计算机图形学交互式技术论文

计算机图形学交互式技术论文

　　如果需要下列参考文献的话可以联系我（点我可见）。

　　【篇名】 计算机图形学的发展及应用 CAJ原文下载 PDF原文下载
　　【作者】 英海燕. 李翔.
　　【刊名】 现代情报 2004年01期 编辑部Email
　　ASPT来源刊 CJFD收录期刊
　　【机构】 临沂师范学院. 临沂九中 临沂276005 . 临沂276001.
　　【关键词】 计算机图形学. 可视化. 自然景物仿真. 计算机动画. 分形图形学.
　　【聚类检索】 同类文献 引用文献 被引用文献
　　【摘要】 计算机图形学经历了30多年的发展,在计算机辅助设计与制造、科学计算可视化、图形实时绘制与自然景物仿真、计算机动画、计算机艺术等方面都有着长足的发展和广阔的应用前景
　　【光盘号】 INFO0403S1

　　2 【篇名】 计算机图形学的发展状况与应用前景 CAJ原文下载 PDF原文下载
　　【作者】 程世杰.
　　【刊名】 黑龙江八一农垦大学学报 2000年01期 编辑部Email
　　CJFD收录期刊
　　【机构】 哈尔滨理工大学!哈尔滨150076.
　　【关键词】 智能CAD. 计算机美术. 可视化. 多通道用户界面.
　　【聚类检索】 同类文献 引用文献 被引用文献
　　【摘要】 概述了近年来计算机图形学中各个分支的发展状况，及其在各领域中的应用成果。
　　【光盘号】 AGRI0007

　　3 【篇名】 计算机图形学的相关技术与发展 CAJ原文下载 PDF原文下载
　　【作者】 蔡强.
　　【刊名】 北京工商大学学报(自然科学版) 1999年03期 编辑部Email
　　CJFD收录期刊
　　【机构】 北京轻工业学院机械工程系!北京100037.
　　【关键词】 计算机图形学. 可视化. 虚拟现实技术.
　　【聚类检索】 同类文献 引用文献 被引用文献
　　【摘要】 对计算机图形学自60年代产生以来所取得的各方面进展进行了综述，对计算机图形学这门热点学科的相关技术——数学基础、实体造型技术、表面造型技术、可视化、虚拟现实技术做了较为全面的阐述和分析，在此基础上对计算机图形学下一步的发展方向和一些突破点做了预测，认为最近几年，图形学将有一个较大的飞跃；
　　【光盘号】 SCTB0004

　　【篇名】 面向对象交互式图形系统的层次模型 CAJ原文下载 PDF原文下载
　　【作者】 王斌君. 郝克刚. 葛玮. 华庆一. 王靖亚.
　　【刊名】 小型微型计算机系统 1997年07期 编辑部Email
　　《中文核心期刊要目总览》来源期刊 ASPT来源刊 CJFD收录期刊
　　【机构】 西北大学软件工程研究所.
　　【关键词】 交互式图形系统. 面向对象. 聚合对象.
　　【聚类检索】 同类文献 引用文献 被引用文献
　　【摘要】 本文从面向对象的观点出发，通过动态地建立聚合对象，讨论了面向对象的交互式图形系统的层次模型。首次提出将交互式图形系统中各种图形对象类划分为基本图元类、静态聚合对象类和动态聚合对象类的分类分法。
　　【光盘号】 SCTA9709

　　4 【篇名】 在线交互式图形图表制作的解决方案 CAJ原文下载 PDF原文下载
　　【作者】 林继成.
　　【刊名】 安庆师范学院学报(自然科学版) 2004年03期 编辑部Email
　　CJFD收录期刊
　　【机构】 安庆师范学院计算机系 安徽安庆246011.
　　【关键词】 计算机软件. Web应用. Chart组件. XMLDOM. 图表制作.
　　【聚类检索】 同类文献 引用文献 被引用文献
　　【摘要】 给出运用XML DOM技术和Chart组件,设计在线交互式图形图表绘制应用程序的全过程。包括数量不定的数据在线输入与提交的处理、数据的组织与解析、图形图表的生成、数据的在线修改等方面的内容。
　　【光盘号】 SCTA0410

