第9章-三维实体的表示
第1章 绪论
室博士论文——sketchpad：ManMachine Graphical Communication System) 1964年：IBM2250显示器——第一代刷新式随机扫 描图形终端； 1970年——至今：光栅图形显示器的诞生。
2. 交互式绘图
(Interactive Draft)
3. 计算机辅助设计/制造
(CAD/M,Computer Aided Design/Manufacturing)
4. 艺术与娱乐
(Art & Amusement)
5. 模拟与仿真
(Emulation & Simulation)
6. 计算机辅助教学
研究的对象是图形。
3. 图形的定义
从客观世界中抽象出来的带有颜色 和形状信息的图和形。
1.1 计算机图形学的概念及研究内容
4. 图形分类
1）线条式——用线段来表现图形。适合于 反映客观实体的内部结构，因而适合表示各类 如工程技术中的结构图。如，机械零件结构图、 地形图、土木设计中的房屋结构图、平面图布 置图和剖面图。
1.2 计算机图形学的发展
2)输入设备： 光笔、鼠标、操纵杆、跟踪球、输入板、坐标数字化 仪、触摸屏。
1.2 计算机图形学的发展
2. 软件的发展
1）计算机图形学软件种类(3类) （1类）——用现有的高级程序设计语言写成的 软件包。
用户使用时按照相应计算机语言的规定调 用所需要的子程序生成各种图形。较为广泛使 用的图形标准化程序包：GKS、PHIGS、GL。 便于移植但执、行速度效率较低。
1.1 计算机图形学的概念及研究内容
图像处理——则是用摄像或扫描仪等观测手段将客 观世界中原来存在的景物摄制成数字化图像，对图 像进行分析和处理，理解图像的内涵，进而从图像 中提取所关注的景物的二维和三维信息。如：卫星 遥感中的资源探测、气象预报中的云图和海图处理、 人体的CT扫描、工业中的射线探伤、进项图谱分析 等。
第9章导热(1)
每一载体单独作用时：
1 3
Cv
cl
载体的体积热容 载体的平均速度 平均自由程
两种或两种以上载体同时存在时：
1
3 i Cv,i ci li
18
3、物质导热系数的特点
(1)同一种物质的固态导热系数最大,气态导热系数 最小；
(2)金属导热系数大于非金属的导热系数(相差1～2 个数量级)；
(3)导电性能好的金属,导热性能也好（Wiedemann -Franz定律）。银是最好的导电体, 也是最好的 导热体;
适用于均质连续介质，工程上许多材料不满足此 条件，但所取微元体内的性质基本均匀一致时亦 可用，如砖、混凝土等；
各向同性材料，导热系数与方向无关。此时，由
傅氏定律知：q与gradt共线、反向，均垂直于等
温面（线）；
傅氏定律假定热扰动以无限大的速度传播，当传 播速度有限时
a q q t
c
n
c t
x
t x
y
t y
z
t z
33&V
导热微分方程式建立了导热过程中物体的温度随 时间和空间变化的函数关系。
当导热系数为常数时, 导热微分方程式可简化为
式中，
t a2t &V
c
2t
2t x2
2t y2
2t z2
34
例9-1
无内热源、常物性二维导热物体在某一瞬时的温度分布
多孔材料的导热系数是指它的表观（有效）导热 系数, 或称作折算导热系数，它相当于和多孔材料 物体具有相同的形状、尺寸和边界温度, 且通过的 导热热流量也相同的某种均质物体的导热系数。 最简单的表观导热系数的计算式为：
e f (1 )s
第六章三维数据的空间分析方法
第六章三维数据的空间分析方法三维数据的空间分析方法是地理信息系统中的重要内容之一、随着技术的发展和数据的积累，三维数据的空间分析在城市规划、建筑设计、环境监测等领域得到了广泛的应用。
本章将介绍三维数据的表示方法以及常用的空间分析方法。
一、三维数据的表示方法三维数据的表示方法主要有两种：体素法和表面法。
1.体素法：体素是三维空间中的一个像素，类似于二维空间中的像素。
体素法将三维空间划分为一系列的小立方体，每个立方体称为一个体素。
每个体素可以用一个数值来表示其属性，例如高度、温度等，这样就形成了一个三维数组。
体素法的优势是能够全面地表示三维数据的空间分布特征，但也存在数据量大、计算复杂的缺点。
2.表面法：表面法是用一个或多个表面来表示三维空间中的对象。
表面可以是多边形网格、三角网格等。
表面法常用于建筑设计、可视化等领域。
表面法的优势是数据量相对较小，计算相对简单，但不能很好地反映三维数据的内部特征。
1.空间插值：空间插值是根据已有数据点的属性值，推算未知位置的属性值。
