計算機(jī)繪圖繪圖

當(dāng)操作者通過鍵盤或圖形輸入板輸入原始數(shù)據(jù)后，系統(tǒng)便可自動進(jìn)行繪制和顯示工作，一個復(fù)雜的零 件圖或裝配圖，往往可以在幾分鐘甚至幾秒鐘之內(nèi)完成。這種繪圖方式稱自動繪圖。它的優(yōu)點是快捷而省事，缺點是觀察者不能對繪制和顯示過程進(jìn)行干預(yù)，只能在過程結(jié)束后才能得知輸出結(jié)果的正誤。這種繪圖和顯示又叫被動的(或靜態(tài)的)計算機(jī)繪圖。

有許多繪圖工作，尤其地設(shè)計階段，不可避免地要進(jìn)行反復(fù)試畫和推敲，而產(chǎn)品的不斷更新也要求對已定型圖紙進(jìn)行必要的修改。為此在圖形的繪制和顯示過程中，需要有觀察者的參與，要求系統(tǒng)具有人機(jī)對話的交互功能。這樣的系統(tǒng)稱為動態(tài)的計算機(jī)繪圖。在動態(tài)繪圖中，觀察者根據(jù)需要可以控制和干預(yù)正在顯示的圖形，直接在熒光屏上對圖形進(jìn)行修改和增補。該系統(tǒng)目前所使用的人機(jī)交互工具有光筆、鼠標(biāo)器、圖形輸入板或數(shù)字化儀，以及操縱桿、軌跡球等。

計算機(jī)繪圖是計算機(jī)圖學(xué)的一個分支，它的主要特點是給計算機(jī)輸入非圖形信息，經(jīng)過計算機(jī)的處理，生成圖形信息輸出。一個計算機(jī)繪圖系統(tǒng)可以有不同的組合方式，最簡單的是由一臺微型計算機(jī)加一臺繪圖機(jī)組成。除硬件外，還必須配有各種軟件，如操作系統(tǒng)、語言系統(tǒng)、編輯系統(tǒng)、繪圖軟件和顯示軟件等等。

計算機(jī)繪圖所研究的內(nèi)容，主要有圖形變換的矩陣方法，立體圖形的繪制和消穩(wěn)技術(shù)，圖形數(shù)據(jù)庫，樣條曲線和自由曲面，幾何造型，動畫技術(shù)，以及上述內(nèi)容的程序設(shè)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(zhuǎn)、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(shù)。由于復(fù)雜的實際曲線很難用單數(shù)學(xué)曲線表示，所以借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(shù)學(xué)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(shù)學(xué)公式描述，又便于設(shè)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(zhuǎn)換成形體的幾何表達(dá)式和拓?fù)浔磉_(dá)式，最后經(jīng)過形體的拼合運算，構(gòu)造出新形體。三維幾何實體造型和特征技術(shù)是實現(xiàn)集成CAD/CAM的關(guān)鍵技術(shù)之一。