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計算機繪圖

(計算機圖學分支)

鎖定
計算機繪圖是相對於手工繪圖而言的一種高效率、高質量的繪圖技術。手工繪圖使用三角板丁字尺圓規等簡單工具,是一項細緻、複雜和冗長的勞動。不但效率低、質量差,而且週期長,不易於修改。
中文名
計算機繪圖
屬    性
計算機圖學分支
特    點
高效率、高質量
發展歷程
50年代初

計算機繪圖發展歷程

50年代初,人們根據數控牀的原理,用繪圖筆代替刀具而發明了第一台平板式數控圖機,隨後又發明了滾筒式數控繪圖機。同期國際上發明了陰極射線管,從而使數據可以以圖形的方式顯示在熒光屏上。以後,由於計算機、圖形顯示器、光筆、圖數據轉換器等設備的生產和發展,和人們對圖學的理論探討及應用研究,逐漸形成了一門新興的學科:計算機圖學。

計算機繪圖歸屬及特點

計算機繪圖是計算機圖學的一個分支,它的主要特點是給計算機輸入非圖形信息,經過計算機的處理,生成圖形信息輸出。一個計算機繪圖系統可以有不同的組合方式,最簡單的是由一台微型計算機加一台繪圖機組成。除硬件外,還必須配有各種軟件,如操作系統、語言系統、編輯系統、繪圖軟件和顯示軟件等等。

計算機繪圖繪圖

計算機繪圖圖像 計算機繪圖圖像
當操作者通過鍵盤或圖形輸入板輸入原始數據後,系統便可自動進行繪製和顯示工作,一個複雜的零 件圖或裝配圖,往往可以在幾分鐘甚至幾秒鐘之內完成。這種繪圖方式稱自動繪圖。它的優點是快捷而省事,缺點是觀察者不能對繪製和顯示過程進行干預,只能在過程結束後才能得知輸出結果的正誤。這種繪圖和顯示又叫被動的(或靜態的)計算機繪圖。
有許多繪圖工作,尤其地設計階段,不可避免地要進行反覆試畫和推敲,而產品的不斷更新也要求對已定型圖紙進行必要的修改。為此在圖形的繪製和顯示過程中,需要有觀察者的參與,要求系統具有人機對話的交互功能。這樣的系統稱為動態的計算機繪圖。在動態繪圖中,觀察者根據需要可以控制和干預正在顯示的圖形,直接在熒光屏上對圖形進行修改和增補。該系統所使用的人機交互工具有光筆、鼠標器、圖形輸入板或數字化儀,以及操縱桿、軌跡球等。

計算機繪圖主要用途

計算機繪圖所研究的內容,主要有圖形變換的矩陣方法,立體圖形的繪製和消穩技術,圖形數據庫,樣條曲線和自由曲面,幾何造型,動畫技術,以及上述內容的程序設計。
其中,圖形變換的基本原理是用矩陣描述一個圖形,用變換矩陣表示平移、旋轉、縮小和放大等功能,而通過這兩種矩陣的運算,即可改變圖形的位置、方向或大小。消隱指的是自動消除立體圖中被前面遮擋的不可見線條,從而顯示清晰圖形的技術。由於複雜的實際曲線很難用單數學曲線表示,所以藉助工程圖中用樣條或曲線板描畫曲線的原理,用多條首尾銜接的數學曲線來近似替代實際的曲線,這些分段曲線稱為樣條曲線。它們既可以用數學公式描述,又便於設計人員控制和修改,同時還要求銜接光滑。幾何造型的主要工作,先是用定義語言描述一個形體的形狀,再由專門的程序轉換成形體的幾何表達式和拓撲表達式,最後經過形體的拼合運算,構造出新形體。三維幾何實體造型和特徵技術是實現集成CAD/CAM的關鍵技術之一。 [1] 
參考資料