　　【篇名】 一种高效的基于摄影测量数据库的数字测图系统 CAJ原文下载 PDF原文下载
　　【作者】 马秋禾.
　　【刊名】 测绘学院学报 1995年03期 编辑部Email
　　《中文核心期刊要目总览》来源期刊 CJFD收录期刊
　　【关键词】 数据库. 数字测图.
　　【聚类检索】 同类文献 引用文献 被引用文献
　　【摘要】 本文介绍了一种高效的基于摄影测量数据库的数字测图系统，该系统由数据采集、图形编辑和处理、绘图数据处理以及作为主体的数据库管理等四个子系统组成。用户可在国产解析测图仪APS—1和经过数字化改造的模拟测图仪器上进行数据采集，通过交互式图形编辑和摄影测量处理以形成1：5万摄影测量数据库数据，并输出线划地形图，具有对该数据库数据的检查、验收功能。此外，本文还研究了等高线内插的若干算法，形成了较为实用的等高线内插软件包。
　　【光盘号】 SCTA9504

　　18 【篇名】 一种面向对象数据库系统图形用户界面的设计与实现 CAJ原文下载 PDF原文下载
　　【作者】 王拓. 刘海琦. 古新生. 胡保生.
　　【刊名】 计算机工程与应用 1995年04期 编辑部Email
　　《中文核心期刊要目总览》来源期刊 “中国期刊方阵”入选期刊 ASPT来源刊 CJFD收录期刊
　　【机构】 西安交通大学CIMS研究中心.
　　【关键词】 对象. 语义. 模式. 实例. 图形用户界面.
　　【聚类检索】 同类文献 引用文献 被引用文献
　　【摘要】 本文介绍了西安交通大学CIMS研究中心，近几年来所研制的面向对象数据库管理系统CIM—ODBMS的图形用户界面。它是一个交互式图形界面，用户通过鼠标完成对数据库的各种操纵，这种操纵十分直观和方便。
　　【光盘号】 INFO9502
　　【篇名】 交互式图形环境露天矿采剥计划CAD软件的开发 CAJ原文下载 PDF原文下载
　　【作者】 陈建宏. 邓顺华. 王李管.
　　【刊名】 中国矿业 1996年03期 编辑部Email
　　《中文核心期刊要目总览》来源期刊 “中国期刊方阵”入选期刊 ASPT来源刊 CJFD收录期刊
　　【机构】 中南工业大学.
　　【关键词】 矿床模型. 集成图形环境. CAD技术.
　　【聚类检索】 同类文献 引用文献 被引用文献
　　【摘要】 本文详细分析了传统采剥计划编制软件存在的问题，介绍了一个建立在“块段模块”与“线框模型”相结合基础上的，以自主开发的面向对象的交互式集成图形环境为平台的露天矿采剥计划CAD软件。
　　【光盘号】 SCTB96S3

　　31 【篇名】 加快数字制图产业化 促进地质测绘事业发展 CAJ原文下载 PDF原文下载
　　【作者】 林茂山.
　　【刊名】 地矿测绘 1996年04期 编辑部Email
　　CJFD收录期刊
　　【机构】 山东省地质测绘院 济南 210008.
　　【聚类检索】 同类文献 引用文献 被引用文献
　　【摘要】 <正> 一、数字制图技术在我院的发展数字制图是利用计算机图数转换技术、交互式图形技术,将图件要素数字化,通过计算机编辑修改并利用图形设备直接成图的技术。以MAPCAD为代表的一大批数字制图系统的出现标志着我国的数字制图技术已发展到一个新的阶段。传统的制图方法效率低、周期长、成本高,缺乏竞争力。我院在开发利用宇宙机、物化探
　　【光盘号】 SCTA96S4

　　【篇名】 交互式图形生成系统的设计与实现 CAJ原文下载 PDF原文下载
　　【作者】 木妮娜·玉素甫.
　　【刊名】 新疆师范大学学报(自然科学版) 1996年03期 编辑部Email
　　CJFD收录期刊
　　【机构】 新疆师范大学数学系.
　　【关键词】 图素库. 图形生成. 人机界面.
　　【聚类检索】 同类文献 引用文献 被引用文献
　　【摘要】 本文就工业控制与管理系统人机界面的图形自动生成问题提出了一种解决的方案,开发了一套工业图形编辑工具软件,用交互对话作图的方式,实现了工业系统中所需要的图形编辑.
　　【光盘号】 SCTA96S3

计算机图形图像处理相关的论文

随着现代化科学技术的快速发展，计算机图形图像处理技术也越来越成熟，为人们的生活、工作和学习提供了极大的便利。然而我们该如何写有关计算机图形图像处理的论文呢?下面是我给大家推荐的计算机图形图像处理相关的论文，希望大家喜欢!

