计算机cad图形处理技术资料
CAD基础知识课件
CAD的应用领域
机械设计
CAD在机械设计领域应用广泛，涉及零件设计、装配设计、工程图绘制等方面。
建筑设计
CAD用于建筑设计领域的方案设计、施工图绘制、建筑模型渲染等。
电子设计
在电子设计领域，CAD用于电路板设计、集成电路设计、FPGA设计等。
动画与游பைடு நூலகம்设计
利用CAD技术，可以制作逼真的3D模型和场景，广泛应用于动画制作和游戏开发。
编辑命令
介绍常用的编辑命令，如移动（MOVE）、 复制（COPY）、修剪（TRIM）等。
视图控制
缩放和平移
解释如何使用缩放和平移工具查看和调整视图。
视图设置
介绍如何设置视图方向、视觉样式和相机视图等。
03 绘制二维图形
线条绘制
01
直线绘制
曲线绘制
02
03
折线绘制
使用CAD软件中的直线工具，选 择起点和终点，绘制出所需的直 线。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
高级建模包括曲面建模、实体建模和参数化建模等。
曲面建模是通过绘制曲线的网格来构建曲面，实体建 模是通过绘制截面和高度来构建实体，参数化建模是
通过定义参数和关系来构建模型。
布尔运算
01
布尔运算是一种基于集合论的数学运算，用于处理 几何对象之间的逻辑关系。
02
在CAD中，布尔运算包括并集、交集和差集等操作。
，以满足不同的需求。
导出为其他格式
DWG/DXF格式
CAD软件通常将模型导出为DWG或DXF格式，这是 一种标准的CAD文件格式，可用于在不同的CAD软件 之间共享和交换设计数据。导出DWG/DXF文件时， 可以选择不同的版本和精度，以满足不同的需求。
学习cad的基本原理
学习cad的基本原理CAD(计算机辅助设计)是利用计算机技术和图形学原理来进行设计和制图的工具。
它主要通过图形用户界面提供方便的操作方式，实现各种设计任务的自动化和数字化。
CAD的基本原理主要涉及以下几个方面：1. 图形数据的表示和处理：CAD系统通过算法将设计对象抽象为图元（例如点、线、圆等），并通过这些图元的组合来构建复杂的设计模型。
CAD系统要能够存储和处理这些图元，通常使用向量和位图两种方式进行图形数据的表示和处理。
通过向量表示，CAD可以更好地支持几何变换和修改等操作，而位图表示则可以更好地保留图形的细节和颜色。
2. 几何建模和仿真：CAD系统允许用户通过绘制或输入几何图形来创建和编辑设计模型。
这些几何图形通常包括基本图元（例如直线、曲线、圆弧）和复合图形（例如多边形、曲面）。
CAD系统可以提供各种几何操作，例如绘制、平移、旋转、缩放和剖面等，以帮助用户构建和修改设计模型。
此外，CAD系统还可能提供一些辅助功能，如约束和参数化建模，以帮助用户更好地控制设计结果。
在设计建模的基础上，CAD还可以进行仿真分析。
通过输入设计参数和材料特性等数据，CAD系统可以进行力学、热力学、流体力学等仿真分析，以评估设计模型的性能和行为。
这些仿真分析有助于指导设计过程，提高设计质量和效率。
3. 数据图形的显示和操作：CAD系统通过图形用户界面（GUI）提供图形数据的显示和交互操作。
在CAD 的显示界面中，用户可以通过平移、放大、旋转等方式来查看和操作设计模型。
CAD系统通常提供多种显示模式和视角，如线框图、实体图、透视图等，以便用户更好地理解和审查设计结果。
此外，CAD系统还支持各种交互操作，如选择、编辑、拷贝、删除等，以帮助用户对设计模型进行修改和调整。
通过上述交互操作，用户可以快速有效地进行设计优化和修改，提高设计过程的灵活性和效率。
