本书全面系统地介绍了计算机辅助设计技术的基础知识及套用。内容包括计算机辅助设计技术的初步知识、计算机图形学的基本概念、图形几何变换和二维图形生成技术、互动与接口技术、三维图形显示和产品造型基本原理与实现方法，并结合流行软体，介绍了实用二维、三维绘图软体的功能和使用方法，在本书附录中还提供了教学实验指示书，在配书光碟中提供了教学实验工作平台软体包。 本书选材深度和广度适当，既包含经典的理论基础知识，也反映了近年来计算机辅助设计技术发展的新动向。本书面向的主要读者为高等院校理工科学生，同时也适合工科硕士研究生阅读，还可作为已在工作岗位的设计师、工程师及技术人员的培训教材。

第1章CAD概论1

1.1CAD系统发展概况1

1.1.1什幺是CAD技术1

1.1.2CAD技术的发展1

1.1.3CAD系统的分类5

1.1.4CAD系统的套用6

1.2CAD系统硬体基础7

1.2.1计算机主机7

1.2.2图形输入设备7

1.2.3图形显示设备10

1.2.4图形硬拷贝输出设备16

1.3CAD系统软体基础18

1.3.1CAD软体的技术特点19

1.3.2CAD软体对硬软体环境的要求19

1.3.3CAD系统中的软体20

1.4小结22

习题22

第2章图形变换23

2.1预备知识23

2.1.1世界坐标系和设备坐标系23

2.1.2矢量运算24

2.1.3矩阵运算24

2.1.4齐次坐标26

2.1.5仿射变换与几何不变性26

2.2视窗视图变换27

2.2.1视窗区和视图区27

2.2.2视窗视图变换27

2.2.3二维图形输出流水线28

2.3二维几何变换29

2.3.1几种基本的二维几何变换29

2.3.2二维几何变换的齐次坐标表示32

2.3.3二维几何变换的组合35

2.3.4二维变换矩阵的功能分块36

2.4三维几何变换37

2.4.1右手系与左手系37

2.4.2基本三维几何变换37

2.4.3三维几何变换的组合39

2.4.4三维变换矩阵的功能分块40

2.5二维裁剪41

2.5.1线段裁剪41

2.5.2多边形裁剪42

2.5.3字元裁剪43

2.6小结45

习题45

第3章二维图形生成技术47

3.1图素及其属性47

3.2常用直线图形生成算法49

3.2.1逐点比较法49

3.2.2数值微分法(DDA法)50

3.2.3布雷森汉姆(Bresenham)直线生成算法51

3.2.4常用直线图形生成举例52

3.3剖面线与填充56

3.3.1不含小岛的封闭多边形内画剖面线的矢量求交算法56

3.3.2含小岛的封闭多边形内画剖面线的矢量求交算法57

3.3.3像素区域填充算法58

3.3.4扫描线区域填充算法59

3.4字元及符号61

3.4.1概述61

3.4.2矢量汉字和矢量字元的存储与显示61

3.5二次曲线62

3.5.1圆弧和椭圆弧的拟合法62

3.5.2二次曲线的参数拟合法66

3.6自由曲线68

3.6.1曲线的光滑连线69

3.6.2抛物线参数样条曲线69

3.6.3Hermite曲线70

3.6.4贝塞尔(Bezier)曲线71

3.6.5B样条曲线75

3.7小结78

习题79

第4章互动技术与用户接口80

4.1互动技术80

4.1.1互动设备80

4.1.2互动任务82

4.1.3互动技术83

4.2用户接口84

4.3实际互动系统的构造86

4.3.1有关原则说明86

4.3.2互动式用户接口的实现88

4.4小结100

习题100

第5章三维图形显示101

5.1三维图形处理过程101

5.2投影变换103

5.2.1投影变换概述103

5.2.2透视投影105

5.2.3平行投影108

5.3观察空间的定义和转换113

5.3.1观察空间的定义113

5.3.2空间转换116

5.4三维裁剪123

5.5消隐技术124

5.5.1基本概念124

5.5.2深度快取算法126

5.5.3扫描线算法127

5.6真实感图形生成技术129

5.6.1真实感图形129

5.6.2简单光反射模型130

5.6.3增量式光反射模型134

5.6.4整体光照模型136

5.6.5光线跟蹤算法138

5.6.6反走样140

5.6.7阴影生成技术141

5.7小结142

习题142

第6章三维几何造型基础143

6.1概述143

6.2三维几何造型145

6.2.1线框模型145

6.2.2表面模型146

6.2.3实体模型157

6.2.4参数化几何造型165

6.3特徵造型168

6.3.1特徵造型的特点和作用168

6.3.2特徵的定义169

6.3.3特徵的分类170

6.3.4参数化特徵造型171

6.4小结171

习题173

第7章计算机辅助设计常用软体介绍174

7.1AutoCAD 2000套用软体174

7.1.1AutoCAD 2000简介174

7.1.2二维图形的绘製177

7.1.3图形的编辑181

7.1.4尺寸标注185

7.1.5设计中心187

7.1.6图纸的布局与列印输出188

7.1.7三维图形的绘製190

7.23DS MAX R3使用指南200

7.2.13DS MAX R3概述200

7.2.23DS MAX R3主要术语和概念202

7.2.33DS MAX R3的建模211

7.2.43DS MAX R3的材质和贴图213

7.2.53DS MAX R3的灯光、摄像机与环境设定214

7.2.63DS MAX R3的动画215

7.2.73DS MAX R3的套用实例216

7.3OpenGL224

7.3.1OpenGL概述224

7.3.2OpenGL的基本操作225

7.3.3Windows系统下的OpenGL函式226

7.3.4OpenGL的基本程式结构227

7.3.5OpenGL的状态机制229

7.3.6OpenGL中的图元绘製230

7.3.7坐标变换233

7.3.8套用变换的一个实例239

7.3.9光照处理242

74小结245

附录A上机实验指示书246

附A.1实验内容和要求246

附A.2用C++语言编程246

附A.2.1上机环境简介246

附A.2.2用C语言编程上机题248

附A.2.3源程式中的作业环境及其他相关代码249

附A.2.4有关的CDC类中的成员函式251

附A.3互动技术和用户接口实验257

附A.3.1实验要求257

附A.3.2使用的函式补充说明258

参考文献261