康（Calcomp）公司先后研制 成功平板式和滚筒式自动绘图机，成为电子计算机的 新型外部设备。 由计算机控制的自动绘图机的出现，使图学工作 进入一个崭新的阶段。在计算机科学﹑应用数学､图 学等学科的基础上，综合发展成一门新的学科—计算 机图学（Computer Graphics ）。计算机图学的研究 对象是运用计算机的先进技术，对图形进行数

学处理,进而研究图学领域中的各种理论和实践问题。 它既不同于单纯用数学方式研究图形和几何学,也不 同于用一般数学计算来研究各种图形的纯数学方法, 而用计算机处理各种图学问题,并将结果输出到显示 器绘图机或图形数据文件等。 在工程设计中人们不仅需要绘图,而且要进行结 构设计计算,即所谓的计算机辅助设计(GAD Computer Aided Des i gn),就是利用计算机帮助 人们进行工程设计,然后用计算机控制的自动绘图及 会制岀符合工程需要的图样或输出到数据文件。 20世纪60年代未至70年代中期逐渐形成专门的 CAD工业,代表性的公司如 intergraph和 Cal comp等。 早期的CAD仅运行在大中型计算机上,主要是大企业 和大公司应用,普及性很差。80年代以后

学处理，进而研究图学领域中的各种理论和实践问题。 它既不同于单纯用数学方式研究图形和几何学，也不 同于用一般数学计算来研究各种图形的纯数学方法， 而用计算机处理各种图学问题，并将结果输出到显示 器绘图机或图形数据文件等。 在工程设计中人们不仅需要绘图，而且要进行结 构设计计算，即所谓的计算机辅助设计（CAD— Computer Aided Design），就是利用计算机帮助 人们进行工程设计，然后用计算机控制的自动绘图及 绘制出符合工程需要的图样或输出到数据文件。 20世纪60年代末至70年代中期逐渐形成专门的 CAD工业，代表性的公司如Intergraph和Calcomp等。 早期的CAD仅运行在大中型计算机上，主要是大企业 和大公司应用，普及性很差。80年代以后

殖着微型计算机的普及和发展,CAD技术才得到了广 泛的普及和发展。至今CAD的应用已经遍及工业、农 业、国防和科学研究的各个方面,用途及其广泛 在飞机丶造船丶汽车工业中可以绘制高精度的理论 外形模线和结构模线;在电子工业中可以绘制精密 的印刷电路图丶逻辑图丶电路图丶布线图和大规模 集成电路的掩膜图;在机械工业中绘制装配图丶零 件工作图等;在土木建筑中绘制透视效果图、建筑 施工图丶结构施工图和设备施工图等;在地质丶测 量丶勘探领域中绘制各种地图丶地质构造图;在气 象领域绘制气象分析图、预报图;在医疗卫生领域 会制人体解剖图、B超、C图像;在服装领域绘制 服装设计图;在艺术领域绘制动画片美术片等

随着微型计算机的普及和发展，CAD技术才得到了广 泛的普及和发展。至今CAD的应用已经遍及工业﹑农 业﹑国防和科学研究的各个方面，用途及其广泛。 在飞机﹑造船﹑汽车工业中可以绘制高精度的理论 外形模线和结构模线；在电子工业中可以绘制精密 的印刷电路图﹑逻辑图﹑电路图﹑布线图和大规模 集成电路的掩膜图；在机械工业中绘制装配图﹑零 件工作图等；在土木建筑中绘制透视效果图﹑建筑 施工图﹑结构施工图和设备施工图等；在地质﹑测 量﹑勘探领域中绘制各种地图﹑地质构造图；在气 象领域绘制气象分析图﹑预报图；在医疗卫生领域 绘制人体解剖图﹑ B超﹑ CT图像；在服装领域绘制 服装设计图；在艺术领域绘制动画片美术片等

autocad:图软件包是美国 Autodesk公司于1982 年首次推出的用于微机的计算机辅助设计与绘图的 通用软件包。由于该软件具有简单易学、功能齐全 应用广泛、兼容性和二次开发性强等很多优点 所以很受广大设计人员的欢迎。 autocad2002是该公 司目前发布的最新版本,相对于以前的版本,它进 步改进了使用的便捷性,提供了新颖的效率工具, 增强了性能以及与其它CAD数据的兼容性。与传统的 手工绘图相比,计算机绘图有以下优点: 1.复杂数据的处理能力,极大的提高了绘图的精度 及速度 2.强大的图形处理能力,能够很好的完成工程设计 中二维及三维图形处理,并能够随意控制图形的显

