CADCAM課件計(jì)算機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的方法

1、概述計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)過(guò)程計(jì)算機(jī)輔助概念設(shè)計(jì)參數(shù)化與模塊化設(shè)計(jì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的可視化技術(shù)第3章 計(jì)算機(jī)輔助圖形處理技術(shù)n計(jì)算機(jī)輔助產(chǎn)品設(shè)計(jì)：計(jì)算機(jī)輔助產(chǎn)品設(shè)計(jì)：n將計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)以及人的智將計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)以及人的智慧和經(jīng)驗(yàn)以現(xiàn)代科學(xué)方法為指導(dǎo)結(jié)合起來(lái)，在設(shè)慧和經(jīng)驗(yàn)以現(xiàn)代科學(xué)方法為指導(dǎo)結(jié)合起來(lái)，在設(shè)計(jì)的全過(guò)程中各盡所長(zhǎng)，盡可能地利用計(jì)算機(jī)系計(jì)的全過(guò)程中各盡所長(zhǎng)，盡可能地利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來(lái)完成那些重復(fù)性高、勞動(dòng)量大、計(jì)算復(fù)雜以統(tǒng)來(lái)完成那些重復(fù)性高、勞動(dòng)量大、計(jì)算復(fù)雜以及單純靠人工難以完成的工作，及單純靠人工難以完成的工作，輔助而非代替輔助而非代替工工程技術(shù)人員完成整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程。

2、程技術(shù)人員完成整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程。n設(shè)計(jì)過(guò)程需要合理化、科學(xué)化、算法化、規(guī)律化設(shè)計(jì)過(guò)程需要合理化、科學(xué)化、算法化、規(guī)律化第3章 計(jì)算機(jī)輔助圖形處理技術(shù)一、設(shè)計(jì)過(guò)程及階段劃分一、設(shè)計(jì)過(guò)程及階段劃分1.任務(wù)規(guī)劃階段任務(wù)規(guī)劃階段2.概念設(shè)計(jì)階段概念設(shè)計(jì)階段3.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段4.詳細(xì)設(shè)計(jì)階段詳細(xì)設(shè)計(jì)階段5.定型生產(chǎn)階段定型生產(chǎn)階段第3章 計(jì)算機(jī)輔助圖形處理技術(shù)一、產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)內(nèi)涵一、產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)內(nèi)涵二、概念設(shè)計(jì)的過(guò)程模型二、概念設(shè)計(jì)的過(guò)程模型三、計(jì)算機(jī)輔助概念設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)三、計(jì)算機(jī)輔助概念設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)四、基于知識(shí)的產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)四、基于知識(shí)的產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)五、產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)中的美學(xué)設(shè)計(jì)五、產(chǎn)品概念設(shè)

3、計(jì)中的美學(xué)設(shè)計(jì)第3章 計(jì)算機(jī)輔助圖形處理技術(shù)n概念設(shè)計(jì)n是由分析用戶需求到生成概念產(chǎn)品的一系是由分析用戶需求到生成概念產(chǎn)品的一系列有序的、可組織的、有目標(biāo)的設(shè)計(jì)活動(dòng)，列有序的、可組織的、有目標(biāo)的設(shè)計(jì)活動(dòng)，它表現(xiàn)為一個(gè)由粗到精、由模糊到清晰、它表現(xiàn)為一個(gè)由粗到精、由模糊到清晰、由抽象到具體、不斷進(jìn)化的過(guò)程。由抽象到具體、不斷進(jìn)化的過(guò)程。 n產(chǎn)品設(shè)計(jì)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)的60%70%n成本和時(shí)間占成本和時(shí)間占20%以下以下第3章 計(jì)算機(jī)輔助圖形處理技術(shù)D=I,P,Q,O,例如：例如：P2為概念設(shè)計(jì)過(guò)程為概念設(shè)計(jì)過(guò)程=需求分析，功能需求分析，功能求解，尋求子原理解，概念產(chǎn)品評(píng)價(jià)求解，尋求子原理解，概念產(chǎn)品評(píng)價(jià)