常用的插值方法有反距离加权法、克里金插值法等。
空间插值在三维数据的空间分布分析中起到了至关重要的作用。
2.空间关系分析：空间关系分析是研究不同空间对象之间的关系，如接近、远离、相交等。
在三维数据的空间分析中，常用的空间关系分析方法有空间缓冲区分析、空间接近分析等。
3.可视化分析：可视化分析是通过图形展示三维数据的空间分布特征。
常用的可视化分析方法有三维透视图、等值线图等。
可视化分析能够直观地展示三维数据的分布规律，对于决策和规划具有重要的指导作用。
4.空间统计分析：空间统计分析是通过统计学方法研究三维数据的空间分布特征。
常用的空间统计分析方法有聚类分析、空间自相关分析等。
空间统计分析可以帮助我们理解三维数据的空间格局，并提取有用的信息。
5.空间模拟分析：空间模拟分析是通过模拟方法模拟三维数据的空间变化过程。
常用的空间模拟分析方法有蒙特卡洛模拟、细胞自动机模型等。
第三章 基本体及叠加体
素线法
f″ e″
f f e e
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第二节 回转体的三视图及表面取点
一、概述 曲面立体：由曲面或曲面和平面所围成。 某些曲面可以看作由一条线按一定的规律运动所形成，这条运 动的线称为母线，而曲面上任意位置的母线称为素线。母线绕轴 线旋转，形成回转面。母线上的各点绕轴线旋转时，形成回转面 上垂直于轴线的纬圆。 回转体分类： 圆柱体（由直线绕与它平行的轴线旋转而成 ） 圆锥体（由一直线绕与它相交的轴线旋转而成 ） 圆 球（由一圆绕其直径旋转而成） 圆 环（一圆母线绕与其共面但不通过圆心的轴线旋转而成 ）
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（2）圆锥体表面上的点
圆锥面在三个投影面上的投影都没有积聚性，所以必须用作辅 助线的方法实现在圆锥表面上取点。方法：素线法和纬圆法。 【例五】如下图示，已知圆锥表面上点A的正面投影a‘，求作其水平投影a 和侧面投影a"。
两个视图相同，但物体的形状不同
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④注意视图中虚实变化，区分不同形体。
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三、叠加体的画图
1．叠加体的画图方法与步骤: ①画出各基本体的各自投影 ②画各基本体表面相对位置（表面对齐或不对齐等)
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GIS笔记
第一章1、GIS是在计算机软、硬件支持下，采集、存储、管理、处理、检索、分析和显示空间物体的地理分布数据及与之相关的属性，并以回答用户问题等为主要任务的技术系统。
也是处理地理数据的输入、输出、管理、查询、分析和辅助决策的计算机系统。
）2、GIS软件技术发展经历以下五个阶段：集成式GIS/模块式GIS、核心式GIS、组件式GIS、万维网GIS.3、GIS发展的各阶段特点4、GIS用户：GIS最终用户，GIS专业人士，GIS开发商/系统集成商4、GIS构成：硬件、软件、数据、人员、方法。
5、GIS产品模式可归结为：数字地图、桌面制图、桌面GIS、专业化GIS。
6、地理信息系统的类型：工具型地理信息系统、应用型地理信息系统（专题地理信息系统、区域地理信息系统）、大众地理信息系统。
第二章1、GIS软件的主要特点（1）在存储技术上，传统的GIS采用两库结构，即空间数据库和属性数据库的分离。
（2）在数据组织与处理模式上，传统的GIS仍然沿袭地图处理的模式。
在实现上，将空间数据组织成物理实体（点、线、面等）、图层、地图和图库几个层次。
（3）在网络和分布式环境下系统组成方面，传统的GIS支持树型的系统结构和主－从工作模式，上下级数据交换基本上以图层为单位进行。
（4）在空间数据管理范围方面，目前的GIS可以比较有效地处理二维空间数据，并能较好地处理DEM 数据、实现三维实体的表面显示。
（5）在数据共享和功能共享方面，虽然目前开始注意元数据问题，已经解决了不同格式空间数据之间转换问题，可以实现有缝的数据共享。
但是GIS功能共享和互操作问题尚未得到解决。
以系统为中心的问题没有得到根本克服。
因此，传统的GIS软件的特点可以简要地归纳为：以系统为中心，以地图为基础，二维处理，静态管理，尺度割裂，数据集中。
2、GIS软件开发过程中的问题：1）经费预算经常突破，完成时间一再拖延。
2）开发的软件不能满足用户的要求。
