第三章 CADCAM技术基础-计算机图形处理换技术ppt课件.ppt

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1、2010.09CAD/CAM技术基础CAD/CAMTechnologyBase第三章计算机图形处理技术ComputerGraphProcessingTechnology引例计算机图形处理技术的应用，使工程设计人员可以通过交互式图形设备对零部件进行设计、计算及描述，产生二维图样或三维模型。所设计产品的外形、颜色、结构，尺寸甚至工艺性能都可以利用计算机来进行显示，方便人们从图形显示器上观察及修改。计算机图形学的作用就是在人所能熟悉的界面与计算机内部存储空间之间进行信息的交换。在CAD/CAM系统中计算机图形处理技术的重要功能主要体现在：图形的放大、缩小、镜像

2、、旋转等变换功能，以及由三维几何模型生成三视图、剖视图等的投影功能和将看不见的线、面进行取消显示的消隐功能等。图形处理技术使得再复杂的结构一目了然内容3.1基本图形生成技术及算法3.2图形的几何变换技术3.3图形的消隐技术3.1基本图形生成技术及算法1、图形在计算机屏幕上的显示DDA(DigitalDifferentialAnalyzer)在物理装置坐标系中给出(i1，j1)，(i2，j2)两点。过这两点作一直线，这条直线可以用参数方程来表示。假设u是从O到1变化的参数，则表示这条直线的参数方程为：3.1.2图形的生成方法图形的生成方法决定了计算机绘图的

3、能力和效率1）轮廓线法——生成的图形重用率低两种工作方式一是编制程序，成批绘制图线，程序一经确定，所绘图形也就确定了，若要修改图形，只有修改程序，这是一种程序控制的静态的自动绘图方式。例如应用Basic语言或C语言编写绘图程序。二是利用交互式绘图软件系统，把计算机屏幕当作图板，通过鼠标或键盘点击菜单，或直接输入绘图或操作命令，按照人机对话方式生成图形，AutoCAD绘图软件就属于这种方式。PrivateSubForm_Click()Circle(1000,1000),500,RGB(0,0,0)Line(2500,1500)-Step(1000,1000

4、),RGB(0,0,0),BEndSubVB程序驱动下的轮廓线2）参数化法参数化法是首先建立图形与尺寸参数的约束关系，每个可变的尺寸参数用待标变量表示，并赋予一个缺省值。绘图时，修改不同的尺寸参数即可得到不同规格的图形。这种方法工作起来简单、可靠、绘图速度快。通常用于通用件、标准件的图库建设或建立企业内部已定型系列化产品的图形库，利用一个几何模型，即可随时调出同一类型所需产品型号的模型，也能进行约束关系不变的改型设计。这种方法始于美国参数技术公司，目前的通行三维工程软件大都采用了这一设计理念。参数化法建模一例在Pro/Engineer下先建立螺母的参数模

5、型，其所用参数包括螺母中心孔直径，外接圆直径及螺母厚度等，并通过族表为各参数进行系列赋值，当需要某型螺母时,先调入标准模型然后以人机对话方式逐一选择相应参数值，或者直接按照名称进行选择打开,系统即可自动生成相应螺母三维模型。3）图形元素拼合法将各种常用的或带有某种特定专业含义的图形元素存储建库，设计绘图时，根据需要调用合适的图形元素加以拼合。Autocad的块是这种工作方式Caxa软件中大量的内建图库也是这种工作方式。4）尺寸驱动法尺寸驱动法是给操作者极大的自由，首先按设计者的意图，大致绘制图形得到基本图形的稳定拓扑关系，然后根据产品结构形状需要，添加尺

6、寸和形位约束。这种方法甩掉了繁琐的几何坐标点的提取和计算，保留了图形所需的矢量，绘图质量好、效率高；它使设计者不再拘泥于一些绘图细节。而把精力集中在该结构是否能满足功能要求上，因而支持快速的概念设计，怎么构思就怎么画，所想即所见，绘图和设计过程形象、直观。这一技术同样起源于ptc公司，现在几乎所有软件都在效仿proe的尺寸驱动技术。Autocad2010也具备了这一技术。以前的版本要实现这一功能都要基于Autolisp进一步开发才可实现。设计者首先在计算机三维建模环境下建立零件的三维模型，它能直观地、全面地反映设计对象的形状、外观，还能减轻设计者的负担，

7、提高设计质量和效率。通过对三维模型的不断修改，完善，再将三维设计结果以二维图纸形式输出，加上必要的尺寸标注、公差和技术要求即可得到最终所需的工程图。5）三维实体投影法3.2图形的几何变换技术在CAD/CAM系统中，图形是最基本的要素，图形变换一般是指对图形的几何信息经过几何变换后产生新的图形，它是重要的图形处理技术，提供了构造和修改图形的方法。图形变换技术有图形的平移、放大与缩小、旋转、错切及对称等，它分为二维图形变换及三维图形变换。世界坐标系又称用户坐标系，即是我们通常所用的笛卡尔坐标系。它可以是直角坐标也可以是极坐标；可以是绝对坐标也可以是相对坐标。

8、窗口是在用户坐标系中进行观察和处理的一个坐标区域。窗口矩形内的形体，系统认为是可