4、Q2=需求說(shuō)明書(shū)，功能解答，原理解答，概需求說(shuō)明書(shū)，功能解答，原理解答，概念產(chǎn)品解答念產(chǎn)品解答概念設(shè)計(jì)的特點(diǎn)：方案選擇自由度大，創(chuàng)新概念設(shè)計(jì)的特點(diǎn)：方案選擇自由度大，創(chuàng)新空間大，決策風(fēng)險(xiǎn)大，決定產(chǎn)品最終價(jià)值空間大，決策風(fēng)險(xiǎn)大，決定產(chǎn)品最終價(jià)值的的80%。第3章 計(jì)算機(jī)輔助圖形處理技術(shù)n定義：定義：n以計(jì)算機(jī)為手段從事符合人類進(jìn)行產(chǎn)品創(chuàng)以計(jì)算機(jī)為手段從事符合人類進(jìn)行產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)的思維過(guò)程，支持產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)及新設(shè)計(jì)的思維過(guò)程，支持產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)及設(shè)計(jì)決策。設(shè)計(jì)決策。n人機(jī)工作分配：人機(jī)工作分配：n計(jì)算機(jī)：有規(guī)律的設(shè)計(jì)工作，創(chuàng)造性主要計(jì)算機(jī)：有規(guī)律的設(shè)計(jì)工作，創(chuàng)造性主要體現(xiàn)在依據(jù)規(guī)則和知識(shí)對(duì)問(wèn)題求解的

5、分析體現(xiàn)在依據(jù)規(guī)則和知識(shí)對(duì)問(wèn)題求解的分析綜合。綜合。n人：原創(chuàng)性的設(shè)計(jì)工作人：原創(chuàng)性的設(shè)計(jì)工作第3章 計(jì)算機(jī)輔助圖形處理技術(shù)n原理方案設(shè)計(jì)技術(shù)原理方案設(shè)計(jì)技術(shù)n概念設(shè)計(jì)建模技術(shù)概念設(shè)計(jì)建模技術(shù)n設(shè)計(jì)創(chuàng)新技術(shù)設(shè)計(jì)創(chuàng)新技術(shù)n并行和協(xié)同概念設(shè)并行和協(xié)同概念設(shè)計(jì)技術(shù)計(jì)技術(shù)第3章 計(jì)算機(jī)輔助圖形處理技術(shù)n概念設(shè)計(jì)本質(zhì)：推理與決策的過(guò)程概念設(shè)計(jì)本質(zhì)：推理與決策的過(guò)程n概念設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)：應(yīng)用合理有效的知識(shí)概念設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)：應(yīng)用合理有效的知識(shí)處理（表達(dá)、獲取、推理），進(jìn)行創(chuàng)新處理（表達(dá)、獲取、推理），進(jìn)行創(chuàng)新n創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法：創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法：n基于功能分解與重組的設(shè)計(jì)方法基于功能分解與重組的設(shè)計(jì)方法nTRIZ理論理論

6、第3章 計(jì)算機(jī)輔助圖形處理技術(shù)n概念車概念車第3章 計(jì)算機(jī)輔助圖形處理技術(shù)第3章 計(jì)算機(jī)輔助圖形處理技術(shù)一、一、 參數(shù)化與模塊化設(shè)計(jì)概念參數(shù)化與模塊化設(shè)計(jì)概念二、二、 參數(shù)化、變量化設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)方法參數(shù)化、變量化設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)方法三、模塊化設(shè)計(jì)方法三、模塊化設(shè)計(jì)方法第3章 計(jì)算機(jī)輔助圖形處理技術(shù)n研究目的：研究目的：n將只有幾何圖素的將只有幾何圖素的“死圖死圖”變?yōu)楹O(shè)計(jì)構(gòu)思、設(shè)計(jì)信息的產(chǎn)變?yōu)楹O(shè)計(jì)構(gòu)思、設(shè)計(jì)信息的產(chǎn)品幾何模型。品幾何模型。1.參數(shù)化和變量化設(shè)計(jì)的基本概念參數(shù)化和變量化設(shè)計(jì)的基本概念n參數(shù)化設(shè)計(jì)參數(shù)化設(shè)計(jì) 是指設(shè)計(jì)圖形拓樸關(guān)系不變，尺寸形狀由一組參是指設(shè)計(jì)圖形拓樸關(guān)系不變，尺寸形狀由