《计算机图形图像处理技术分析》

摘 要：随着现代化科学技术的快速发展，计算机图形图像处理技术也越来越成熟，Photoshop、CAE、CAD等计算机图形图像处理软件被广泛的应用在各个领域，为人们的生活、工作和学习提供了极大的便利。在未来的发展过程中，要不断改进和完善计算机图形图像处理技术，推动计算机图形图像处理技术更加广泛的应用和发展。本文简要介绍了计算机图形图像处理技术，阐述了计算机图形图像处理技术的应用。

关键词：计算机;图形图像;处理技术

中图分类号：TP391.41

计算机图形图像技术以计算机网络系统为平台，实现了人们主观意识中图像和真实存在的图形之间的相互结合，各种各样的计算机图形图像处理软件，为人们的主观处理和操作提供了很多的便利，随着现代化科学技术的快速发展，计算机图形图像处理技术的应用前景会更加广阔。

1 计算机图形图像处理技术概述

1.1 基本含义

计算机图形图像处理技术是指通过几何模型和数据将描述性的形象或者概念在计算机系统软件中进行存储、定稿、优化、修改和显现。计算机图形图像处理技术可以用来设计图形的色彩、做纹理和明暗的贴图处理、对图像进行建模设计和造型、消除图像隐线和隐面、对图形曲线和曲面进行拟合操作、数字化的图像存储、图像分割、分析、编码、增强、复原等操作[1]，以及对图像进行形式转换，如投影、缩放、旋转、平移等几何形式。

1.2 基本组成

计算机图形图像处理技术的基本组成主要包括计算机硬件设备和计算机图形图像处理软件。计算机硬件设备性能的好坏对于计算机图形图像处理效果有着直接的影响，计算机图形图像处理软件将终端的显示和计算机结合在一起，由于计算机图形图像处理技术自身具有设计、存储、修改等功能，可以迅速整合图片数据，不仅可以保障计算机图形图像的处理效果，也可以有效地提高计算机中央处理器和计算机图形图像处理软件的运行效果。键盘和鼠标作为终端的输入设备，可以完成对图形的修改和定位，并且利用显示器、绘图仪、打印机等显示设备和输出设备，可以完整的保存计算机图片。

1.3 基本功能

计算机图形图像处理技术主要具有五个基本功能：对话、输入、输出、存储和计算。对话功能是指利用通讯交互设备和计算机显示器实现人机交流。输入和输出功能是指计算机图形图像处理软件可以随时输入和输出相关的图形图像。存数功能是指实时监控计算机的图形图像数据进行有效的检索和维护。计算功能是指计算机图形图像处理软件对相关的图形图像进行必要的数据交换和计算分析。

1.4 计算机图形图像处理技术的运行环境

计算机图形图像处理技术的硬件配置主要包括工作站和微型机，软件配置就是建立在工作站和微型机上的运行软件。计算机图形图像处理技术的工作站软件主要有TDI和Alias两种，工作站的软件主要负责处理计算机工作站中的各种图形图像处理。微型机上的计算机图形图像处理软件主要包括3DStudio、Winimage：morph和Photoshop等，3DStudio是微型机上的一种最主要的图形图像处理软件，被广泛的应用在多个计算机系统中;Winimage：morph是一种常用的二维图形图像处理软件，可以将一个图形或者图像制作成另外一个图形或者图像;Photoshop是一个非常专业的图形图像处理软件，其支持图形图像资料的分色制版，给人们进行图形图像处理带来很多的便利。

2 计算机图形图像处理技术的应用

2.1 用户接口

人们利用计算机系统的用户接口来操作多种计算机软件，计算机图形图像处理技术和用户接口的有效结合，借助于计算机操作系统构建友好的人机交互用户图形界面，极大地提高了计算机图形图像处理的简便性和易用性。近年来，微软公司普及和推广的图像化windows系统，充分发挥了计算机图形图像处理技术和用户接口全面融合的重要作用。

2.2 动画与艺术

随着计算机科学技术的快速发展，计算机硬件设备和计算机图形学也在蓬勃发展，静态的图形图像已经很难再满足人们对高质量、优质的、动态的图形图像的巨大需求，因此近年来，计算机动画技术蓬勃发展，特别是一些美术设计人员，多是依靠计算机图形图像处理软件来进行艺术创作。计算机图形图像处理技术的快速发展，同时推动了艺术设计技术的应用和开发，例如，3DS Studio Max三维设计软件和Photoshop二维平面设计软件[2]。

