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第一章 CAD概述1

1．1 CAD 的产生和发展1

1．1．1 设计的过程1

前言1

1．1．2 自动设计2

1．1．3 CAD 的出现2

1．2 CAD 的功能和应用2

1．2．1 CAD 的应用2

1．2．3 CAD 系统的组成3

1．2．2 CAD 的功能3

1．3 CAM4

1．3．1 CAM 的产生4

1．3．2 CAM 的功能4

1．4 CAD 与CAM的集成5

1．4．1 CAE5

1．4．2 CIMS5

2．1．3 工程工作站系统7

2．1．2 小型机成套系统7

第二章 CAD的硬件系统7

2．1．1 主机系统7

2．1 CAD 的主机系统7

2．1．4 PC机系统8

2．2 图形输出设备8

2．2．1 图形输出设备的分类9

2．2．2 阴极射线管（CRT）9

2．2．3 彩色CRT10

2．2．4 刷新式随机扫捞显示器10

2．2．5 刷新式光栅扫描显示器10

2．2．6 存储管式随机扫捞显示器12

2．2．7 笔式绘图仪及插补原理12

2．2．8 喷墨打印机13

2．2．9 激光打印机13

2．3．1 图形输入设备的逻辑分类14

2．3 图形输入设备14

2．3．2 光笔15

2．3．3 鼠标器15

2．3．4 数字化仪16

2．3．5 扫描仪17

2．4 图形处理器17

2．4．1 CPU和DPU17

2．4．2 个人计算机的视频卡17

第三章 CAD 软件系统19

3．1 图形软件设计基础19

3．1．1 图形的表示19

3．1．2 图形的属性23

3．1．3 图形数据结构24

3．2 图形软件标准GKS25

3．2．1 图形软件标准化25

3．2．3 图段27

3．2．2 GKS的图素27

3．2．4 GKS的输入功能28

3．2．5 GKS的工作站29

3．2．6 图段的存储29

3．3 有限元分析30

3．3．1 有限元分析的基本原理30

3．3．2 有限元分析的前置处理和后置处理30

3．4 最优化设计方法31

3．4．1 目标函数与约束条件31

3．4．2 无约束问题的优化方法32

3．4．3 约束问题的优化方法33

3．5 CAD 的数据库34

第四章 图形的生成算法36

4．1 基本图案及其生成算法36

4．1．1 基本图素的属性36

4．1．2 基本图素生成算法36

4．2 点生成算法38

4．2．1 DDA 算法39

4．2．2 Bresenham算法40

4．2．3 逐点比较法41

4．3 线生成算法42

4．3．1 圆孤的多边形逼近算法42

4．3．2 n次抛物线多边形逼近算法43

4．3．3 一般曲线的多边形逼近44

4．4 曲线拟合44

4．4．1 插值与逼近44

4．4．2 圆孤插值46

4．4．3 多项式（抛物线）插值46

4．4．4 样条插值48

4．4．5 Bezer曲线50

4．4．6 B样条曲线52

4．5．1 多边形填充算法58

4．5 二维域的生成58

4．4．7 非均匀有理B样曲线（NURBS）58

4．5．2 种子填充算法60

4．6 字符的生成61

4．6．1 字符生成器61

4．6．2 字符的属性62

第五章 图形变换63

5．1 坐标第63

5．1．1 坐标第的分类63

5．1．2 世界坐标系63

5．1．3 造型坐标系63

5．1．4 观察坐标系63

5．1．5 设备坐标系64

5．1．6 规格化设备坐标系64

5．2 几何变换64

5．2．1 基本二维几何变换64

5．2．2 逆变换66

5．2．3 复合变换67

5．3．1 给表示矩阵加边68

5．3．2 齐次坐标的几何解释68

5．3 齐次坐标68

5．4 齐次坐标系下的几何变换69

5．4．1 基本二维变换及共逆变换69

5．4．2 二维复合变换70

5．4．3 三维几何变换72

5．5 二维观察变换74

5．5．1 世界坐标第（WC）与窗口（Window ）74

5．5．2 设备坐标第（DC）与视口（viewport）74

5．5．3 窗口视口变换75

5．6 图形裁剪75

5．6．1 点的裁剪75

5．6．2 二维线段的裁剪75

5．6．3 多边形的裁剪76

5．7．2 平行投影变换77

5．7．1 投影变换的分类77

5．6．4 字符的裁剪77

5．7 投影变换77

5．7．3 透视变换与透视投影变换79

5．8 三维裁剪80

5．8．1 观察坐标系下的三维裁剪80

5．8．2 裁剪坐标系下的三维裁剪82

5．8．3 屏幕坐标系下考虑深度的裁剪83

第六章 三维图形显示86

6．1 几何造型86

6．2 线框造型86

6．3 曲面造型86

6．3．1 曲面的表示87

6．3．2 双三次曲面88

6．3．3 Coons曲面89

6．3．5 B样条曲面90

6．3．4 Bezler曲面90

6．3．6 非均匀有理B样条（NURBS）曲面91

6．4 实体造型91

6．4．1 基本体素及其运算91

6．4．2 三维形体的表示方法92

6．5 消隐96

6．5．1 消除隐藏和隐藏面96

6．5．2 Roberts算法96

