几何信息：物体在空间的形状、尺寸及位置的描述； 拓扑信息：构成物体的各个分量的数目及相互之间的连接关系
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（2）几何造型的主要作用
➢为图形的显示和输出提供信息； ➢ 为各种应用程序.（如，结构设计、受力分析、成型模 拟、图形变换、数控加工等）提供信息。
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➢ 基本曲面： 能够用初等数学解析式描述的曲面。例如：
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➢轨迹曲面
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由二维曲线在三维空间运动的轨迹所构成的曲面。
拉伸表面 Extruded Surface（路径是直线）
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（3）几何造型的分类
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按照对这两方面信息的描述及存贮方法不同，三维几 何造型系统可划分线框建模、表面建模和实体建模三种主 要类型。
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线框造型
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利用基本线素来定义设计目标的棱线部分而构成的立
软件系统
计算 机
外围 设备
联网 设备
系统 软件
支撑 软件
数据 库
应用 软件
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（2）硬件要求
➢ 性能要求较高的图形输入、输出设备； ➢ 较高的运行速度—CAD软件中大量的复杂的数值计算； ➢ 足够的外部存储空间---计算过程中大量的图形、图像、
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第二章 CAD技术基础
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§2.1 CAD系统的组成 与分类
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（1）基本组成
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CAD/CAM系统
硬件系统
旋转表面 Revolved Surface
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➢扫动曲面 Swept Surface 截面曲线沿由任意空间曲线代表的路径移动而构成的曲面。
路径可以有多条（如6, 7），截面曲线也可以有多条（如 1～5）。
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主要功能：图形处理；三维产品建模；有限元建模 与分析；机构运动分析；数据信息交换；工程数据管 理；二次开发工具。
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➢ 数据库 把手册和资料中的数表、线图数据事先存放在数据库中， 要求具有图形和非图形数据处理的能力。
➢ 应用软件 面向用户（如某一企业、某一类产品或某一个工程），如 开目CAD、大恒CAD、华正CAD、圆方CAD、大方CAD。
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表面造型
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V1
E4
V4
E1 V2
E2 F1 E3
F3
F6
E9
V3
F5
E12
E10
F4
E11
V5
E8
V8
E5
F2
E6
E7
V6
V7
表面 棱线 1 1, 2, 3, 4 2 5, 6, 7, 8 3 1, 10, 5, 9 4 2, 11, 6, 10 5 3, 12, 7, 11 6 4, 9, 8, 12
➢ 蒙皮曲面
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覆盖在一组线条上的曲面称为蒙皮 Skin。 规则表面 Ruled Surface
由两条互不相交的空间曲线扩展而成的规则表面。
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平坦表面 Planar Surface 由封闭的二维线框构成的表面。
技术文件、优化分析结果、图形库、数据库和配套的 应用软件； ➢ 较好的网络性能—设计网络系统的速度、稳定性、安 全性等。
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（3）软件组成
➢操作系统
具有下述功能：管理CPU；管理存储器；管理外部 设备；管理文件；网络通信功能；其它为用户开发应 用软件服务的特定功能。 ➢ 支撑软件
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体构架图。在计算机内部，存贮的是该物体的顶点及棱线
信息，将实体的几何信息和拓扑信息层次清楚地记录在顶
点表及边表中。
V1
E4
V4
E1
E3
V2
E2
V3
E12
E9
E10
V5 E5
E11
E8
V8
E6
E7
V6Байду номын сангаас
V7
顶点 x, y, z 1 0, 0, 1 2 1, 0, 1 3 1, 1, 1 4 0, 1, 1 5 0, 0, 0 6 1, 0, 0 7 1, 1, 0 8 0, 1, 0
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问题：由于客观事物大多是三维的、连续的，而在计算机 内部的数据均为一线的、离散的、有限的，因此，在表达 与描述三维实体时，怎样对几何实体进行定义，保证其准 确、完整和唯一性？
将对实体的描述和表达建立在几何信息和拓扑信息 处理的基础上。
棱边 顶点 1 1, 2 2 2, 3 3 3, 4 4 4, 1 5 5, 6 6 6, 7 7 7, 8 8 8, 5 9 1, 5 10 2, 6 11 3, 7
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12 4, 8
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➢优点：节省存储空间，处理数据快（因数据量少，且结 构简单），修改和编辑非常方便。 ➢ 缺点：缺乏表面信息，处理时容易产生二义性；不能自 动产生两曲面相交的交线；无法对模型取剖面；计算体积 困难。
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§2.2 几何造型技术
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（1）几何造型的定义
利用计算机系统描述物体的几何形状，建立产品几何模型 的技术。通过这种方法定义、描述的几何实体必须是完整的、 唯一的，而且能够从计算机内部的模型上提取该实体生成过 程中的全部信息，或者能够通过系统的计算分析自动生成某 些信息。