4. 数据管理和共享：CAD系统需要支持数据的管理和共享。
它们通常提供数据库或文件系统来存储和组织设计模型、图形数据、图层、草图、图纸等信息。
CAD制图培训教材(共-36张)
绘 直 线
命令行: Line（L） 菜 单: [绘图]→[直线(L)] 工具栏: [绘图]→[直线] 命令选项 角度(A): 指直线与UCS的X轴的夹角 长度(L): 指两点之间的距离 跟踪(F): 跟踪最近画过的线或弧终点的切线方向，以便沿着这个方向继续画线 闭合(C): 将第一条直线段的起点和最后一条直线段的终点连接起来，形成一个封闭区域 撤销(U): 撤消最近绘制的一条直线段。重新输入U，点击【回车键】，则重新指定新的终点
图形绘制
编辑对象
区域填充
绘图工具
图层线型
绘制文字
尺寸标注
阵 列
命令行: Array（AR） 菜 单: [修改]→[阵列（A）] 工具栏: [修改]→[阵列] 复制选定对象的副本，并按指定的方式排列，输入命令后，对话框如下:
复 制
命令行: Copy（CP&CO） 菜 单: [修改]→[复制选择（Y）] 工具栏: [修改]→[复制对象] 复制当前选取的对象，作用同Ctrl+C
绘 圆
命令行: Circle（C） 菜单: [绘图]→[圆(C)] 工具栏: [绘图]→[圆] 命令选项 两点(2P): 通过指定圆直径上的两个点绘制圆 三点(3P): 通过指定圆周上的三个点来绘制圆 T（切点、切点、半径）: 通过指定相切的两个对象和半径来绘制圆 弧线(A): 将选定的弧线转化为圆 多次(M): 选择“多次”选项，将连续绘制多个相同设置的圆 常输入C后，点击鼠标左键，选择输入半径来绘圆
绘图工具
图层线型
绘制文字
尺寸标注
绘 射 线
命令行: Ray 菜 单: [绘图]→[射线(R)] 命令选项 等分(B): 垂直于已知对象或平分已知对象绘制等分射线 水平(H): 平行于当前UCS 的X 轴绘制水平射线 竖直(V): 平行于当前UCS 的Y 轴绘制垂直射线 角度(A): 指定角度绘制带有角度的射线 偏移(P): 以指定距离将选取的对象偏移并复制，使对象副本与原对象平行 主要用于绘制时进行比对和平移等，使用较少
cad基础知识
cad基础知识CAD基础知识，即计算机辅助设计的基本概念和原理。
CAD是一种利用计算机技术辅助完成产品设计和制图的方法，它利用计算机来协助设计师进行各种图形处理，提高设计效率和精度。
本文将从CAD的定义、发展历程、应用领域、基本原理等方面介绍CAD基础知识。
一、CAD的定义CAD全称Computer Aided Design，即计算机辅助设计，是利用计算机技术辅助完成各类设计任务的方法。
CAD将计算机技术与工程设计相结合，通过软件工具和算法来实现产品的绘图、分析、仿真和优化等功能，使设计师能够更加方便、快捷、精确地完成设计工作。
二、CAD的发展历程CAD技术的发展可以追溯到20世纪50年代，当时计算机刚刚出现，人们开始将计算机技术引入到工程设计中。
随着计算机硬件和软件的不断发展，CAD技术逐渐成熟。
到了20世纪70年代，随着计算机图形学的快速发展，CAD开始广泛应用于各个领域，成为工程设计的重要工具。
三、CAD的应用领域CAD技术已经广泛应用于机械制造、建筑设计、电子电气、航空航天、汽车制造、模具设计等领域。
在机械制造领域，CAD可以实现产品的三维建模、装配设计、零件加工等功能；在建筑设计领域，CAD可以实现建筑物的平面图、立面图、剖面图的绘制；在电子电气领域，CAD可以实现电路图的设计和仿真。
四、CAD的基本原理CAD的基本原理包括几何建模、绘图、数据管理和工程分析。