7、一組參數(shù)進(jìn)行約束，參數(shù)與圖形的控制尺寸有顯式對(duì)應(yīng)，不同的參數(shù)進(jìn)行約束，參數(shù)與圖形的控制尺寸有顯式對(duì)應(yīng)，不同的參數(shù)值產(chǎn)生不同的圖形。適應(yīng)于規(guī)格化、系列化產(chǎn)品設(shè)計(jì)。數(shù)值產(chǎn)生不同的圖形。適應(yīng)于規(guī)格化、系列化產(chǎn)品設(shè)計(jì)。n變量化設(shè)計(jì)變量化設(shè)計(jì) 是指設(shè)計(jì)圖形的修改自由度不僅是尺寸形狀參數(shù)，是指設(shè)計(jì)圖形的修改自由度不僅是尺寸形狀參數(shù)，還有拓樸結(jié)構(gòu)關(guān)系，甚至工程計(jì)算條件，設(shè)計(jì)結(jié)果受到一組還有拓樸結(jié)構(gòu)關(guān)系，甚至工程計(jì)算條件，設(shè)計(jì)結(jié)果受到一組約束方程控制和驅(qū)動(dòng)。適應(yīng)新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)。約束方程控制和驅(qū)動(dòng)。適應(yīng)新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)。n相同：在約束的基礎(chǔ)上驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生新的設(shè)計(jì)結(jié)果相同：在約束的基礎(chǔ)上驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生新的設(shè)計(jì)結(jié)果n不同：約束自由

8、度的范圍。參數(shù)化設(shè)計(jì)方法中要嚴(yán)格的逐個(gè)不同：約束自由度的范圍。參數(shù)化設(shè)計(jì)方法中要嚴(yán)格的逐個(gè)連續(xù)求解參數(shù)；變量化設(shè)計(jì)中則是方程式的聯(lián)立求解。連續(xù)求解參數(shù)；變量化設(shè)計(jì)中則是方程式的聯(lián)立求解。第3章 計(jì)算機(jī)輔助圖形處理技術(shù)n概念：概念：n對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行功能分析的基礎(chǔ)上，劃分并設(shè)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行功能分析的基礎(chǔ)上，劃分并設(shè)計(jì)出一系列相對(duì)通用的功能模塊，通過(guò)模計(jì)出一系列相對(duì)通用的功能模塊，通過(guò)模塊的選擇和組合可以構(gòu)成不同功能或相同塊的選擇和組合可以構(gòu)成不同功能或相同功能不同性能、不同規(guī)格的產(chǎn)品，以滿足功能不同性能、不同規(guī)格的產(chǎn)品，以滿足市場(chǎng)的不同需求。市場(chǎng)的不同需求。n例如：組合夾具、系列化機(jī)床、家具例如：組合夾具

9、、系列化機(jī)床、家具第3章 計(jì)算機(jī)輔助圖形處理技術(shù)（一）參數(shù)化設(shè)計(jì)的實(shí)（一）參數(shù)化設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)方法現(xiàn)方法1.參數(shù)化設(shè)計(jì)的步驟參數(shù)化設(shè)計(jì)的步驟2.幾何圖形的參數(shù)化分幾何圖形的參數(shù)化分析與定義析與定義3.參數(shù)化繪圖實(shí)現(xiàn)方式參數(shù)化繪圖實(shí)現(xiàn)方式4.參數(shù)取值方式參數(shù)取值方式（二）變量化設(shè)計(jì)的實(shí)（二）變量化設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)原理現(xiàn)原理1.整體求解法整體求解法2.局部求解法局部求解法3.幾何推理法幾何推理法4.輔助線求解法輔助線求解法第3章 計(jì)算機(jī)輔助圖形處理技術(shù)n建立幾何拓樸模型建立幾何拓樸模型n進(jìn)行參數(shù)化定義進(jìn)行參數(shù)化定義n推導(dǎo)參數(shù)表達(dá)式推導(dǎo)參數(shù)表達(dá)式n編制程序編制程序第3章 計(jì)算機(jī)輔助圖形處理技術(shù)n注重參數(shù)序列的