2.3 可视化科学计算

近年来，我国社会主义市场经济快速发展，各个领域的信息通信越来越频繁，计算机网络技术的广泛应用和普及，使得计算机系统数据库中的信息量日益庞大，计算机数据处理和分析技术面临着严峻的考验。相关的技术操作人员利用计算机数据处理和分析软件，很难准确、快速地从计算机的数据库系统中检索出需要的信息数据，难以总结出数据信息的共性和特征。通过将计算机数据处理技术和计算机图形图像处理技术有效的结合起来，可以通过计算机图形图像技术将大量的复杂结构的信息数据进行归类，操作人员通过计算机数据处理软件可以对有共性特征和本质特征的数据信息进行快速检索，极大地提高了计算机数据处理和分析的效率。可视化的科学计算技术最早出现在美国的科学协会研讨中，目前，可视化的科学计算技术被广泛的应用在气象分析、流体力学、医学等领域中[3]，特别是在医学领域，利用可视化的科学计算技术可以实现高精度的远程控制和操作，可以应用在远程的脑部手术中，突破医学难题。在未来的发展过程中，可视化的科学计算技术将会在更多的领域发挥更加重要的作用。

2.4 工业制造和设计

目前，计算机图形图像处理技术在工业制造和设计领域应用的最为广泛，特别是二维三维CAD和CAE等计算机图形图像处理软件，不仅在工业生产的产品制造和产品设计过程中，还有土木工程领域，甚至是集成电路、网络分析和电子线路等电子电工领域都有着广泛的应用。在高精度的工业制造和设计领域中，利用计算机图形图像处理软件，可以在很短的时间内完成高精度的图形图像设计和画图，极大地提高了技术人员的工作效率，同时，标准的计算机图形图像处理程序，提高了工业制造和设计的精确度，有效地降低了设计误差。由于工业产品多是批量化的制造和生产，利用计算机图形图像处理技术，可以极大地提高企业批量化的运行效率和生产质量，降低工业产品的质量检测投入成本，为工业企业带来了更大的经济效益。

3 结束语

计算机图形图像处理技术的广泛应用和快速发展，推动了多个领域的技术革新，充分发挥人们的想象和创造力，创造出很多独特新奇的图形图像效果，丰富人们的日常生活，同时也为企业节约了很多的图形图像处理成本，提高了产品竞争力。在未来的发展过程中，计算机图形图像处理技术的应用前景会更加广阔。

参考文献：

[1]韩晓颖.浅谈计算机图形图像处理技术[J].福建电脑，2011(10)：83-84.

[2]和晓娟.计算机图形图像处理技术的探讨[J].信息与电脑(理论版)，2013(11)：164-165.

[3]王应荣，王静漪.计算机图形图像处理技术[J].天津理工学院学报，2012(03)：6-10.