几何建模是指利用CAD软件工具进行产品的三维建模和装配设计；绘图是指将建模结果转化为平面图、剖面图等图纸形式；数据管理是指对CAD设计数据进行存储和管理，以便日后的修改和查找；工程分析是指利用CAD软件进行产品的强度、刚度、运动学和动力学等方面的分析和仿真。
五、CAD的优势和不足CAD技术的优势在于提高设计效率和精度，减少了传统手工绘图的工作量和错误率。
同时，CAD还可以方便地进行设计修改和优化，加快了产品的开发周期。
然而，CAD技术在某些方面还存在一些不足，比如需要掌握一定的软件操作技能，对计算机硬件要求较高，而且对于复杂的设计任务，CAD的性能有时无法满足需求。
CAD中的图像处理技巧与应用实例
CAD中的图像处理技巧与应用实例一、图像处理技巧1. 剪裁图像在CAD软件中，剪裁图像是常见的操作之一。
它可以将不需要的部分移除，使图像更加精细和清晰。
操作方法：选择图像，进入图像剪裁命令，用鼠标选择要保留的部分，然后按下回车键完成剪裁。
2. 调整图像大小在CAD中，调整图像大小可以使图像更好地适应设计需要。
操作方法：选择图像，进入图像大小调整命令，按照需要输入新的宽度和高度值，然后按下回车键完成调整。
3. 旋转图像有时候，图像可能需要旋转来适应特定的设计需求。
在CAD软件中，旋转图像是一个简单的操作。
操作方法：选择图像，进入图像旋转命令，按照需要输入旋转角度，然后按下回车键完成旋转。
4. 镜像图像镜像图像是指以某个轴为对称轴，将图像进行翻转。
在CAD软件中，镜像图像也是一个常见的操作。
操作方法：选择图像，进入图像镜像命令，按照需要选择镜像轴，然后按下回车键完成镜像。
5. 调整图像透明度调整图像透明度可以使图像的前景和背景融合得更好，更加符合设计需求。
在CAD软件中，调整图像透明度也是一项常用的操作。
操作方法：选择图像，进入图像透明度调整命令，按照需要输入透明度值，然后按下回车键完成调整。
二、应用实例1. CAD绘制平面图在建筑设计中，平面图是一个非常重要的组成部分。
使用CAD软件可以方便地将各个部分的图像进行处理和编辑。
可以通过剪裁、调整大小、旋转等技巧，将图像处理成符合设计要求的形状和大小。
2. CAD制作产品设计在产品设计中，CAD软件可以帮助设计师更好地展示产品的外观和细节。
通过镜像、调整透明度等技巧，可以使产品的图像更加真实和生动。
同时，CAD软件还可以提供尺寸和比例等工具，帮助设计师准确地绘制产品。
3. CAD进行地图编辑在地理信息系统中，CAD软件可以配合图像处理技巧，进行地图编辑工作。
可以通过剪裁、调整大小等技巧，将地图图像进行精细化处理。
同时，CAD软件还可以绘制符号、添加文字等功能，帮助制作出更加清晰和详尽的地图。
cad课件ppt
直线
可使用“LINE”命令，在绘图 区域绘制直线。
多边形
可使用“POLYGON”命令， 在绘图区域绘T”命令，将 保存在CAD图库中的图形插入 到当前图纸中。
编辑命令
移动
可使用“MOVE”命 令，将选定的图形移 动到其他位置。
复制
可使用“COPY”命 令，将选定的图形复 制到其他位置。
菜单栏
详细解释菜单栏中各项菜单的 功能和使用方法。
工具栏
介绍各种工具栏的功能和使用 方法，如标准工具栏、绘图工
具栏等。
命令行
介绍命令行的使用方法，以及 如何通过命令行执行各种命令
。
文件操作
新建文件
介绍如何通过CAD软件新建文 件，并设置好相应的绘图参数
。
打开文件
介绍如何打开已经存在的CAD 文件。
具也很丰富。
Blender
03
Blender是一款开源的三维动画软件，其渲染功能也很强大，支
持多种渲染引擎。
输出与打印命令
图像输出