10、設(shè)計(jì)含義注重參數(shù)序列的設(shè)計(jì)含義n參數(shù)標(biāo)標(biāo)注與工程圖標(biāo)注一致參數(shù)標(biāo)標(biāo)注與工程圖標(biāo)注一致n參數(shù)序列與幾何圖形尺寸序列數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)參數(shù)序列與幾何圖形尺寸序列數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)具有對(duì)應(yīng)關(guān)系具有對(duì)應(yīng)關(guān)系n工程圖中的關(guān)鍵尺寸應(yīng)作為自變量參數(shù)工程圖中的關(guān)鍵尺寸應(yīng)作為自變量參數(shù)n參數(shù)定義不能出現(xiàn)過(guò)約束參數(shù)定義不能出現(xiàn)過(guò)約束第3章 計(jì)算機(jī)輔助圖形處理技術(shù)一般繪圖：計(jì)算各點(diǎn)一般繪圖：計(jì)算各點(diǎn)坐標(biāo)值，逐點(diǎn)連線坐標(biāo)值，逐點(diǎn)連線參數(shù)化繪圖：參數(shù)化參數(shù)化繪圖：參數(shù)化定義與標(biāo)注定義與標(biāo)注第3章 計(jì)算機(jī)輔助圖形處理技術(shù)第3章 計(jì)算機(jī)輔助圖形處理技術(shù)n建立模型過(guò)程中，直接將參數(shù)序列定義建立模型過(guò)程中，直接將參數(shù)序列定義其中；其中；n利用草圖

11、器繪制草圖，然后再加約束，利用草圖器繪制草圖，然后再加約束，定義參數(shù)；定義參數(shù)；n對(duì)成熟的、定型的、常用的產(chǎn)品圖形，對(duì)成熟的、定型的、常用的產(chǎn)品圖形，將模型建成參數(shù)化圖素。將模型建成參數(shù)化圖素。第3章 計(jì)算機(jī)輔助圖形處理技術(shù)n設(shè)置缺省尺寸值設(shè)置缺省尺寸值n預(yù)先設(shè)計(jì)建立系列化變量值表，繪圖時(shí)預(yù)先設(shè)計(jì)建立系列化變量值表，繪圖時(shí)從表中取值從表中取值n由用戶實(shí)時(shí)修改輸入由用戶實(shí)時(shí)修改輸入第3章 計(jì)算機(jī)輔助圖形處理技術(shù)n本質(zhì)本質(zhì) 是在數(shù)字化建模時(shí)動(dòng)態(tài)地建立、編輯和識(shí)別約是在數(shù)字化建模時(shí)動(dòng)態(tài)地建立、編輯和識(shí)別約束，并在此約束下求解各特征點(diǎn)束，并在此約束下求解各特征點(diǎn)。將幾何約束轉(zhuǎn)變?yōu)橐幌盗幸蕴卣鼽c(diǎn)為將幾何

12、約束轉(zhuǎn)變?yōu)橐幌盗幸蕴卣鼽c(diǎn)為變?cè)姆蔷€性方程組的方法變?cè)姆蔷€性方程組的方法作圖過(guò)程中同步建立結(jié)構(gòu)圖形約束的作圖過(guò)程中同步建立結(jié)構(gòu)圖形約束的方法方法采用謂詞表示幾何約束，在專家系統(tǒng)采用謂詞表示幾何約束，在專家系統(tǒng)的支持下，求出求和約束，檢查約束模型的有效的支持下，求出求和約束，檢查約束模型的有效性性用輔助線作為隱含約束的方法，所用輔助線作為隱含約束的方法，所有作圖形都建筑在輔助線的基礎(chǔ)上。有作圖形都建筑在輔助線的基礎(chǔ)上。第3章 計(jì)算機(jī)輔助圖形處理技術(shù)n參數(shù)化參數(shù)化n記錄建模過(guò)程和其中的變量，是順序化的。速度記錄建模過(guò)程和其中的變量，是順序化的。速度快。但用戶必須提供幾何元素的全部尺寸、位置快。但

