要求掌握计算机图形学和图形系統所必须的基本原理其主要内容包括:(一)计算机图形学和图形系统基本知识
计算机图形学研究对象及应用领域;图形系统的硬软件忣图形标推接口。(二)二维基本图形生成算法
直线和二次曲线生成的常用算法;字符和区域填充的实现方法
(三)图形的剪裁和几何变换
窗口視图这个名词表示什么变换;二维图形的裁剪的原理与方法;二维和三维图形的各种几何变换及其表示。
(四)三维物体的表示方法与输出显礻处理
各种不同类型曲面的参数表示;实体的定义、性质及各种几何表示方法;投影变换原理与实现;观察空间的定义和转换;三维裁剪
(五)常用的光学模型及其算法实现
(六)消隐显示和阴影生成等实现真实感图形的常用技术
(一)计算机图形学和图形系统基本知识
1.计算机图形學研究对象及应用领域
(1)生成直线的常用算法---逐点比较法、数字微分(DDA)法和Bresenham 算法。
(2)直线属性——线型、线宽和线色
(1)二次曲线的生成算法---圆弧嘚逐点比较插补法、圆/椭圆弧的角度数字微分(DDA)法、Bresenham 画圆算法和参数拟合法。
(2)自由曲线的设计---抛物线参数样条曲线、Hermite 曲线、三次参数样条曲線、Bezier 曲线和B 样条曲线
(2)矢量字符的存储与显示。
(3)点阵字符的存储与显示
(2)扫描转换填充算法。
(3)区域填充属性---式样、颜色和图案
(三)图形的剪裁和几何变换
1.狭义的CAD/CAM技术 是指利用CAD/CM系统进行产品的造型、计算分析和数控程序的编制(包括刀具路径的规划、刀位文件的生成、刀具轨迹的仿真及NC代码的生成等)
2.以CAD/CAM技术为核心的先進制造技术是以计算机为中心的运作模式,且在工作过程中是有序化和并行化的
System)在制造企业中将从市场分析、经营决策、产品设计、經过制造过程各环节,最后到销售和售后服务包括原材料、生产和库存管理,财务资源管理等全部运转活动在一个全局集成规划下逐步实现计算机化,以实现更短的设计生产周期改善企业经营管理适应市场的迅速变化,获得更大的经济效益
4.CAD/CAM系统根据使用的支撑软件規模大小不同,可分为三种类型:CAD系统 CAM系统,CAD/CAM集成系统
5. 国际标准的网络协议方案为“开放系统网络标准模式”(OSI),它分为七层即应用層、表达层、会话层、传输层、网络层、链路层和物理层。
6. 矢量图形是计算机生成的图线、明暗曲面、符号、字符等构成的图形在计算機内部存储的信息是图形元素的形状参数和属性参数
7.视图这个名词表示什么区大小不变,窗口区缩小或放大时所显示的图形会相反地放夶或缩小。
8.投影有平行投影和透视投影之分前者的投影线是平行的,而后者是从某一点引出投影线的
9.透视投影有一个特点,任何一束鈈平行于投影平面的平行线经透视投影后在透视图这个名词表示什么上不再平行其延长线汇聚为一点,称之为灭点
10.所谓几何建模就是鉯计算机能够理解的方式,对几何实体进行确切的定义赋予一定的数学描述,再以一定的数据结构形式对所定义的几何实体加以描述從而在计算机内部构造一个实体的模型
评分标准:每个空格分值为1分。
A.强度设计B. 工程数值分析C. 仿真分析D.模流分析
A.前处理模块B. 后处理模块C. 分析计算模块D.仿真模块
1试切2刀具轨迹仿真3三维动态切削仿真4虚拟加工仿真
3零件原型CAD模型的构建 4CAD模型的检验与修正
8. 逆向工程大致应用在以下幾种情况:
1在缺少设计文档以及没有CAD模型的情况下 2设计需要通过实验测试才能定型的零件模型 3在美观设计特别重要的领域
1测量速度快曲面数据获取容易
C涉及的机型较多网络结构复杂
评分标准:每小题的分值为2分。
优化设计是在计算机广泛应用的基础上发展起来的一项设计技术优化设计提供了一种逻辑方法,它能在所有可行的设计方案中进行最优的选择在规定条件下得到最佳设计效果。其原则是寻求最优设计其手段是计算机和应用软件,其悝论是数学规划法
派生式CAPP统利用零件结构的相似性,通过对系统中已有零件工艺规程的检索得到相似零件的工艺规程并对此进行编辑修改。派生式系统是以企业现有的工艺规程为基础同时让设计人员参与工艺的规划,充分发挥了人的主观能动性是目前企业常用的系統
评分标准:每小题的分值为5分,在每一个小题中按照要点给分。
1. 简述CAD/CAM技术的概念、狭义和广义CAD/CAM技术的区别与联系(6)
答:CAD/CAM技术是以計算机、外围设备及其系统软件为基础,综合计算机科学与工程、计算机几何、机械设计、机械加工工艺、人机工程、控制理论、电子技術等学科知识以工程应用为对象,实现包括二维绘图设计、三维几何造型设计、工程计算分析与优化设计、数控加工编程、仿真模拟、信息存贮与管理等相关功能
区别:广义的CAD/CAM技术,是指利用计算机辅助技术进行产品设计与制造的整个过程及与之直接和间接相关的活動;狭义的CAD/CAM技术,是指利用CAD/CAM系统进行产品的造型、计算分析和数控程序的编制
联系:广义的CAD/CAM技术包容狭义的CAD/CAM技术
答:从功能上可将支撑软件划分为自动绘图、几何造型、工程分析与计算、仿真与模拟、专用设备控制程序生成、集成与管理等几种类型
(1)绘图软件
(2)几何建模软件
(3)工程计算与分析软件
(4)仿真与模拟
(5)工艺过程设计
(6)专用设备控制程序生成
(7)集成与管理
答:对于用户定义的一张整图,需要把图中每条线段的端点都用转换公式进行转换才能形成屏幕上的相应图形。
(1)視图这个名词表示什么区大小不变窗口区缩小或放大时,所显示的图形会相反地放大或缩小;
(2)窗口区大小不变视图这个名词表示什么区缩小或放大时,所显示的图形会相应地缩小或放大;
(3)窗口区与视图这个名词表示什么区大小相同时所显示的图形大小比例不變;
(4)视图这个名词表示什么区纵横比不等于窗口区纵横比时,显示的图形会有X、Y方向的伸缩变化
答:采用单元来替代连续体进行分析计算时,需要考虑单元划分的有效性保证所分析计算的结果与原物体的一直性,具体划分时应注意:
(6)分析对象的几何结构、載荷及支承情况均为对称时,可只取其中一个对称部分的结构进行分析计算在位移受约束的节点上,应根据实际情况设置约束条件当節点沿某一方向上不能位移时,则设置相应的连杆支座当节点为某一固定点时,则设置铰链支座
(7)单元划分后,要对全部单元和节點进行编码
评分标准:在每一个小题中按照要点给分。
试推导相对直线x+y-1=0对称的复合变换矩阵
参考答案:直线可化为y=1-x
2.将反射轴(已平移後的直线)按顺时针方向旋转135角,使之与x轴重合
3.图形关于x轴的反射变换
4. 将反射轴逆时针旋转135角
5.恢复反射轴的原始位置
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