作者简介：刘倩(1981-)，女，满族，硕士，讲师，研究方向：图形图像处理与多媒体技术。

作者单位：宁夏大学 数学计算机学院，银川 750001

交互图形的发展

1950年，第一台图形显示器作为美国麻省理工学院（MIT）旋风I号（Whirlwind I）计算机的附件诞生了。该显示器用一个类似于示波器的阴极射线管（CRT）来显示一些简单的图形。1958年美国Calcomp公司由联机的数字记录仪发展成滚筒式绘图仪，GerBer公司把数控机床发展成为平板式绘图仪。在整个50年代，只有电子管计算机，用机器语言编程，主要应用于科学计算，为这些计算机配置的图形设备仅具有输出功能。计算机图形学处于准备和酝酿时期，并称之为：“被动式”图形学。到50年代末期，MIT的林肯实验室在“旋风”计算机上开发SAGE空中防御体系，第一次使用了具有指挥和控制功能的CRT显示器，操作者可以用笔在屏幕上指出被确定的目标。与此同时，类似的技术在设计和生产过程中也陆续得到了应用，它预示着交互式计算机图形学的诞生。1962年，MIT林肯实验室的Ivan land 发表了一篇题为“Sketchpad：一个人机交互通信的图形系统”的博士论文，他在论文中首次使用了计算机图形学“Computer Graphics”这个术语，证明了交互计算机图形学是一个可行的、有用的研究领域，从而确定了计算机图形学作为一个崭新的科学分支的独立地位。他在论文中所提出的一些基本概念和技术,如交互技术、分层存储符号的数据结构等至今还在广为应用。1964年MIT的教授Steven A. Coons提出了被后人称为超限插值的新思想，通过插值四条任意的边界曲线来构造曲面。同在60年代早期，法国雷诺汽车公司的工程师Pierre Bézier发展了一套被后人称为Bézier曲线、曲面的理论，成功地用于几何外形设计，并开发了用于汽车外形设计的UNISURF系统。Coons方法和Bézier方法是CAGD最早的开创性工作。值得一提的是，计算机图形学的最高奖是以 Coons的名字命名的，而获得第一届（1983）和第二届(1985) Steven 奖的，恰好是Ivan land和Pierre Bézier，这也算是计算机图形学的一段佳话。70年代是计算机图形学发展过程中一个重要的历史时期。由于光栅显示器的产生，在60年代就已萌芽的光栅图形学算法，迅速发展起来，区域填充、裁剪、消隐等基本图形概念、及其相应算法纷纷诞生，图形学进入了第一个兴盛的时期，并开始出现实用的CAD图形系统。又因为通用、与设备无关的图形软件的发展，图形软件功能的标准化问题被提了出来。1974年，美国国家标准化局（ANSI）在ACM SIGGRAPH的一个与“与机器无关的图形技术”的工作会议上，提出了制定有关标准的基本规则。此后ACM专门成立了一个图形标准化委员会，开始制定有关标准。该委员会于1977、1979年先后制定和修改了“核心图形系统”（Core Graphics System）。ISO随后又发布了计算机图形接口CGI(Computer Graphics Interface)、计算机图形元文件标准CGM（Computer Graphics Metafile）、计算机图形核心系统GKS(Graphics Kernel system)、面向程序员的层次交互图形标准PHIGS（Programmer's Hierarchical Interactive Graphics Standard）等。这些标准的制定，为计算机图形学的推广、应用、资源信息共享，起到了重要作用。70年代，计算机图形学另外两个重要进展是真实感图形学和实体造型技术的产生。1970年Bouknight提出了第一个光反射模型，1971年Gourand提出“漫反射模型+插值”的思想，被称为Gourand明暗处理。1975年Phong提出了著名的简单光照模型-Phong模型。这些可以算是真实感图形学最早的开创性工作。另外，从1973年开始，相继出现了英国剑桥大学CAD小组的Build系统、美国罗彻斯特大学的PADL-1系统等实体造型系统。1980年Whitted提出了一个光透视模型-Whitted模型，并第一次给出光线跟踪算法的范例，实现Whitted模型；1984年，美国Cornell大学和日本广岛大学的学者分别将热辐射工程中的辐射度方法引入到计算机图形学中，用辐射度方法成功地模拟了理想漫反射表面间的多重漫反射效果；光线跟踪算法和辐射度算法的提出，标志着真实感图形的显示算法已逐渐成熟。从80年代中期以来，超大规模集成电路的发展，为图形学的飞速发展奠定了物质基础。计算机的运算能力的提高，图形处理速度的加快，使得图形学的各个研究方向得到充分发展，图形学已广泛应用于动画、科学计算可视化、CAD/CAM、影视娱乐等各个领域。最后，我们以SIGGRAPH会议的情况，来结束计算机图形学的历史回顾。ACM SIGGRAPH会议是计算机图形学最权威的国际会议，每年在美国召开，参加会议的人在50,000人左右。世界上没有第二个领域每年召开如此规模巨大的专业会议，SIGGRAPH会议很大程度上促进了图形学的发展。SIGGRAPH会议是由Brown大学教授Andries van Dam (Andy) 和IBM公司Sam Matsa在60年代中期发起的，全称是“the Special Interest Group on Computer Graphics and Interactive Techniques”。1974年，在Colorado大学召开了第一届SIGGRAPH 年会，并取得了巨大的成功，当时大约有600位来自世界各地的专家参加了会议。到了1997年，参加会议的人数已经增加到48,700。因为每年只录取大约50篇论文，在Computer Graphics杂志上发表，因此论文的学术水平较高，基本上代表了图形学的主流方向。

