【正文】 產品建模技術 d) 空間單元表示法 第三章 產品建模技術 參數化建模（ Parameter Modeling） 靜態(tài)幾何造型系統(tǒng) ： 一旦造型完成，幾何形體和具體尺寸也就確定，后期的可修改性差。 第三章 產品建模技術 難于用附加體法倒圓的情況 第三章 產品建模技術 c) 混合模式（ Hybrid Model） 一個 CAD系統(tǒng)里采用了多種數據結構來表達物體，如常見的構造立體幾何法與邊界表示法的混合。 第三章 產品建模技術 同一物體的兩種CSG結構 第三章 產品建模技術 構造立體幾何法特點： 數據量?。换倔w素通過布爾運算可以形成復雜的幾何體；對于具有復雜曲線、曲面特征的模型表達有困難。 第三章 產品建模技術 b) 構造立體幾何法 CSG (Constructive Solid Geometry) 通過基本體素和他們的布爾運算來表達三維物體。 第三章 產品建模技術 缺點：無法表達物體生成的原始信息，即無法知道原始體素的布爾計算過程。邊在計算機內部是兩次存儲，通過邊的指向可以標識面的法向。 第三章 產品建模技術 邊界表示法 第三章 產品建模技術 邊界表示法的特點： 詳細記錄了構成物體的所有幾何信息。 第三章 產品建模技術 3. 三維實體模型的計算機內部表示法 三維的實體模型要用一維的計算機數組來表示。 第三章 產品建模技術 第三章 產品建模技術 4. 歐拉檢驗公式（檢驗實體有效性的必要條件） 任一形體的歐拉檢驗公式： V－ E＋ F － H＋ 2P ＝ 2B V——頂點數 E——邊數 F——面數 B——不連續(xù)的形體數 P——形體上的通孔數 H——實體表面邊界的內環(huán)數 第三章 產品建模技術 第三章 產品建模技術 線框模型 線框模型包括幾何信息和拓撲信息 第三章 產品建模技術 自由曲面模型的構造方法： 1. 通過曲線定義曲面 . 2. 由控制網絡多邊形構成曲面 3. 通過插值其它曲面構造曲面 4. 點云直接生成曲面 第三章 產品建模技術 實體建模（ Solid Modeling） 實體建模是利用一些基本體素，如長方體、圓柱體、球體、錐體、圓環(huán)體、以及掃描體等通過集合運算（布爾運算）生成復雜形體的一種建模技術 1. 體素的定義及描述 第三章 產品建模技術 基本體素 第三章 產品建模技術 基本體素特點： 有少量的參數進行控制，如長方體的長、寬、高。 有時候集合運算在數學上是正確的，但是在幾何上是不恰當的。 第三章 產品建模技術 經過集合運算生成的形體也應該是具有良好邊界的幾何形體。 5) 邊 實體中兩個相鄰面的邊界。 3) 面 幾何實體表面的一部分，具有方向性。 第三章 產品建模技術 基本幾何元素：面（ F）、邊（ E）、頂點（ V）。 幾何建模的基本概念 1. 幾何信息：構成幾何實體的各個幾何元素在歐式空間中的位置和大小。 第三章 產品建模技術 CAD三維幾何建模 把真實世界中三維物體的幾何形狀用一套合適的數據結構來描述，供計算機識別和處理的信息數據模型。 –（ B級 C級面？） 一點透視 兩點透視 三點透視 第二章 CAD的基本圖形及算法 三維圖形的顯示流程 第二章 CAD的基本圖形及算法 如果將上述流程中投影與裁剪的順序顛倒，則流程為： 此流程優(yōu)點二維裁剪比三維裁剪容易，缺點所有物體都作投影變換，而部分物體可能不可見（在視見體外），浪費了部分計算。 –光滑，曲線至少一階連續(xù)，并且滿足設計要求（美學要求）。 8. 現(xiàn)代高端 CAD系統(tǒng)的硬件平臺 1) 高性能的 CPU，突出的浮點處理能力 2) 高性能的圖形顯示卡，杰出的 Open GL支持性 3) 大容量的內部存儲器 4) 大容量的外部存儲器 5) 高速度的 IO吞吐能力 6) 高分辨率的顯示和輸出設備 9. 現(xiàn)代高端 CAD系統(tǒng)的軟件組成 1) 穩(wěn)定的支持平臺（操作系統(tǒng)） 2) 優(yōu)秀的圖形造型系統(tǒng)，速度快，數據量小，內核兼容性好 3) 高度集成的 Cax系統(tǒng) 4) 集成的 PDM和 PLM解決方案 a) PDM——Prodcut Data Management 產品零件管理，產品結構樹管理 b) PLM： Product Lifecycle Management 第二章 CAD的基本圖形及算法 ?圓弧、規(guī)則曲線一般用數值微分法生成 ?區(qū)域填充的算法： ?多邊形填充法 ： 根據多邊形的頂點， 按掃描線順序，計算 掃描線和多邊形的相 交區(qū)域，完成填充 。 1) 標準化 CGI： Computer Graphics interface CGM： Computer Graphics metalfile GKS： Graphics kernel system IGES： initial graphics exchange specification STEP： standard for exchange of product model data 5. 現(xiàn)代 CAD系統(tǒng)的特點 2) 集成化 CIMS:CAD、 CAM、 CAE、 CAPP、 PDM， 計算機集成制造系統(tǒng)。 第一章 緒論 4. 現(xiàn)代 CAD的主要技術 1) 圖形學理論的應用 2) 專業(yè)科學技術，有限元，數值分析，優(yōu)化設計、力學分析等 3) 數據管理技術，數據庫管理、數據規(guī)范和接口技術 4) 文檔處理技術，工程設計說明書、產品明細清單等 5) 軟件設計技術，人機交互、軟件工程、人工智能模擬與仿真技術等。第一章 緒論： 文 字 抽 象 表 達幾 何 表 達設 計可 視 圖 形 表 達抽 象 幾 何 表 達1. 從設計過程來理解設計 : 設計是規(guī)范化的表達。 第一章 緒論 2. 計算機輔助設計， CAD——Computer Aided Design – CAD是一個過程，利用計算機將專業(yè)知識和技術應用于產品設計、繪圖、分析、編寫技術文檔等活動的過程 – CAD是一項產品建模技術，把產品的物理模型轉化為產品的數據模型，并把產品的數據模型存儲在計算機供后續(xù)的計算機輔助技術（ CAX）所共享，驅動產品生命周期的全過程 第一章 緒論 3. 計算機輔助制造 ——CAM（ Computer Aided Manufacturing） – 狹義 CAM，計算機輔助編制數控加工指令 – 廣義 CAM，用計算機進行制造信息處理的全過程。 第一章 緒論 5. 現(xiàn)代 CAD系統(tǒng)的特點 。 （ PLM： Product Lifecycle Manage 產品生命周期管理） CE Concurrent engineering：并行工程 5. 現(xiàn)代 CAD系統(tǒng)的特點 3) 智能化