3）开发的软件可维护性差。
第10章三维立体图形的绘制
绘制圆锥体
选择“绘图”|“实体”|“圆锥体”命令 选择“绘图”|“实体”|“圆锥体”命令 (CONE)，或在“实体”工具栏中单击“圆锥 (CONE)，或在“实体”工具栏中单击“圆锥 体”按钮，即可绘制圆锥体或椭圆形锥体 。
绘制球体 选择“绘图”|“实体”|“球体”命令(SPHERE)，或在 选择“绘图”|“实体”|“球体”命令(SPHERE)，或在 “实体”工具栏中单击“球体”按钮，都可以绘制球体。这 时只需要在命令行的“指定中心点或 [三点(3P)/两点(2P)/相 三点(3P)/两点(2P)/相 切、相切、半径(T)]:”提示信息下指定球体的球心位置，在命 切、相切、半径(T)]:”提示信息下指定球体的球心位置，在命 令行的“指定半径或 [直径(D)]:”提示信息下指定球体的半径 直径(D)]:”提示信息下指定球体的半径 (D)]:” 或直径就可以了。 绘制球体时可以通过改变ISOLINES变量，来确定每个面 绘制球体时可以通过改变ISOLINES变量，来确定每个面 上的线框密度。
在AutoCAD 中，虽然创建“长方体” 和“楔体”的命令不同，但创建方法却相同， 因为楔体是长方体沿对角线切成两半后的结 果。
绘制楔体
绘制圆柱体
选择”绘图”|“实体”|“圆柱体”命令 选择”绘图”|“实体”|“圆柱体”命令 (CYLINDER)，或在”实体”工具栏中单击“圆 (CYLINDER)，或在”实体”工具栏中单击“圆 柱体”按钮，可以绘制圆柱体或椭圆柱体。
举例
车轮模型 最后效果如下图:
具体步骤: 1.新建一文件,绘制辅助圆,半径为200,如下图 所示
2.绘制圆环面,单击”曲面”工具栏中的”圆 环面”,以上一个圆的圆心为圆心,面半径为 200,圆管半径为16, 得到以下效果
第9章(3) 阳离子、中性分子的络合与阴离子键合
自的作用物具有几乎完全的选择性(选择因子为104)。
Materials Chemistry II
硫酸根阴离子在SBP结构里的结合共通过7个氢键作用控
制，这些氢键分别源于蛋白质主体的NH基团，丝氨酸的OH
和色氨酸的NH基团；这些基团都是作为氢键给体(图9.61)。
图9.61 （a）SBP-硫酸根相互作用的立体示意图；（b）丝氨酸、半
该性质说明，含有路易斯酸性原子的主体，如有
机硼、汞或锡化合物，或者金属阳离子，都可能通
过构造配位键找到适合的主体。路易斯酸-碱配位相
互作用具有高度方向性，为选择性主体的设计奠定 了很好的基础。路易斯碱的性质也使得阴离子适合 作为氢键受体，正如在katapinands对卤离子的结合 中，电荷辅助的N—H„Cl氢键可反映出主体的大数 量络合能力。
围原生质阴离子转运蛋白质的晶体学性质，它们被称作磷酸根
络合蛋白(phosphate binding protein，PBP)和硫酸根络合蛋白 (sulphate binding protein，SBP)。这些蛋白质的作用就是一旦它 通过被动传输透过细菌的细胞膜，就会与阴离子紧密结合在一 起。两种蛋白质的结构彼此非常相似。在每种情况下，阴离子 被束缚在深度大约8 Å的缝隙里，该缝隙由两个蛋白质的球状区 域交叉形成，其折叠方式彼此都很相似。这两种结构的显著区 别在于蛋白质结合点上氢键结合残基的排列，这使得它们对各
CAD三维教程ppt课件
.
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AutoCAD三维建模
图10-5 命名UCS
.
图10-6 UCS详细信息
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AutoCAD三维建模
设置选项 在如图10-4对话框中单击“设置”即可打开，如
图10-8所示。
图10-7 正交UCS
图10-8 UCS设置
.
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AutoCAD三维建模
a. 在 “ UCS 图 标 设 置 ” 有 3 个 复 选 框 ， 用 来 设 置 UCS图标的显示特征。勾选“开”复选框选项，在绘 图区的左下角显示UCS图标；勾选“显示于UCS原点” 复选框选项使UCS图标始终位于当前坐标的原点处； 勾选“应用到所有活动窗口”复选框选项使UCS 图标 设置应用到当前图形中的所有活动视口。
在菜单中点击即可实现，也可如图10-12所示的 对话框中，选中所需设置的视图，设为当前值。
图10-12 视图对话框
.