13、用戶必須提供幾何元素的全部尺寸、位置信息，然后才能定義下一個(gè)元素。信息，然后才能定義下一個(gè)元素。n變量化變量化n模型的驅(qū)動(dòng)尺寸用復(fù)雜的方程組來(lái)表達(dá)，通過(guò)求模型的驅(qū)動(dòng)尺寸用復(fù)雜的方程組來(lái)表達(dá)，通過(guò)求解聯(lián)立方程組來(lái)得到結(jié)果。允許用戶不必關(guān)心約解聯(lián)立方程組來(lái)得到結(jié)果。允許用戶不必關(guān)心約束設(shè)置的順序，允許欠約束的幾何設(shè)計(jì)。束設(shè)置的順序，允許欠約束的幾何設(shè)計(jì)。n變量化系統(tǒng)是對(duì)逐漸用屬性進(jìn)行約束的自由輪廓變量化系統(tǒng)是對(duì)逐漸用屬性進(jìn)行約束的自由輪廓進(jìn)行求解，而不是對(duì)造型步驟進(jìn)行記錄。進(jìn)行求解，而不是對(duì)造型步驟進(jìn)行記錄。第3章 計(jì)算機(jī)輔助圖形處理技術(shù)n新產(chǎn)品模塊化設(shè)計(jì)新產(chǎn)品模塊化設(shè)計(jì)n變型產(chǎn)品模塊化設(shè)計(jì)變型產(chǎn)

14、品模塊化設(shè)計(jì)n現(xiàn)有產(chǎn)品模塊化改造設(shè)計(jì)現(xiàn)有產(chǎn)品模塊化改造設(shè)計(jì)第3章 計(jì)算機(jī)輔助圖形處理技術(shù)1.新產(chǎn)品模塊化設(shè)計(jì)新產(chǎn)品模塊化設(shè)計(jì)n市場(chǎng)調(diào)研市場(chǎng)調(diào)研n功能分析功能分析n模塊化產(chǎn)品總體設(shè)計(jì)模塊化產(chǎn)品總體設(shè)計(jì)n模塊劃分模塊劃分n模塊劃分方案初步評(píng)價(jià)模塊劃分方案初步評(píng)價(jià)n各模塊詳細(xì)設(shè)計(jì)各模塊詳細(xì)設(shè)計(jì)n模塊綜合模塊綜合n產(chǎn)品性能分析產(chǎn)品性能分析n模塊設(shè)計(jì)方案詳細(xì)評(píng)價(jià)模塊設(shè)計(jì)方案詳細(xì)評(píng)價(jià)n編寫(xiě)技術(shù)文件編寫(xiě)技術(shù)文件2.變型產(chǎn)品模塊化設(shè)計(jì)變型產(chǎn)品模塊化設(shè)計(jì)n用戶需求分析用戶需求分析n查詢模塊庫(kù)查詢模塊庫(kù)n模塊選擇與替換模塊選擇與替換/設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)新模塊新模塊n模塊組合模塊組合n產(chǎn)品性能分析產(chǎn)品性能分析n編寫(xiě)技術(shù)文件編