渲染完成后，可以将结果输出为 图像文件，以便在其他应用程序 中使用。
打印输出
可以将渲染结果直接打印成纸张 ，以供使用。
06
实战案例
绘制机械零件
总结词
熟练掌握机械零件的绘制方法和技巧，熟悉常用件和标准件的调用方式，提高绘 图效率。
渲染引擎是用于执行渲染计算的软件或硬件设备，不同的渲染引擎 具有不同的特点和优劣。
渲染命令与工具
Autodesk Maya
01
Maya是一款功能强大的三维动画软件，拥有丰富的渲染命令和
工具，支持多种渲染引擎。
Autodesk 3ds Max
02
3ds Max也是一款广泛使用的三维动画软件，其渲染命令和工
cadcam概论
无 手工 （只有手工 编程 没有 编制） 编制）
CAD/CAPP集成的方法 集成的方法
一、两者集成的关键问题： 两者集成的关键问题： CAD系统提供的零件几何信息需重组成具有加工 系统提供的零件几何信息需重组成具有加工 意义的加工特征和加工表面信息 CAD系统还应能提供 系统还应能提供CAPP所需的材料表面粗糙 系统还应能提供 所需的材料表面粗糙 尺寸公差、 度、尺寸公差、形位公差等非几何信息 国内外对CAD/CAPP集成进行了大量的研 国内外对 集成进行了大量的研 概括起来有以下一些解决技术 解决技术： 究，概括起来有以下一些解决技术：
CAD/CAM系统集成度的分类
集成度 CAD
低
接口
CAPP
NCP
特点
中
高
设计与 绘图机 制造独 输出 立进行 工程图 效率低 实现了 几何模 几何数 具有几何 交互方式的 交互方 型的传 据连接 式的NCP 模型 CAPP 式的NCP 输 ，效率 较高 真正集 具有完备 产品模 自动 自动 成效率 的产品信 型的传 很高 CAPP NCP 输 息模型
二、计算机辅助图形设计的自动编程
将设计好的零件图显示在屏幕上，由编程 将设计好的零件图显示在屏幕上， 人员指定要加工的表面， 人员指定要加工的表面，并回答软件提出 的一些问题，诸如对刀点、走刀方式、 的一些问题，诸如对刀点、走刀方式、切 削用量参数等，然后由系统进行自动编程， 削用量参数等，然后由系统进行自动编程， 形成刀位数据文件或APT程序，再经后处 程序， 形成刀位数据文件或 程序 变成机床所需的NC代码 代码。 理，变成机床所需的 代码。 三、从CAD获取信息的自动编程 获取信息的自动编程 NCP所需的零件形状信息直接从 所需的零件形状信息直接从CAD那 所需的零件形状信息直接从 那 里得到， 里得到，但这样的集成系统大部分缺乏工 艺分析能力，而是靠工艺人员输入所需的 艺分析能力， 工艺信息。因此，只有CAD/CAPP/NCP集 工艺信息。因此，只有 集 成在一起才能实现真正的自动编程。 成在一起才能实现真正的自动编程。
CAD图形处理技术
第四章CAD图形处理技术CAD图形处理技术即利用计算机通过算法和程序在显示设备上创建、修改、编辑和存储、输出图形的一种技术。
在计算机中表达图形方法有两种：1.点阵法：即由构成图形的点阵来表示，点阵中的所有点都具有一定的灰度和色彩。
通常我们把用点阵法生成的图形叫做像素图形。
2.参数法：通过在计算机内部记录图形的形状参数与属性参数来表达图形的一种方法。
其中形状参数是指描述物体的形状和大小的参数。
如线段的起点和终点等；属性参数是指颜色、线形等非几何属性。
通常我们把用参数法描述的图形叫做参数图形，简称图形。
图形处理是CAD/CAM中几何信息处理的基础和重要组成部分，也是促进CAD/CAM技术发展和应用的有效手段和工具,它与CAD/CAM技术有着密不可分的关系。