计算机辅助技术的发展历程

CAD/CAM/CAE技术的发展与计算机图形学的发展密切相关，并伴随着计算机及其外围设备的发展而发展。计算机图形学中有关图形处理的理论和方法构成了CAD/CAM/CAE技术的重要基础。综观CAD/CAM/CAE技术的发展历程，主要经历了以下主要发展阶段。20世纪50年代，计算机主要用于科学计算，使用机器语言编程，图形设备仅具有输出功能。美国麻省理工学院（MIT）在其研制的旋风I号计算机上采用了阴极射线管（CRT）作为图形终端，并能被动显示图形。其后出现了光笔，开始了交互式计算机图形学的研究，也为CAD/CAM技术的出现和发展铺平了道路。1952年MIT首次试制成功了数控铣床，通过数控程序对零件进行加工，随后MIT研制开发了自动编程语言（APT），通过描述走刀轨迹的方法来实现计算机辅助编程，标志着CAM技术的开端。1956年首次尝试将现代有限单元法用于分析飞机结构。50年代末，出现了平板式绘图仪和滚筒式绘图仪，开始了计算机绘图的历史。此间CAD技术处于酝酿、准备阶段。20世纪60年代，这是交互式计算机图形学发展的最重要时期。1963年MIT学者land发表了题为“人机对话图形通讯系统”的博士论文，首次提出了计算机图形学等术语。由他推出的二维SKETCHPAD系统，允许设计者操作光笔和键盘，在图形显示器上进行图形的选择、定位等交互作业，对符号和图形的存储采用分层的数据结构。这项研究为交互式计算机图形学及CAD技术奠定了基础，也标志着CAD技术的诞生。此后，出现了交互式图形显示器、鼠标器和磁盘等硬件设备及文件系统和高级语言等软件。并陆续出现了许多商品化的CAD系统和设备。例如，1964年美国通用汽车公司研制了用于汽车设计DAC-1系统，1965年美国洛克希德飞机公司开发了CADAM系统，贝尔电话公司也推出了GRAPHIC-1系统等。此间CAD技术的应用以二维绘图为主。在制造领域中，1962年研制成功了世界上第一台机器人，实现物料搬运自动化，1965年产生了计算机数控机床CNC系统，1966年以后出现了采用通用计算机直接控制多台数控机床DNC系统以及英国莫林公司研制的由计算机集中控制的自动化制造系统。20世纪60年代末，挪威开始了CAPP技术的研究，并于1969年正式推出第一个CAPP系统AutoPros。20世纪70年代，计算机图形学理论及计算机绘图技术日趋成熟，并得到了广泛应用。这期间，硬件的性能价格比不断提高；图形输入板、大容量的磁盘存储器等相应出现；数据库管理系统等软件得以应用；以小型、超小型计算机为主机的CAD/CAM系统进入市场并形成主流，这些系统的特点是硬件和软件配套齐全、价格便宜、使用方便，形成所谓的交钥匙系统（Turnkey System）。同时，三维几何建模软件也相继发展起来，出现了一些面向中小企业的CAD/CAM商品化系统，法国达索公司率先开发出以表面模型为特点的三维曲面建模系统CATIA。20世纪70年代中期开始创立CAPP系统的研究与开发。1976年由CAM-I公司开发了CAPP系统——CAM-I Automated Process Planning。在制造方面，美国辛辛那提公司研制出了一条柔性制造系统（FMS），将CAD/CAM技术推向了新的阶段。这一时期各种计算机辅助技术的功能模块已基本形成，但数据结构尚不统一，集成性差，应用主要集中在二维绘图、三维线框建模及有限元分析方面。20世纪80年代，CAD/CAM技术及其应用系统得到迅速发展。这期间，出现了微型计算机和32位字长工作站，同时，计算机硬件成本大辐下降，计算机外围设备（彩色高分辨率图形显示器、大型数字化仪、自动绘图机、彩色打印机等）已逐渐形成系列产品，网络技术也得到应用；CAD与CAM相结合，形成了CAD/CAM集成技术，导致了新理论、新算法的大量涌现。在软件方面，不仅实现了工程和产品的设计计算和绘图，而且还实现了工程造型、自由曲面设计、机构分析与仿真等工程应用，特别是实体建模、特征建模、参数化设计等理论的发展和应用，推动CAD技术由表面模型到实体建模，再到参数化建模发展，并出现了许多成熟的CAD软件。在此期间，为满足数据交换要求，相继推出了有关标准（如CGI、GKS、IGES及STEP等）。20世纪80年代后期，人们认识到计算机集成制造（CIM）的重要性，开始强调信息集成，出现了CIMS，将CAD/CAM技术推向了更高的层次。20世纪90年代以来，CAD/CAM/CAE技术更加强调信息集成和资源共享，出现了产品数据管理技术，CAD建模技术日益完善，出现了许多成熟的CAD/CAE/CAM集成化的商业软件，如采用变量化技术的I-DEAS、应用复合建模技术的UG等。