机械CAD CAM技术 第3版 教学课件 作者 王隆太等 编著 第4章.pptVIP

第四章 计算机图形处理技术 一、窗口与图形剪裁技术 二、图形变换 二、计算机辅助绘图 三、曲线和曲面 第一节 窗口与图形剪裁技术 一、窗口与视区 二、直线段剪裁 三、多边形剪裁 一、窗口与视区 二、直线段剪裁剪裁：保留窗口内的图形，裁去窗口之外图形的处理技术。直线段与窗口间的关系： 1) 整条线段在窗口内，显示整条线段，无须剪裁； 2) 整条线段在窗口外，不需显示该线段，无须剪裁； 3) 部分在窗口内，部分在窗口外，需将窗口外部分剪裁掉。Sutherland剪裁算法： 区域码：左域0001；右域0010；下域0100；上域1000；内域0000。 二、三维图形的几何变换 3.2.1 交互式绘图 3.2.2 程序参数化绘图 3.2.4 参数化图库的使用与建立 3.2.5 工程图的自动生成 第三节 曲线曲面3.3.1曲线曲面的数学表示形式 3.3.2 Bezier曲线曲面 3.3.3 B样条曲线曲面 3.3.4 NURBS曲线曲面（非均匀有理B样条） 三、三维图形的投影变换和透视变换 投影变换（三视图） 主视图：变换矩阵中坐标y＝0，其它坐标不变： 俯视图 令z＝0，绕x顺时针旋转90°，再在负z方向平移，其变换矩阵为： 左视图：令x＝0，绕z轴逆时针转90°，再沿负x方向平移，变换矩阵为： 透视变换：通过视点将三维形体投影到投影面的变换。如视点E 位于Y 轴上，投影面垂直于Y 轴，则A’即为形体上某点A在投影面（XOY）的透视变换坐标点： a)一点透视 b)二点透视 c)三点透视 灭点－不平行于投影面的平行线的汇聚点。透视投影的灭点有无穷多个。 主灭点－为与坐标轴平行的平行线灭点。主灭点最多为三个。 一点透视－一个主灭点，即投影面与一坐标轴正交，与另两坐标轴平行。 二点透视－两个主灭点，即投影面与两坐标轴相交，与另一坐标轴平行。 三点透视－三个主灭点，即投影面与三坐标轴相交。 第三节 计算机辅助绘图 1、交互式绘图 2、程序参数化绘图 3、尺寸驱动式参数化绘图 4、参数化图库使用与建立 5、工程图自动生成 交互式绘图：在交互式绘图系统的支持下，使用键盘、 鼠标等输入设备通过人机对话进行工程绘图。 特点：绘图过程直观、灵活，效率不高。 常用绘图软件系统：AutoCAD 、高华CAD、 开目CAD、 PICAD等，其中以AutoACD最为普及。 例：使用AutoCAD绘制固定钳身零件图步骤： 1)设置图幅 选择GB_A3为样板建立clamp图形文件，用LIMITS命令设置绘图范围（594?420）。 2)设置图层 建立CENTER、HIDDEN、DIM、HATCH四个图层，并设置各图层颜色和线型。 3)设置绘图辅助状态 设置捕捉方式END、INT、CEN，用F8设置正交绘图。 视图布置与俯视图的绘制 4)设置当前层 置CENTER为当前层，并在当前层画各视图中心线。 5)执行UCS命令 设定俯视图上中心线的交点为当前用户坐标系的原点，绘制俯视图轮廓线。 6)作视图间对齐辅助线，确定主视图及左视图的轮廓。 通过对各视图的倒角、圆角、剖面线绘制，标注尺寸，最终得到完整的工程图。 原理：用一组变量记录图形的几何参数和结构参数，用程序表示图形的拓扑关系和结构信息，最终将图形信息记录在程序中。 步骤： 确定参数变量，包括形状参数、位置参数和方位（旋转）参数； 通过参数变量计算各图形实体的坐标参数； 调用图形函数，编制绘图程序。 如：一简单板金件绘制C语言程序 ： draw(x1,y1,a,b,c,d) float x1,y1,a,b,c,d; { int i,j,n, m=DETECT; float x[6],y[6]; initgraph(m,n,c:\\); x[0]=x1; y[0]=y1; x[1]=x[2]=x[0]+a; x[3]=x[4]=x[0]+a-b; x[5]=x[0]; y[1]=y[0]; y[2]=y[3]=y[0]+d; y[4]=y[5]=y[0]+c; for(i=0;i5;i++) line(x[i],y[i],x[i+1],y[i+1]); line(x[0],y[0],x[5],y[5]); getch(); closegraph(); } 图形元素拼装：用C语言编制一个个图形元素程序(如图4.25）， 通过编程拼装如轴类零件的复杂零件图。 特点：绘图效率高；可与分析程序结合，实现规