15、寫(xiě)技術(shù)文件第3章 計(jì)算機(jī)輔助圖形處理技術(shù)3.現(xiàn)有產(chǎn)品的模塊化改造設(shè)計(jì)過(guò)程現(xiàn)有產(chǎn)品的模塊化改造設(shè)計(jì)過(guò)程n市場(chǎng)調(diào)研市場(chǎng)調(diào)研n用戶需求分析與分類用戶需求分析與分類n擬定產(chǎn)品系列型譜擬定產(chǎn)品系列型譜n參數(shù)范圍及主參數(shù)確定參數(shù)范圍及主參數(shù)確定n已有產(chǎn)品的模塊化分析與模塊化程度評(píng)價(jià)已有產(chǎn)品的模塊化分析與模塊化程度評(píng)價(jià)n確定模塊化系列類型（橫、縱、跨、全）確定模塊化系列類型（橫、縱、跨、全）n模塊劃分模塊劃分n各模塊詳細(xì)設(shè)計(jì)各模塊詳細(xì)設(shè)計(jì)n模塊綜合模塊綜合n產(chǎn)品性能分析產(chǎn)品性能分析n編寫(xiě)技術(shù)文件編寫(xiě)技術(shù)文件第3章 計(jì)算機(jī)輔助圖形處理技術(shù)n市場(chǎng)調(diào)查與分析市場(chǎng)調(diào)查與分析n模塊的劃分模塊的劃分n模塊標(biāo)準(zhǔn)化模塊標(biāo)準(zhǔn)

16、化n擬定產(chǎn)品系列型譜擬定產(chǎn)品系列型譜n模塊的管理模塊的管理第3章 計(jì)算機(jī)輔助圖形處理技術(shù)一、圖形生成技術(shù)與算法一、圖形生成技術(shù)與算法二、圖形變換技術(shù)二、圖形變換技術(shù)三、真實(shí)感圖形顯示技術(shù)三、真實(shí)感圖形顯示技術(shù)四、數(shù)據(jù)可視化技術(shù)四、數(shù)據(jù)可視化技術(shù)第3章 計(jì)算機(jī)輔助圖形處理技術(shù)1. 基本圖形元素的生成算法基本圖形元素的生成算法2.自由曲線和曲面的生成自由曲線和曲面的生成3.圖形元素的求交以及集合運(yùn)算圖形元素的求交以及集合運(yùn)算4.不同字體中、西文的點(diǎn)陣表示及矢量字不同字體中、西文的點(diǎn)陣表示及矢量字符的生成符的生成第3章 計(jì)算機(jī)輔助圖形處理技術(shù)n幾何運(yùn)算：n求交運(yùn)算 面面，面線，線線n檢驗(yàn)幾何元素位置

17、的運(yùn)算點(diǎn)在線，點(diǎn)在面，點(diǎn)在物體幾何建模拼合算法幾何運(yùn)算核心基礎(chǔ)第3章 計(jì)算機(jī)輔助圖形處理技術(shù)n字符庫(kù)n儲(chǔ)存了每個(gè)字符的形狀信息n分類：n矢量型n點(diǎn)陣型n字型壓縮技術(shù)第3章 計(jì)算機(jī)輔助圖形處理技術(shù)（一）窗、視變換（一）窗、視變換（二）圖形幾何變換的基本原理（二）圖形幾何變換的基本原理（三）二維圖形的幾何變換（三）二維圖形的幾何變換（四）三維圖形的幾何變換（四）三維圖形的幾何變換第3章 計(jì)算機(jī)輔助圖形處理技術(shù)n窗口窗口n定義：用戶在輸入的圖形選定的觀察區(qū)域定義：用戶在輸入的圖形選定的觀察區(qū)域n屬性：屬性：n坐標(biāo)坐標(biāo) 二維平面的矩形區(qū)域。二維平面的矩形區(qū)域。n可見(jiàn)性可見(jiàn)性 矩形內(nèi)可見(jiàn)，外不可見(jiàn)矩形內(nèi)