图形处理技术在CAD技术中发挥着重要的作用，了解和掌握计算机图形处理技术的一些基础知识和相关的基本概念与术语，对掌握CAD技术和熟练使用CAD应用软件是非常必要的。
本章将主要讨论图形的几何变换、窗口和视区变换、图形剪裁、交互式几何建模、参数化几何建模以及尺寸驱动式几何建模。
4.1. 图形处理的数学基础4.1.1坐标系几何物体具有很多重要的性质，如大小、形状、位置、方向以及相互之间的空间关系等。
为了描述、分析、度量这些特性，就需要一个称为坐标系统的参考框架。
从本质上来说，坐标系统自身也是一个几何物体。
在图形学中，采用了很多各具特色的坐标系统。
以其维度上看，可分为一维坐标系统、二维坐标系统、三维坐标系统以及多维坐标系统。
以其坐标轴之间的空间关系来看, 可分为直角坐标系统、极坐标系统、圆柱坐标系统、球坐标系统等。
其中直角坐标系统尤为常用，也称笛卡尔坐标系。
圆柱坐标系统与直角坐标系统的关系为x=rθ,y=rsinθ,z=z。
球坐标系统与直角坐标系统的关系为x=rsinϕcosθ,y=rsinϕsinθ,z=rcosϕ这些坐标系统的定义与空间解析几何中的定义是一致的。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
图形会有伸缩变形。
3.2 图形的裁剪技术
确定图形中哪些部分落在显示区之内,以便显示落在显 示区内的那部分图形，这个选择过程称为裁剪。 只有窗口内的物体才能显示出来。因此，窗口之外的物 体都是不可见的，可以不参加标准化转换及随后的显示 操作，节约处理时间。裁剪（clipping）是裁去窗口之 外物体的一种操作。
视区 窗口
视区
3.1 计算机图形学基础知识
3、如果视区的纵横比与窗口的纵横比不一致时，经变换 后的图形在视区中输出时会产生失真现象，因此在定义窗 口和视区时，要保证它们的纵横比一致。
窗口
视区 视区
3.1 计算机图形学基础知识
窗口和视区的关系： ①窗口定义在用户坐标系中；视区定义在设备坐标
系中。 ②窗口能定义一个、数个、嵌套；视区的个数由窗
规格化设备坐标系（NDCS）：
由于不同的图形设备具有不同的设备坐标系，且不同设 备间坐标范围也不尽相同，为了避免由于设备坐标系与设备 的相关性影响应用程序的可移植性，引入与设备无关的规格 化的设备坐标系，规格化的设备坐标系的取值范围是左下角 （0.0,0.0）
观察坐标系 规格化设备坐标系 设备坐标系
口个数决定，以保证一一对应关系。 ③窗口能进行移动、放大、缩小、旋转等几何变换；
视区一般不能进行几何变换。
3.1 计算机图形学基础知识
结论： ①当视区大小不变时，窗口缩小或放大时，则显示
的图形会相反地放大或缩小。 ②当窗口大小不变时，视区缩小或放大时，则显示
的图形会跟随缩小或放大。 ③当窗口与视区大小相同时，则显示的图形大小比
3.1 计算机图形学基础知识
设备坐标系（DCS）：
图形输出设备（如显示器、绘图机）自身都有一个坐标 系，称为设备坐标系或物理坐标系。
设备坐标系是一个二维平面坐标系，用于在图形设备上 定义图形或窗口的位置，它的度量单位是步长（绘图机） 或像素（显示器）。
定义域是整数域且是有界的。
3.1 计算机图形学基础知识
b d 1
3.1 计算机图形学基础知识
二维图形的输出过程
三维形体的输出过程
3.1 计算机图形学基础知识
窗口
视区
注意：
1、当视区不变时，窗口尺寸缩小则视区图形尺寸变大，窗 口尺寸变大则视区显示尺寸变小。
窗口
3.1 计算机图形学基础知识
2、当窗口尺寸不变时，视区的尺寸变化与视区内显 示图形的尺寸变化一致。
定义第二层窗口，在第n层窗口中再定义第n+1层窗口，在各种
CAD系统中经常用到的框选放大操作就是窗口技术的典型应用。
