內容簡介
本書全面系統地介紹了計算機輔助設計技術的基礎知識及套用。內容包括計算機輔助設計技術的初步知識、計算機圖形學的基本概念、圖形幾何變換和二維圖形生成技術、互動與接口技術、三維圖形顯示和產品造型基本原理與實現方法，並結合流行軟體，介紹了實用二維、三維繪圖軟體的功能和使用方法，在本書附錄中還提供了教學實驗指示書，在配書光碟中提供了教學實驗工作平台軟體包。 本書選材深度和廣度適當，既包含經典的理論基礎知識，也反映了近年來計算機輔助設計技術發展的新動向。本書面向的主要讀者為高等院校理工科學生，同時也適合工科碩士研究生閱讀，還可作為已在工作崗位的設計師、工程師及技術人員的培訓教材。
圖書目錄
第1章CAD概論1
1.1CAD系統發展概況1
1.1.1什麼是CAD技術1
1.1.2CAD技術的發展1
1.1.3CAD系統的分類5
1.1.4CAD系統的套用6
1.2CAD系統硬體基礎7
1.2.1計算機主機7
1.2.2圖形輸入設備7
1.2.3圖形顯示設備10
1.2.4圖形硬拷貝輸出設備16
1.3CAD系統軟體基礎18
1.3.1CAD軟體的技術特點19
1.3.2CAD軟體對硬軟體環境的要求19
1.3.3CAD系統中的軟體20
1.4小結22
習題22
第2章圖形變換23
2.1預備知識23
2.1.1世界坐標系和設備坐標系23
2.1.2矢量運算24
2.1.3矩陣運算24
2.1.4齊次坐標26
2.1.5仿射變換與幾何不變性26
2.2視窗視圖變換27
2.2.1視窗區和視圖區27
2.2.2視窗視圖變換27
2.2.3二維圖形輸出流水線28
2.3二維幾何變換29
2.3.1幾種基本的二維幾何變換29
2.3.2二維幾何變換的齊次坐標表示32
2.3.3二維幾何變換的組合35
2.3.4二維變換矩陣的功能分塊36
2.4三維幾何變換37
2.4.1右手系與左手系37
2.4.2基本三維幾何變換37
2.4.3三維幾何變換的組合39
2.4.4三維變換矩陣的功能分塊40
2.5二維裁剪41
2.5.1線段裁剪41
2.5.2多邊形裁剪42
2.5.3字元裁剪43
2.6小結45
習題45
第3章二維圖形生成技術47
3.1圖素及其屬性47
3.2常用直線圖形生成算法49
3.2.1逐點比較法49
3.2.2數值微分法(DDA法)50
3.2.3布雷森漢姆(Bresenham)直線生成算法51
3.2.4常用直線圖形生成舉例52
3.3剖面線與填充56
3.3.1不含小島的封閉多邊形內畫剖面線的矢量求交算法56
3.3.2含小島的封閉多邊形內畫剖面線的矢量求交算法57
3.3.3像素區域填充算法58
3.3.4掃描線區域填充算法59
3.4字元及符號61
3.4.1概述61
3.4.2矢量漢字和矢量字元的存儲與顯示61
3.5二次曲線62
3.5.1圓弧和橢圓弧的擬合法62
3.5.2二次曲線的參數擬合法66
3.6自由曲線68
3.6.1曲線的光滑連線69
3.6.2拋物線參數樣條曲線69
3.6.3Hermite曲線70
3.6.4貝塞爾(Bezier)曲線71
3.6.5B樣條曲線75
3.7小結78
習題79
第4章互動技術與用戶接口80
4.1互動技術80
4.1.1互動設備80
4.1.2互動任務82
4.1.3互動技術83
4.2用戶接口84
4.3實際互動系統的構造86
4.3.1有關原則說明86
4.3.2互動式用戶接口的實現88
4.4小結100
習題100
第5章三維圖形顯示101
5.1三維圖形處理過程101
5.2投影變換103
5.2.1投影變換概述103
5.2.2透視投影105
5.2.3平行投影108
5.3觀察空間的定義和轉換113
5.3.1觀察空間的定義113
5.3.2空間轉換116
5.4三維裁剪123
5.5消隱技術124
5.5.1基本概念124
5.5.2深度快取算法126
5.5.3掃描線算法127
5.6真實感圖形生成技術129
5.6.1真實感圖形129
5.6.2簡單光反射模型130
5.6.3增量式光反射模型134
5.6.4整體光照模型136
5.6.5光線跟蹤算法138
5.6.6反走樣140
5.6.7陰影生成技術141
5.7小結142
習題142
第6章三維幾何造型基礎143
6.1概述143
6.2三維幾何造型145
6.2.1線框模型145
6.2.2表面模型146
6.2.3實體模型157
6.2.4參數化幾何造型165
6.3特徵造型168
6.3.1特徵造型的特點和作用168
6.3.2特徵的定義169
6.3.3特徵的分類170
6.3.4參數化特徵造型171
6.4小結171
習題173
第7章計算機輔助設計常用軟體介紹174
7.1AutoCAD 2000套用軟體174
7.1.1AutoCAD 2000簡介174
7.1.2二維圖形的繪製177
7.1.3圖形的編輯181
7.1.4尺寸標註185
7.1.5設計中心187
7.1.6圖紙的布局與列印輸出188
7.1.7三維圖形的繪製190
7.23DS MAX R3使用指南200
7.2.13DS MAX R3概述200
7.2.23DS MAX R3主要術語和概念202
7.2.33DS MAX R3的建模211
7.2.43DS MAX R3的材質和貼圖213
7.2.53DS MAX R3的燈光、攝像機與環境設定214
7.2.63DS MAX R3的動畫215
7.2.73DS MAX R3的套用實例216
7.3OpenGL224
7.3.1OpenGL概述224
7.3.2OpenGL的基本操作225
7.3.3Windows系統下的OpenGL函式226
7.3.4OpenGL的基本程式結構227
7.3.5OpenGL的狀態機制229
7.3.6OpenGL中的圖元繪製230
7.3.7坐標變換233
7.3.8套用變換的一個實例239
7.3.9光照處理242
74小結245
附錄A上機實驗指示書246
附A.1實驗內容和要求246
附A.2用C++語言編程246
附A.2.1上機環境簡介246
附A.2.2用C語言編程上機題248
附A.2.3源程式中的作業環境及其他相關代碼249
附A.2.4有關的CDC類中的成員函式251
附A.3互動技術和用戶接口實驗257
附A.3.1實驗要求257
附A.3.2使用的函式補充說明258
參考文獻261