18、可見(jiàn)，外不可見(jiàn)n窗口可以嵌套窗口可以嵌套n異形窗口異形窗口第3章 計(jì)算機(jī)輔助圖形處理技術(shù)n視口視口n定義：在圖形輸出設(shè)備上所復(fù)制的窗口內(nèi)定義：在圖形輸出設(shè)備上所復(fù)制的窗口內(nèi)容的矩形區(qū)域容的矩形區(qū)域n屬性：屬性：n坐標(biāo)坐標(biāo) 二維平面的矩形區(qū)域。二維平面的矩形區(qū)域。n視區(qū)可以嵌套視區(qū)可以嵌套第3章 計(jì)算機(jī)輔助圖形處理技術(shù)第3章 計(jì)算機(jī)輔助圖形處理技術(shù)n窗視變換窗視變換n定義：定義：n由于窗口和視區(qū)大小和單位的不一致，為在視區(qū)中表現(xiàn)由于窗口和視區(qū)大小和單位的不一致，為在視區(qū)中表現(xiàn)窗口內(nèi)容，將窗口圖形坐標(biāo)應(yīng)變換到視區(qū)中。窗口內(nèi)容，將窗口圖形坐標(biāo)應(yīng)變換到視區(qū)中。n屬性：屬性：n視區(qū)和窗口的縮小和放大均可

19、使圖形產(chǎn)生變化。視區(qū)和窗口的縮小和放大均可使圖形產(chǎn)生變化。n視區(qū)縱橫比不等于窗口縱橫比時(shí)，顯示的圖形會(huì)有伸縮視區(qū)縱橫比不等于窗口縱橫比時(shí)，顯示的圖形會(huì)有伸縮變化變化n窗口和視區(qū)大小相同、坐標(biāo)相同時(shí)，顯示的圖形不變窗口和視區(qū)大小相同、坐標(biāo)相同時(shí)，顯示的圖形不變第3章 計(jì)算機(jī)輔助圖形處理技術(shù)（XR,YR）（XE,YE）第3章 計(jì)算機(jī)輔助圖形處理技術(shù)第3章 計(jì)算機(jī)輔助圖形處理技術(shù)n基本思想：基本思想：n任何一個(gè)圖形都可以認(rèn)為是點(diǎn)之間的連線構(gòu)成的。對(duì)于一任何一個(gè)圖形都可以認(rèn)為是點(diǎn)之間的連線構(gòu)成的。對(duì)于一個(gè)圖形作幾何變換，實(shí)際上就是對(duì)一系列點(diǎn)進(jìn)行變換。個(gè)圖形作幾何變換，實(shí)際上就是對(duì)一系列點(diǎn)進(jìn)行變換。n引

20、入齊次坐標(biāo)，變換算法可用矩陣表達(dá)引入齊次坐標(biāo)，變換算法可用矩陣表達(dá)n點(diǎn)點(diǎn)p的幾何變換：的幾何變換：(x, y, z, 1)=(x, y, z, 1)Mn圖形的幾何變換：圖形的幾何變換：V = V Mn對(duì)于二維圖形對(duì)于二維圖形M是是33階矩陣，三維圖形階矩陣，三維圖形M是是44階矩陣階矩陣n變換類型變換類型n比例變換、對(duì)稱變換、錯(cuò)切變換、旋轉(zhuǎn)變換、平移變換比例變換、對(duì)稱變換、錯(cuò)切變換、旋轉(zhuǎn)變換、平移變換第3章 計(jì)算機(jī)輔助圖形處理技術(shù)n圖形的變換完全取決于變換矩陣中各元素的取值。一圖形的變換完全取決于變換矩陣中各元素的取值。一個(gè)二維變換矩陣可分為四個(gè)部分，即個(gè)二維變換矩陣可分為四個(gè)部分，即其中：A

21、、B、C、D：比例、對(duì)稱、錯(cuò)切、旋轉(zhuǎn)M、N：平移P、Q：透視S：全比例變換第3章 計(jì)算機(jī)輔助圖形處理技術(shù)第3章 計(jì)算機(jī)輔助圖形處理技術(shù)第3章 計(jì)算機(jī)輔助圖形處理技術(shù)第3章 計(jì)算機(jī)輔助圖形處理技術(shù)第3章 計(jì)算機(jī)輔助圖形處理技術(shù)n22階變換矩陣不階變換矩陣不能實(shí)現(xiàn)平移，需引能實(shí)現(xiàn)平移，需引入齊次坐標(biāo)。入齊次坐標(biāo)。n齊次坐標(biāo)：齊次坐標(biāo)：n將一個(gè)將一個(gè)n維分向量維分向量用用n+1維的分向量維的分向量來(lái)表示來(lái)表示第3章 計(jì)算機(jī)輔助圖形處理技術(shù)n實(shí)際圖形變換是相對(duì)于任意點(diǎn)或線的變換。實(shí)際圖形變換是相對(duì)于任意點(diǎn)或線的變換。n復(fù)合變換過(guò)程復(fù)合變換過(guò)程n平移平移n變換變換n再平移再平移注意注意： 復(fù)合變換矩陣的

