（精）第一讲_CAD系统、图形生成的基本原理.ppt

工程建设计算机辅助设计 一、计算机辅助设计与计算机绘图 二、计算机辅助设计的特点和应用 三、CAD硬件系统 CAD硬件系统由计算机主机、图形输入设备、图形 输出设备、网络通信设备及其他一些常用外部设备组成。 四、CAD软件系统 CAD软件系统包括系统软件和CAD支撑软件 1、系统软件：操作系统、窗口系统、网络通信软件、数 据库管理系统、其他管理软件。 2、CAD支撑软件：指支撑CAD工作的一些软件。其具 有以下功能 （1）分析程序：对零部件进行分析计算，如优化程序、 有限元分析程序、动态分析程序、注塑模具分析程序 等。 （2）产品数据管理软件：对CAD过程的图纸、文档、数 据文件的电子化管理。 五、配置CAD系统 配置CAD系统应从以下方面考虑 1、系统的性能价格比 2、系统的开放性与可移植性 3、系统的可靠性与可维护性 4、系统是否具有良好的版本兼容性 5、厂家的信誉、技术力量、才力、培训资料、售后服务 等方面的情况如何 6、系统是否具有较高的市场占有率 第2章 图形生成的基本原理 一、基本概念 1、用户坐标系和设备坐标系 用户坐标系：是符合右手定则的空间直角坐标系或平 面直角坐标系，用于用户作图的自然空间。包括绝对直角 坐标系和相对直角坐标系。数据的类型和范围不受限制。 设备坐标系：是指物理设备提供的作图范围。它只能 是平面的（二维的）。数据的范围受物理设备的限制，只 能是整型。 如图所示 2、窗口和视口 窗口（window）：指用户坐标系内的一个矩形区域。 用窗口可确定用户要显示的图形范围。 视口（viewport）：屏幕上的一个矩形区域。用视口、 可确定在屏幕的哪个位置以及多大的矩形区域，显示窗 口内的图形。 窗口和视口的数量可不只一个。一个视口只能对应 一个窗口，一个窗口可以对应多个视口。一般情况是将 屏幕的作图区域作为一个视口。如图所示 3、裁剪和变换 （1）裁剪：为了保证窗口内的图形显示到屏幕上，需要 用窗口的边框对图形进行裁剪，去掉窗口以外的部分， 这一过程称为裁剪。如图所示 （2）变换：将窗口内的图形映射到屏幕视口内的过程。 变换过程中涉及比例变换、旋转变换和平移。如图所示 二、图形生成的过程 图形生成的过程包括以下五个步骤： 1、定义图形 2、用当前视口对应的窗口裁剪图形 3、将裁剪后的图形变换到屏幕坐标系的视口 4、写入视口所对应的缓冲区（先将矢量图形转换成图 象，然后再将图象信息写入缓冲区） 5、显示缓冲区的内容 如图所示 三、图形编辑的原理 图形编辑是绘图软件的主要优势（相对于人工编辑而 言），图形编辑操作的过程为： （1）选择待编辑的图形对象 （2）根据命令的提示给出所要求的数据 （3）生成修改后的图形对象或构造出新的图形对象 要弄清楚图形编辑的原理，首先要了解图形元素的数 据结构。 1、图形元素的数据结构 图形元素是构成图形的基本单元，如点、直线、圆、 圆弧、多边形等。一个图形元素应包含以下信息： （1）图形元素的种类 （2）图形元素的几何信息 （3）图形元素的非几何信息 （4）图形元素的指针（存放图形元素的地址）信息 如图所示为图形元素的数据结构 生成一个新的图形元素的步骤如下： （1）根据图形元素的种类，动态地为新节点申请存储空间 （2）根据用户输入的数据。画出新的图形元素 （3）将新图形元素的数据存入新节点的相应数据域，再 将新节点的后继数据域赋空值 （4）将图形链表尾节点的后继域存入该新节点的地址， 将新节点的前趋域存放当前尾节点的地址，使新节点成 为图形链表的尾节点 2、选择图形对象 （1）选择方法 常见图形选择方法有以下几种： ① 单点选择 ② 通过一个矩形窗口，选择窗口内、与窗口相交或窗口 外的图形对象 ③ 通过一个圆，选择圆内、与圆相交或圆外的图形对象 ④ 通过一个多边形，选择多边形内、与多边形相交或多 边形之外的图形对象 ⑤ 通过一条折线，选择与该折线相交的图形对象 ⑥ “Last”，即选择最后生成的图形对象 （2）选择集操作 被选择的图形对象有时必须是单个，有时可以是多个。 被选择的图形对象的集合称为选择集。 ① 单个图形对象的选择 ② 多个图形对象的选择 图形系统一般设置了三种选择集 的操作模式 1）Add（添加模式） 2）Remove（移去模式） 3）Undo（取消最近一次选择结果） 选择集存放的是被选择的图形对象的地址，为了便于 实现对选择集的增、删操作，通常以线性链表作为其