随着世界市场的多变与激烈竞争，随着各种先进设计理论和先进制造模式的发展，随着高档微机、操作系统和编程软件的发展，随着网络技术的迅速发展，CAD/CAM/CAE技术正在经历着前所未有的发展机遇与挑战，正在向集成化、网络化、智能化和标准化方向发展。 一个完善的CAD/CAM/CAE系统应具有如下功能：快速数字计算及图形处理功能、几何建模功能、处理数控加工信息的功能、大量数据和知识的存储及快速检索与操作功能、人机交互通信功能、输入和输出信息及图形功能、工程分析功能等。为实现这些功能，CAD/CAM/CAE系统的运行环境由硬件、软件和人三大部分所构成。硬件主要包括计算机及其外围设备等具有有形物质的设备，广义上讲硬件还包括用于数控加工的机械设备和机床等。硬件是CAD/CAM/CAE系统运行的基础，硬件的每一次技术突破都带来CAD/CAM/CAE技术革命性的变化。软件是CAD/CAM/CAE系统的核心，包括系统软件、各种支撑软件和应用软件等。硬件提供了CAD/CAM/CAE系统潜在的能力，而系统功能的实现是由系统中的软件运行来完成。随着CAD/CAM/CAE系统功能的不断完善和提高，软件成本在整个系统中所占的比重越来越大，目前一些高端软件的价格已经远远高于系统硬件的价格。任何功能强大的计算机硬件和软件均只是辅助设计工具，而如何充分发挥系统的功能，则主要是取决于用户的素质，CAD/CAM/CAE系统的运行离不开人的创造性思维活动，不言而喻，人在系统中起着关键的作用。在21世纪初，CAD/CAM/CAE系统基本都采用人机交互的工作方式，这种方式要求人与计算机密切合作，发挥各自所长：计算机在信息的存储与检索、分析与计算、图形与文字处理等方面具有特有的功能；人则在创造性思维、综合分析、经验判断等方面占有主导地位。 CAD/CAM系统的硬件主要由计算机主机、外存储器、输入设备、输出设备、网络设备和自动化生产装备等组成。有专门的输入及输出设备来处理图形的交互输入与输出问题，是CAD/CAM/CAE系统与一般计算机系统的明显区别。（1）计算机主机主机是CAD/CAM/CAE系统的硬件核心，主要由中央处理器（CPU）及内存储器（也称内存）组成。CPU包括控制器和运算器，控制器按照从内存中取出的指令指挥和协调整个计算机的工作，运算器负责执行程序指令所要求的数值计算和逻辑运算。CPU的性能决定着计算机的数据处理能力、运算精度和速度。内存储器是CPU可以直接访问的存储单元，用来存放常驻的控制程序、用户指令、数据及运算结果。衡量主机性能的指标主要有两项：CPU性能和内存容量。按照主机性能等级的不同，可将计算机分为大中型机、小型机、工作站和微型机等不同档次。（2）外存储器外存储器简称外存，用来存放暂时不用或等待调用的程序、数据等信息。当使用这些信息时，由操作系统根据命令调入内存。外存储器的特点是容量大，经常达到数百MB、数十GB或更多，但存取速度慢。常见的有磁带、磁盘（软盘、硬盘）和光盘等。随着存储技术的发展，移动硬盘、U盘等移动存储设备成为外存储器的重要组成部分。（3）输入设备输入设备是指通过人机交互作用将各种外部数据转换成计算机能识别的电子脉冲信号的装置，主要分为键盘输入类（如：键盘）、指点输入类（如：鼠标）、图形输入类（如：数字化仪）、图像输入类（如：扫描仪、数码相机）、语音输入类等。（4）输出设备将计算机处理后的数据转换成用户所需的形式，实现这一功能的装置称为输出设备。输出设备能将计算机运行的中间或最终结果、过程，通过文字、图形、影像、语音等形式表现出来，实现与外界的直接交流与沟通。常用的输出设备包括显示输出（如：图形显示器）、打印输出（如：打印机）、绘图输出（如：自动绘图仪）及影像输出、语音输出等。（5）网络互联设备包括网络适配器（也称网卡）、中继器、集线器、网桥、路由器、网关及调制解调器等装置，通过传输介质联接到网络上以实现资源共享。网络的连接方式即拓扑结构可分为星状结构、环状结构、树状结构、网状结构、等结构。先进的CAD/CAM系统都是以网络的形式出现的。 为了充分发挥计算机硬件的作用，CAD/CAM/CAE系统必须配备功能齐全的软件，软件配置的档次和水平是决定系统功能、工作效率及使用方便程度的关键因素。计算机软件是指控制CAD/CAM/CAE系统运行、并使计算机发挥最大功效的计算机程序、数据以及各种相关文档。程序是对数据进行处理并指挥计算机硬件工作的指令集合，是软件的主要内容。文档是指关于程序处理结果、数据库、使用说明书等，文档是程序设计的依据，其设计和编制水平在很大程度上决定了软件的质量，只有具备了合格、齐全的文档，软件才能商品化。根据执行任务和处理对象的不同，CAD/CAM/CAE系统的软件可分系统软件、支撑软件和应用软件三个不同层次。