22、求解順序不能任意變動(dòng)復(fù)合變換矩陣的求解順序不能任意變動(dòng)第3章 計(jì)算機(jī)輔助圖形處理技術(shù)n三維幾何變換矩陣三維幾何變換矩陣M：左上角：比例、對(duì)稱、錯(cuò)切、旋轉(zhuǎn)左上角：比例、對(duì)稱、錯(cuò)切、旋轉(zhuǎn)左下角：平移左下角：平移右上角：透視右上角：透視右下角：全比例右下角：全比例第3章 計(jì)算機(jī)輔助圖形處理技術(shù)n三維比例變換三維比例變換n三維對(duì)稱變換三維對(duì)稱變換n對(duì)對(duì)XOYXOY平面的對(duì)稱變換平面的對(duì)稱變換n對(duì)對(duì)YOZYOZ平面的對(duì)稱變換平面的對(duì)稱變換n對(duì)對(duì)XOZXOZ平面的對(duì)稱變換平面的對(duì)稱變換n三維錯(cuò)切變換三維錯(cuò)切變換n三維平移變換三維平移變換n三維旋轉(zhuǎn)變換三維旋轉(zhuǎn)變換n繞繞Z Z軸旋轉(zhuǎn)的變換矩陣軸旋轉(zhuǎn)的變換矩陣

23、n繞繞X X軸旋轉(zhuǎn)的變換矩陣軸旋轉(zhuǎn)的變換矩陣n繞繞Y Y軸旋轉(zhuǎn)的變換矩陣軸旋轉(zhuǎn)的變換矩陣第3章 計(jì)算機(jī)輔助圖形處理技術(shù)n三面投影變換三面投影變換n(1) 主視圖變換矩陣主視圖變換矩陣n(2) 俯視圖變換矩陣俯視圖變換矩陣n(3) 左視圖變換矩陣左視圖變換矩陣第3章 計(jì)算機(jī)輔助圖形處理技術(shù)第3章 計(jì)算機(jī)輔助圖形處理技術(shù)n真實(shí)感圖形：n經(jīng)過(guò)消隱、著色、渲染等效果處理的圖形。n技術(shù)內(nèi)容：n觀察空間轉(zhuǎn)換（三維實(shí)體的二維表示技術(shù)：軸側(cè)圖、透視圖，增強(qiáng)立體感）n消隱（面的可見(jiàn)性、包含性、深度檢驗(yàn)）n明暗效應(yīng)（明暗效應(yīng)數(shù)學(xué)模型：以數(shù)學(xué)公式近似表面感光效果）n陰影（二次消隱：光源消隱，視點(diǎn)消隱）n紋理處理、光線跟蹤、輻射度、透明度第3章 計(jì)算機(jī)輔助圖形處理技術(shù)n使物體連同它的三個(gè)坐標(biāo)軸同時(shí)傾斜于使物體連同它的三個(gè)坐標(biāo)軸同時(shí)傾斜于某一個(gè)投影面，然后向該投影面投影就某一個(gè)投影面，然后向該投影面投影就得到了軸測(cè)圖。得到了軸測(cè)圖。n軸測(cè)投影變換：軸測(cè)投影變換：n先繞先繞Y軸旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)角角n在繞在繞X軸旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)角角n最后向最后向XOY平面投影平面投影第3章 計(jì)算機(jī)輔助圖形處理技術(shù)n表達(dá)的物體圖形有一種漸遠(yuǎn)漸小的深度表達(dá)的物體圖形有一種漸遠(yuǎn)漸小的深度感，是一種與人的視覺(jué)觀察物體比較一感，是一種與人的視