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AutoCAD三维建模
七、平面视图PLAN 1. 功能 用户还可以通过PLAN命令从平面视图查看图形。选择的平 面视图可以是基于当前用户坐标系、以前保存的用户坐标系或 世界坐标系。PLAN命令修改查看方向并关闭透视和剪裁，但它 不修改当前用户坐标系。在PLAN命令之后输入或显示的坐标都 是相对于当前用户坐标系的。 2. 调用 菜 单：视图→三维视图→平面视图 命 令： PLAN 3．格式 执行命令之后，AutoCAD提示： 输入选项 [当前 UCS(C)/UCS(U)/世界(W)] <当前 UCS>:
第9章数学形态学原理
* 利用数学形态学方法提取的图像骨架也比较连 续，断点少。
14
数学形态学的核心运算是击中与否变换（HM T），在定义了HMT及其基本运算膨胀（Dilation） 和腐蚀(Erosion)后，再从积分几何和体视学移植一 些概念和理论，根据图像分析的各种要求，构造出 统一的、相同的或变化很小的结构元素进行各种形 态变换。在形态算法设计中，结构元的选择十分重 要，其形状、尺寸的选择是能否有效地提取信息的 关键。
21
形态运算的质量取决于所选取的结构元和形 态变换。结构元的选择要根据具体情况来确定， 而形态运算的选择必须满足一些基本约束条件。 这些约束条件称为图像定量分析的原则。
22
9.2.1 数学形态学定量分析原则 9.2.2 数学形态学的基本定义及
基本算法
23
集合论是数学形态学的基础，在这里首先对 集合论的一些基本概念作一总结性的概括介绍。 对于形态处理的讨论,将从两个最基本的模加处 理和模减处理开始。它们是以后大多数形态处理 的基础。
24
1. 基本的定义
1）集合 具有某种性质的确定的有区别的事物的全
体。如果某种事物不存在，称为空集。集合常 用大写字母 A, B, C, … 表示，空集用 表示。
25
设 E 为一自由空间，(E) 是由集合空
间 E 所构成的幂集，集合 X , B (E) ，则
集合 X 和 B 之间的关系只能有以下3 种形式：
4
随后，J. Serra和 G. Matheron在法国共同建立了枫 丹白露（Fontainebleau）数学形态学研究中心。在 以后的几年的研究中，他们逐步建立并进一步完善 了数学形态学的理论体系，此后，又研究了基于数 学形态学的图像处理系统。
第九章 透视详解
一、视点的选定
4、根据视角确定视距。 若画面宽为Ｂ，视距 则以１．５－２Ｂ为宜， 此时的视角在２８－３７ 之间，同时心点宜在画面 中部的１／３范围内。
一、视点的选定
5、视高 即视平线与基线间的距离，一般可按人的身高（１．５－ １．８ｍ）确定。为取得透视图的特殊效果，可将视点按 需要升高或降低。
二、画面位置的选择
灭 点 一
两点透视 （长宽有灭点）
灭 点 二
2、两点透视
两点透视的效果真实自然，易于变化，适合表达各种环 境和气氛的建筑物，是运用最普遍的一种透视图形式。
3、三点透视
当画面倾斜于基面，建 筑物的三组轮廓线均与画面 相交，则三个方向均有灭点， 分别为F1、F2和F3，这样产 生的透视图称三点透视。 灭点一 灭 点 二
灭点
1、一点透视
一点透视的图像平衡、稳定，适合表现一些气氛庄严， 横向场面宽广，能显示纵向深度的建筑群，如政府大楼、 图书馆、纪念堂等；此外，一些小空间的室内透视，多灭 点易造成透视变形过大，为了显示室内家俱或庭院的正确 比例关系，一般也适合用一点透视。
2、两点透视
当画面垂直于基面，建筑 物只有一主向轮廓线与画面平 行(一般是建筑物高度方向)， 其余两主向轮廓线均与画面相 交，则有两个灭点F１和F２， 这样产生的透视图称两点透视。
s h A° B° h
F
AB的全线透视
g
T
g
二、空间水平线的透视画法
d
c p t cg dg f p
T h L
C°
s D° F h
c° g t
d°
g
水平线透视的画图步骤
1. 求迹点 延长直线与画面相交，得到直线的画面迹点T。 2. 求灭点 过站点s作水平线段的平行线，交画面线 P— P 于基灭点f， 再f作垂直线交于视平线 h — h 上得灭点F 。 3. 求直线的透视方向 直线的画面交点与灭点的连线。 4. 求端点的透视 过站点向各端点连线与画面线p-p相交，过交点 引垂线与 各自的透视方向线相交即得端点的透视。 5. 连端点的透视，得到直线的透视。