CAD在工程制圖中的應(yīng)用

　　工程制圖它是一門重要的基礎(chǔ)必修課。下面是小編分享的CAD在工程制圖中的應(yīng)用，歡迎大家閱讀！

　　一、概述

　　CAD技術(shù)產(chǎn)生于60年代的美國，由麻省理工大學(xué)率先提出了交互式圖形學(xué)習(xí)研究計劃，由于那時硬件設(shè)備相當(dāng)昂貴，故而只有當(dāng)時的兩大巨頭-美國通用汽車公司和美國波音航空公司有實力進行交互式繪圖系統(tǒng)的自行開發(fā)與設(shè)計。CAD技術(shù)主要由交互技術(shù)、圖形變換、曲面和實體造型技術(shù)等幾大模塊構(gòu)成。在計算機中，交互即指參與活動的對象之間可以相互交流，雙方面互動。所以交互技術(shù)是能夠?qū)崿F(xiàn)參與對象之間相互交流的技術(shù)的統(tǒng)稱。

　　二、CAD在工程制圖中的應(yīng)用

　�。ㄒ唬┙换ゼ夹g(shù)在工程制圖中的應(yīng)用。（1）程序工作，輸入設(shè)備等待程序請求。當(dāng)程序開始運行時，輸入設(shè)備即處于等待狀態(tài)，等待程序請求。當(dāng)然我們可以將一臺或多臺輸入設(shè)備定義為采樣模式，這樣的話，此類設(shè)備不需要等待應(yīng)用程序輸入命令，便會將所需信息連續(xù)不斷輸入進來。（2）遇到請求指令。當(dāng)程序正在運行的過程中，會遇到request語句與命令，此時應(yīng)該向輸入設(shè)備提出請求，為了等待數(shù)據(jù)的輸入，程序便會停止運行。（3）輸入設(shè)備工作，程序等待接受數(shù)據(jù)。此時輸入設(shè)備會即刻進入工作狀態(tài)，直到上一步的request得到滿足后，程序仍會繼續(xù)運行。（4）請求滿足，請求指令完成。此時，輸入設(shè)備重新出于等待狀態(tài)。當(dāng)我們在輸入設(shè)備上完成一個輸入動作，如按下enter鍵，便會產(chǎn)生一個時間，同時存入事件序列中，按照事件發(fā)生的時間先后排序。

　　（二）圖形變換技術(shù)的應(yīng)用。圖形的變換有兩種形式，一種是圖形不動坐標(biāo)系變動，即將兩個相同的圖形描繪在不同的兩個坐標(biāo)系中，也稱為坐標(biāo)模式變換或視像變換；另外一種是圖形變換而坐標(biāo)系不動，即在相同的坐標(biāo)系中制作兩種不同的圖形，稱之為圖形模式變換或幾何變換。圖形變換的基本原理是圖形的拓撲關(guān)系不變，而其幾何關(guān)系可以改變。所謂圖形的拓撲關(guān)系是指圖形的連邊規(guī)則，即原來相鄰位置的點在進行變換之后任然相鄰，原來不相交的直線變換之后仍然不相交。而圖形的幾何關(guān)系可以改變的含義正好相反，是指圖形中點與點之間的位置與距離都可以進行改變。圖形變換的基本技術(shù)主要包括二維圖形幾何變換技術(shù)、三維圖形幾何變換技術(shù)、三維圖形的投影變換、裁剪、消影技術(shù)等等。下面主要介紹前兩種基本的技術(shù)。（1）二維圖形幾何變換技術(shù)。采用CAD技術(shù)進行計算機繪圖時，可能經(jīng)常需要將一個幾何圖形變換到另外一個幾何圖形，諸如圖形的平行移動、旋轉(zhuǎn)變換、比例變換（包括放大、縮�。┑�。這些變換雖然效果上有差異，但是基本原理是一樣的，都屬于幾何變換。幾何變換可以用函數(shù)表示，因為任何一個二維（平面）圖形都可以分解成點、直線、曲線部分，其中曲線可以用短直線來進行逼近表示，而直線又可以用點的集合來表示，故而點是構(gòu)成圖形的基本幾何元素。而二維圖形即由點或直線段組成，直線段可以由其端點坐標(biāo)進行定義。二維圖形的幾何變換就是對點或直線段的端點進行的變換。（2）齊次坐標(biāo)技術(shù)。由于在上述二維圖形幾何變換的過程中，平移變動、比例變動和旋轉(zhuǎn)變換等的組合變換處理形式不統(tǒng)一，很難將其聯(lián)系在一起，而通過齊次坐標(biāo)技術(shù)的引入，便可將各類二維圖形的變換聯(lián)系起來。（3）三維圖形幾何變換技術(shù)。三維圖形實際上是在二維屏幕上展示的具有三位視覺效果的圖形，是通過采用各種顏色圖案、紋理等進行填充，借助光照、濃淡和明暗等技術(shù)，使其在視覺上具有三維效果。三維圖形的變換是二維圖形變換的簡單擴展，變換的原理是將齊次坐標(biāo)點（x,y,z,1）通過矩陣變換成新的齊次坐標(biāo)點（x’,y’,z’,1），即：［x’,y’,z’,1］=［x,y,z,1］T

　�。ㄈ�）曲面和實體造型技術(shù)的應(yīng)用。曲面造型技術(shù)。曲面造型是計算機輔助幾何設(shè)計和計算機圖形學(xué)的一項重要內(nèi)容，主要研究計算機圖象系統(tǒng)環(huán)境下如何對曲面進行表示、設(shè)計、顯示和分析。隨著計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)制圖技術(shù)的發(fā)展，曲面造型技術(shù)已經(jīng)從傳統(tǒng)的研究曲面表示、求交和拼接等技術(shù)，擴展到曲面變形、重建、簡化、轉(zhuǎn)換和等距變換等。從表示方法方面看，以網(wǎng)格細分為特征的離散造型已經(jīng)遠遠代替?zhèn)鹘y(tǒng)的連續(xù)造型。

　�。ㄋ模�實體造型技術(shù)。我們在計算機動畫、計算機視覺以及計算機虛擬等領(lǐng)域建立3D模型所使用的關(guān)鍵技術(shù)主要是實體造型技術(shù)，我們描述幾何模型的形狀和屬性所需的全部信息都儲存于計算機內(nèi)，進而由計算機生成立體可視的三維圖形技術(shù)。實體構(gòu)造技術(shù)一般采用半空間、歐拉操作、邊界表示、掃描等方法生成3D模型。結(jié)束語：在工程制圖中使用CAD技術(shù)的過程中，最關(guān)鍵的是掌握CAD各類技術(shù)的基本原理，本文主要分析了交互技術(shù)、圖形變換、曲面和實體造型技術(shù)等三大模塊與技術(shù)的基本原理以及基本的操作方法與注意事項，以期對CAD計算機技術(shù)在工程制圖中的應(yīng)用起到一些指導(dǎo)作用。

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