6．5．3 Warnock算法99

6．5．4 深度缓冲器算法100

6．5．5 曲面的等值线消隐算法101

6．6 明暗处理102

6．6．1 一个简单的光照模型102

6．6．2 多面体的明暗处理方法103

6．6．3 阴影104

6．6．4 透明105

6．6．5 纹理106

6．6．6 整体光照模型和光线跟踪算法106

6．7 颜色107

6．7．1 颜色感觉形成的基本原理107

6．7．2 颜色的心理属性109

6．7．3 颜色的描述110

6．7．4 颜色模型113

6．7．5 颜色的协调114

第七章 CAD 的变互技术115

7．1 用户接口概述115

7．1．1 用户模型115

7．1．2 命令语言115

7．1．3 输入反馈115

7．1．4 信息显示115

7．2．1 逻辑输入设备的模拟116

7．2．2 输入控制方式116

7．2 输入设备和三种输入工作方式116

7．2．3 定位技术118

7．3 菜单技术118

7．3．1 菜单的形成119

7．3．2 菜单的结构119

7．3．3 菜单的选择119

7．4 窗口与对话框120

7．4．1 窗口技术120

7．4．2 对话框121

第八章 Auto CAD123

8．1 Auto CAD 的软硬件环境123

8．2 Auto CAD 的装入、启动和运行124

8．2．1 Auto CAD 装入124

8．2．2 Auto CAD 启动、运行124

8．3 基本绘图命令的使用128

8．3．1 Auto CAD 命令的输入形式128

8．3．2 Auto CAD 的实用命令129

8．3．3 Auto CAD 实体绘图命令132

8．3．4 图形编辑程序的使用134

8．4 层、颜色和线型135

8．4．1 层136

8．4．2 图层的颜色136

8．4．3 图层的线型136

8．4．4 图层命令LAYER的使用136

8．5 块138

8．5．1 块的定义命令—BLOCK138

8．5．2 块的插入命令—INSERT138

8．5．3 块的存盘命令—WBLOCK139

8．5．4 基准点命令—BASE139

8．6 属性 Attrlbute139

8．6．1 定义属性140

8．6．2 定义属性块141

8．6．3 属性编辑141

8．6．4 属性显示和提取143

8．7．1 图形变换文件的格式145

8．7 Auto CAD 与高级语言的连接145

8．7．2 图形变换文件的操作命令155

8．7．3 图形交换文件的生成156

8．7．4 图形交换文件的读取157

8．8 Auto LISP语言及编程158

8．8．1 Auto LISP的安装和运行159

8．8．2 Auto LISP的数据类型159

8．8．3 Auto LISP的应用160

8．8．4 Auto LISP的标准函数163

8．8．5 啬的Auto LISP函数171

8．8．6 程序结构控制函数180

8．8．7 文件管理与I/O函数181

9．1．2 系统软件的选择184

9．1．3 系统软件的选择184

9．1 CAD 应用软件的开发方法184

9．1．1 CAD 应用软件的开发方法184

第九章 CAD 应用软件的开发184

9．1．4 用户接口系统汉字菜单设计185

9．1．5 硬件环境的配置186

9．2 服装CAD186

9．2．1 款式设计系统186

9．2．2 衣片生成系统186

9．2．3 成码系统187

9．2．4 排料系统188

9．2．5 三维服装CAD188

9．2．6 服装CAD /CAM 系统的硬件设备189

9．2．7 服装CAD /CAM 趋势189

9．3．2 数学模型的建立190

9．3．3 计算、分析与优化190

9．3．1 包装CAD 应具备的功能190

9．3 缓冲包装CAD190

9．3．4 图形处理191

9．3．5 包装装潢设计192

9．3．6 “TILI——SKH纸包装结构设计”简介192

第十章 CAD 的预备知识193

10．1 BASIC屏幕绘图193

10．1．1 BASIC绘图语句193

10．1．2 简单程序设计的例子197

10．2 TurboC++屏幕绘图200

10．2．1 图形适配器及视屏模式200

10．2．2 文本模式下的程序设计200

10．2．3 图形模式下的程序设计207

10．3 在绘图仪上绘图230

10．3．1 DXY88OA 绘图仪与IBMPC机的联机方式230

10．3．2 绘图命令230

10．3．3 程序设计举例234

10．4 矢量和矩阵236

10．4．1 矢量的运算236

10．4．2 矢函数236

10．4．3 矩阵的运算237

10．4．4 线性变换的矩阵表示240

10．5 线性议程组的数值方法241

10．5．1 迭代法241

10．5．2 高斯消去法243

10．5．3 主元素法244

10．5．4 追赶法解三对角线议程组245

10．6 数据结构247

10．6．1 数据结构概述247

10．6．2 线性表249

10．6．3 树263

10．6．4 查找268

10．6．5 分类273

参考文献280