2、视区(Viewport)
设备坐标系中的一个矩形区域，在图形设备上用来输出图形的 最大区域称之为屏幕域，它是有限的整数域，任何小于或等于屏 幕域的区域都可定义为视区。视区由用户在屏幕域中用设备坐标 定义，一般也由左下角点和右上角点坐标来表示，同样视区也可 以是多层的。而且，在同一屏幕还可以定义多个视区。
第三章 计算机图形处理技术
§1 坐标系与坐标变换 §2 图形的裁剪技术 §3 图形的几何变换 §4 CAD/CAM中图形的生成方法 §5 交互技术和图形标准
3.1 计算机图形学基础知识
坐标系分类
3.1 计算机图形学基础知识
模型坐标系（造型坐标系MCS）： （Modeling Coordinate System）
右手坐标系，是用来描述世界坐标系中每个具体物体的形 状，当物体的空间位置发生变化时，由造型坐标系定义的物 体上的各点的坐标值不变，也称工作坐标系。
图a
图b
3.1 计算机图形学基础知识
世界坐标系(WC)：
世界坐标系（也称用户坐标系）是用户用于定义所有物体 的统一参考坐标系，它在计算过程中始终保持唯一性。物体 从模型坐标下经几何变换到世界坐标系称模型变换。
xv yv
axw cyw
b d
a Vxr Vxl Wxr Wxl
b
Vx1
Vxr Wxr
Vxl Wxl
Wxl
c Vyt Vyb Wyt Wyb
d
Vyb
Vyt Wyt
Vyb Wyb
Wyb
3.1 计算机图形学基础知识
窗口与视区的变换
a 0 0
xv yv 1 xw yw 1 0 c 0
3.2 图形的裁剪技术
点与字符的裁剪
点的裁剪比较简单，当图形系统的窗口确定之后，设
被裁剪的点的坐标为（x，y），则只有当该点的坐标满
足下式
wxl x wxr wyb y wyt
xv Vxl xw Wxl Vxr Vxl Wxr Wxl yv Vyb yw Wyb Vyt Vyb Wyt Wyb
3.1 计算机图形学基础知识
窗口与视区的变换
xv
Vxr Wxr
Vxl Wxl
( xw
Wxl ) VxlyvFra bibliotekVyt Wyt
Vyb Wyb
( yw
Wyb ) Vyb
v
n
VRC
u
WC
x
z y
用于定义整图或最高层次图形结构，各子图、图元都放在wc的适当 位置。世界坐标系与造型坐标系是整体与局部的关系，造型坐标系 也称为局部坐标系，世界坐标系也称为整体坐标系。
3.1 计算机图形学基础知识
观察坐标系（VCS）：
符合右手定则的直角坐标系
作用： （1）用于指定裁剪空间， 确定物体要显示输出的 部分； （2）是通过在观察坐标 系中定义观察平面，把 三维物体的世界坐标变 换为规格化设备坐标。
用户的图形数据经转换成规格化设备坐标系后，使应用 程序与图形设备隔离开，增强了应用程序的可移植性。
3.1 计算机图形学基础知识
坐标系
造型坐标系 世界坐标系 观察坐标系 规格化坐标系 设备坐标系
造型变换 观察变换 投影变换
3.1 计算机图形学基础知识
窗口与视区
1、窗口(Windows)
用户坐标系中的一个矩形区域，可以用其左下角点和右上角点 坐标来表示。只有在这个区域内的图形才能在设备坐标系下显示 输出，其余的将被裁剪掉。窗口可以嵌套，即在第一层窗口中再
3.1 计算机图形学基础知识
yw
yv
窗口
视区
xw
xv
通过变换可以把窗口中的图形和视 区中的图形一一对应起来。
输出图形：用户坐标系 设备坐标系 （窗口坐标） （视区坐标）
输入图形：设备坐标系 用户坐标系 （视区坐标） （窗口坐标）
3.1 计算机图形学基础知识
3.1 计算机图形学基础知识
窗口与视区的变换