cg在caid中的应用new

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1、浅析CG在CAID中的应用摘要：本文论述了计算机图形学在计算机辅助工业设计中的应用，并尝试在这两门学科之间建立某种联系。其应用主要体现在图形生成技术、真实图形技术、曲面建模技术、特征建模技术、参数化和变量化绘图技术、产品数据交换接口技术和虚拟现实技术等几个方面。关键词：计算机图形学计算机辅助工业设计工业设计建模技术Abstract:Inthisarticle,IdiscussedabouttheusageofCGinCAID,andItriedtoconstructcertainrelationbetweenCGandC

2、AID.WhatisusedinCAIDincludes7points:technologyofgraphicgeneration,techonogyofrealgraphic,technologyofsurfacemodeling,technologyoffeatuermodeling,technologyofparameterizationandvariableizationdrawing,technologyofproductdataexchangeinterface,technologyofvisualreali

3、ty.Keywords:ComputerGraphics,ComputerAidedIndustrialDesign,IndustrialDesign,modeling,technologyCAID，即计算机辅助工业设计（ComputerAidedIndustrialDesign）.何谓工业设计（IndustrialDesign）？就批量的生产而言，对产品的外观、色彩、材质、结构、表面处理、人机界面等进行的综合设计叫做工业设计，同时，为促进销售对产品进行广告宣传的设计以及设计师运用自身的知识对产品作出视觉评价时，也属于工

4、业设计的范畴。何谓CAID，简言之，即利用计算机对产品进行辅助设计。通观工业设计的定义，从产品的概念设计开始，一直到产品的交付使用，工业设计师都必须借助视觉语言进行设计、交流和产品宣传。通常在工业设计中，视觉语言无非有手绘草图、模型和效果图三种类型。没有这三种语言（也可以讲是三种手段），设计师就很难甚至无法表达自己的设计思想。在传统的工业设计中，这几种视觉语言都是要靠设计师通过繁重的手绘和手工制作来实现的。随着CG（ComputerGraphics）在设计学科中的广泛运用，设计方法和观念发生了深刻的变化，利用CG的研究成

5、果进行CAID成为设计和创作的新趋势和新动向。特别是电脑虚拟技术的发展和在设计领域中的应用，使设计中艺术与技术的隔膜——即设计作品的物化过程的隔膜得以消失，也使传统的设计程序发生了根本的变化，即有可能实现真正意义上的“并行设计”，使设计作品能综合艺术、结构、工艺、技术、材料、经济等多方面的因素，以谋求最佳、最完善的实现途径，使最终的产品得到理论上的可行性和经济性的高度整合，成为检讨设计的重要手段。下面就几个主要方面来谈谈CG在CAID中的应用。一、图形生成技术４要谈CAID，首先就要涉及如何生成图形。对工业设计而言，图形

6、是最重要的表达方式。图形生成技术包括基本图形元素的生成，自由曲线和曲面的生成、图形元素的求交和集合运算、不同字体的点阵表示及矢量字符的生成。在设计产品造型时，曲线和曲面是描述物体不可缺少的元素。对于规则的曲线曲面，只要按照其参数方程实际画出即可。而那些不能用简单的数学模型进行描述的线面，则需由不规则的、离散的数据加以构造，通常采用插值法或曲线拟合法。除此以外，还包括曲线曲面的拼接、分解、过度、光顺、整体与局部修改等。二、真实图形技术对于CAID，用计算机产生三维形体的真实图形是其重要任务之一。那么，什么是真实图形呢？经过

7、消隐、着色、渲染等效果处理的图形称为物体的真实图形。真实图形是用来进行直观设计和交流的重要载体。（1）消隐。该算法是在给定空间观察位置之后，确定哪些线段、面或体是否可见的算法。依据的算法原理有：面的可见性检验，包含性检验，深度检验。（2）明暗。明暗效应是指光照射在物体上，经周围环境作用后达到人眼视网膜上产生的感知效果。可以使用数学公式对物体表面的反射和折射现象进行处理，从而进一步提高数字模型的真实感。（3）阴影。这是由于物体自身遮挡使光线照不到它的某些面以及场景中位于它后面的区域而形成的物理现象。产生阴影的过程相当于两次

8、消隐过程。一次对光源消隐，另一次是对观察者的位置或视点消隐。此外还有纹理处理、光线跟踪、辐射度、透明度等更准确描述图形的真实图形技术。三、曲面建模技术随着社会的发展，社会产品的丰富，人们的选择余地加大，市场逐渐由卖方转为买方，同时，人们的精神需求在提高，审美观点也在发生着变化。另外，技术的进步也使得产品形态的多样化成