AutoCAD绘图软件包是美国Autodesk公司于1982 年首次推出的用于微机的计算机辅助设计与绘图的 通用软件包。由于该软件具有简单易学﹑功能齐全 ﹑应用广泛﹑兼容性和二次开发性强等很多优点， 所以很受广大设计人员的欢迎。AutoCAD2002是该公 司目前发布的最新版本，相对于以前的版本，它进 一步改进了使用的便捷性，提供了新颖的效率工具， 增强了性能以及与其它CAD数据的兼容性。与传统的 手工绘图相比，计算机绘图有以下优点： 1.复杂数据的处理能力，极大的提高了绘图的精度 及速度； 2.强大的图形处理能力，能够很好的完成工程设计 中二维及三维图形处理，并能够随意控制图形的显

示丶平移丶旋转和复制全部或部分图形 3良好的文字处理能力,可方便的添加文字符号; 4.快捷的尺寸自动测量标注自动导航捕捉等功能; 5.具有曲面造型丶实体造型等功能,可实现渲染丶 真实感丶虚拟现实等效果。 6.友好的用户界面、方便的人机交互、准确自动的 全作图过程纪录; 7.有效的图形数据管理、查询及系统标准化; 8良好的系统兼容性,软件本身的向上兼容性以及 与其它CAD系统共享数据接口 9强大的二次开发能力,用户可根据自己的需求,用 软件自带的开发工具或软件提供的高级语言接口, 对软件进行二次开发;

示﹑平移﹑旋转和复制全部或部分图形； 3.良好的文字处理能力，可方便的添加文字符号； 4.快捷的尺寸自动测量标注自动导航捕捉等功能； 5.具有曲面造型﹑实体造型等功能，可实现渲染﹑ 真实感﹑虚拟现实等效果。 6.友好的用户界面﹑方便的人机交互﹑准确自动的 全作图过程纪录； 7.有效的图形数据管理﹑查询及系统标准化； 8.良好的系统兼容性，软件本身的向上兼容性以及 与其它CAD系统共享数据接口； 9.强大的二次开发能力,用户可根据自己的需求，用 软件自带的开发工具或软件提供的高级语言接口， 对软件进行二次开发;

10.先进的网络技术,包括局域网、企业内联网和 Internet互联网上的数据共享,实现远程设计。 卩2计算机绘图系统的构成 计算机绘图系统主要包括两部分,硬件系统 和软件系统,硬件包括主机和外围设备等,软件包 括操作系统丶CAD软件和编程语言等。 计算机绘图系统的硬件有三大组成:输入设 备中心处理设备输出设备。图1-1是硬件设备系统的 构成图。输入设备 输出设备 中心处理设备 鼠标磁盘 人微机 磁盘 扫描仪 网络机 打印机 数字化仪 绘图机 数码相机 工作站 数据文件 数码摄像杌 图1

10.先进的网络技术，包括局域网﹑企业内联网和 Internet互联网上的数据共享，实现远程设计。 1.2计算机绘图系统的构成 计算机绘图系统主要包括两部分，硬件系统 和软件系统，硬件包括主机和外围设备等，软件包 括操作系统﹑CAD软件和编程语言等。 计算机绘图系统的硬件有三大组成：输入设 备中心处理设备输出设备。图1-1是硬件设备系统的 构成图

计算机绘图系统的主要硬件设备包括计 算机(主机丶显示器和鼠标),绘图机或打印机。 计算机是整个系统的核心,其余是外围设备。绘图 机按纸张放置的形式分为平板式和滚筒式,按“笔” 的形式分为笔试、喷墨式和静电光栅式。应用广 的喷墨或激光打印机,其出图效果也很好,在所绘 图样不是很大的情况下,可以作为首选方案 运行 AutocAD2002的基本配置如下: Pent i um450以上的处理器,64M以上的内存, 1024X768SVGA显卡,1GB硬盘,20XCD-RAM,56K Modem及打印机。 Windows98 Windows2000、NT、P操作系统, IE5.0浏

计算机绘图系统的主要硬件设备包括计 算机（主机﹑显示器和鼠标），绘图机或打印机。 计算机是整个系统的核心，其余是外围设备。绘图 机按纸张放置的形式分为平板式和滚筒式，按“笔” 的形式分为笔试﹑喷墨式和静电光栅式。应用广泛 的喷墨或激光打印机，其出图效果也很好，在所绘 图样不是很大的情况下，可以作为首选方案。 运行AutoCAD2002的基本配置如下： Pentium450以上的处理器，64M以上的内存， 1024X768 SVGA显卡，1GB硬盘，20XCD-RAM，56K Modem及打印机。 Windows98 Windows2000 ﹑NT ﹑ XP操作系统， IE5.0浏览器