系统软件与计算机硬件直接关联，起着扩充计算机的功能和合理调度与运用计算机硬件资源的作用。支撑软件运行在系统软件之上，是各种应用软件的工具和基础，包括实现CAD/CAM/CAE各种功能的通用性应用基础软件。应用软件是在系统软件及支撑软件的支持下，实现某个应用领域内的特定任务的专用软件。（1）系统软件系统软件是用户与计算机硬件连接的纽带，是使用、控制、管理计算机的运行程序的集合。系统软件通常由计算机制造商或软件公司开发。系统软件有两个显著的特点：一是通用性，不同应用领域的用户都需要使用系统软件；二是基础性，即支撑软件和应用软件都需要在系统软件的支持下运行。系统软件首先是为用户使用计算机提供一个清晰、简洁、易于使用的友好界面；其次是尽可能使计算机系统中的各种资源得到充分而合理的应用。系统软件主要包括三大部分：操作系统、编程语言系统和网络通信及其管理软件。操作系统是系统软件的核心，是CAD/CAM/CAE系统的灵魂，它控制和指挥计算机的软件资源和硬件资源。其主要功能是硬件资源管理、任务队列管理、硬件驱动程序、定时分时系统、基本数学计算、日常事务管理、错误诊断与纠正、用户界面管理和作业管理等。操作系统依赖于计算机系统的硬件，用户通过操作系统使用计算机，任何程序需经过操作系统分配必要的资源后才能执行。21世纪流行的操作系统有Windows、UNIX、Linux。编程语言系统主要完成源程序编辑、库函数及管理、语法检查、代码编译、程序连接与执行。按照程序设计方法的不同，可分为结构化编程语言和面向对象的编程语言；按照编程时对计算机硬件依赖程度的不同，可分为低级语言和高级语言。21世纪广泛使用面向对象的编程语言，如Visual C++、Visual Basic、Java等。网络通信及其管理软件主要包括网络协议、网络资源管理、网络任务管理、网络安全管理、通信浏览工具等内容。国际标准的网络协议方案为“开放系统互连参考模型”（OSI），它分为七层：应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层和物理层。CAD/CAM/CAE系统中流行的主要网络协议包括TCP/IP协议、MAP协议、TOP协议等。（2）支撑软件支撑软件是CAD/CAM软件系统的重要组成部分，一般由商业化的软件公司开发。支撑软件是满足共性需要的CAD/CAM/CAE通用性软件，属知识密集型产品，这类软件不针对具体的应用对象，而是为某一应用领域的用户提供工具或开发环境。支撑软件一般具有较好的数据交换性能、软件集成性能和二次开发性能。根据支撑软件的功能可分为功能单一型和功能集成型软件。功能单一型支撑软件只提供CAD/CAM/CAE系统中某些典型过程的功能，如交互式绘图软件、三维几何建模软件、工程计算与分析软件、数控编程软件、数据库管理系统等。功能集成型支撑软件提供了设计、分析、造型、数控编程以及加工控制等综合功能模块。1）交互式绘图软件这类软件主要以交互方法完成二维工程图样的生成和绘制，具有图形的编辑、变换、存储、显示控制、尺寸标注等功能；具有尺寸驱动参数化绘图功能；有较完备的机械标准件参数化图库等。这类软件绘图功能很强、操作方便、价格便宜。在微机上采用的典型产品是AutoCAD以及国内自主开发的CAXA电子图板、PICAD、高华CAD等。2）三维几何建模软件这类软件主要解决零部件的结构设计问题，为用户提供完整准确地描述和显示三维几何形状的方法和工具，具有消隐、着色、浓淡处理、实体参数计算、质量特性计算、参数化特征造型及装配和干涉检验等功能，具有简单曲面造型功能，价格适中，易于学习掌握。这类软件在国内的应用主要以MDT、SolidWorks和SolidEdge为主。3）工程计算与分析软件这类软件的功能主要包括基本物理量计算、基本力学参数计算、产品装配、公差分析、有限元分析、优化算法、机构运动学分析、动力学分析及仿真与模拟等，有限元分析是核心工具。ADAMS。4）数控编程软件这类软件一般具有刀具定义、工艺参数的设定、刀具轨迹的自动生成、后置处理及切削加工模拟等功能。应用较多的有MasterCAM、SurfCAM及CAXA制造工程师等。5）数据库管理系统工程数据库是CAD/CAM/CAE集成系统的重要组成部分，工程数据库管理系统能够有效地存储、管理和使用工程数据，支持各子系统间的数据传递与共享。工程数据库管理系统的开发可在通用数据库管理系统基础上，根据工程特点进行修改或补充。21世纪比较流行的数据库管理系统有ORACLE、SYBASE、FOXPRO、FOXBASE等。（3）功能集成型软件 1）Pro/Engineer2）UG3）I-DEAS4）CATIA

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