计算机辅助设计与autocad课件

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1、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。第1章计算机辅助设计概述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

2、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（ComputerGraphics）。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

3、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—ComputerAidedDesign），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

4、。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，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

5、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（与photoshop等不同）。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。AutoCAD2007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

6、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﹑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

7、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。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﹑显示器和鼠标），绘图机或打印机。计算机是整个

8、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