1、道路工程制图CAD第一章 绪论第一节 CAD 技术的概念和内涵CAD （ Computer Aided Design ）技术是 20 世纪工程技术领域发展最迅速、最引人注目的高新技术之一。它的内涵随着时代的发展，特别是计算机及其相关技术的发展而不断变化。 1972年 10 月，国际信息处理联合会（ IFIP ）给 CAD 做出了以下权威的定义，描述如下： CAD 是一种技术，它将计算机迅速、准确处理信息的特点与人类的创造思维能力及推理能力巧妙地结合起来，为现代技术提供理想的手段，这种技术在对设计过程认真分析后，按照人与计算机各自的特点去完成各自最适合的部分。如设计的经验和判断由人来完成，而存储
2、和组织数据，以及繁重的计算和绘图等由计算机来完成，这样可以使得设计的效果 ，比人或计算机任何一方单独完成工作都要好而快。CAD 技术包括设计、绘图、工程计算与分析、文档制作等设计活动。CAD 技术涉及的基础技术如下：（ 1 ）图形处理技术。如自动绘图、几何建模、图形仿真及其他图形输入与输出技术。（ 2 ）数据管理与数据交换技术。如数据库管理、产品数据管理、产品数据交换规范及接口技术等。（ 3 ）工程分析技术。如优化技术、有限元分析及面向各个工程专业的工程分析方法等。（ 4 ）文档处理技术。如文档制作、编辑及文字处理等。( 5 ) 软件设计技术。如窗口界面设计、软件工具、软件工程规范等。随着计算
3、机技术的飞速发展， CAD技术的内涵也在快速扩展中， CAD 技术所涉及的内容也不断扩充。另外需要指出，不能将 CAD 与计算机绘图、计算机图形学混淆起来。现分别对计算机绘图和计算机图形学加以简要介绍： 硬件。如图形输入设备、图形处理设备、图形显示设备和图形绘制设备等。 图形软件开发。如二维绘图系统、三维造型系统、动画制作系统等。 图形处理技术。如几何元素和图形生成方法、实体表示和拼合、图形变换、图形的消隐与裁剪、真实图形感的形成等。 实际应用中的图形处理问题。计算机绘图只是 CG 中涉及工程图形绘制的一个部分，计算机绘图不是 CAD 的全部内涵，但它是 CAD 技术的基础之一，CG 是一门独
4、立的学科，有自己丰富的内涵技术，与 CAD 技术有明显的区别，是 CAD 技术的重要基础。第二节 CAD 技术发展概况工程和制造业的生命力在于工程和产品的创新，而实现创新的关键，除了设计思想和概念外，最主要的技术保障就是采用先进可靠的 CAD /CAE 软件。CAD 软件是迅速发展中的计算数学、相关的工程科学、工程管理学与计算机技术相结合，而形成的一种综合性、知识密集型信息产品。 CAD 技术作为 20世纪世界公认的重大技术成就之一，正深刻地影响着当今工业和各个工程领域，已为各行各业带来巨大的经济效益和社会效益，成为人们所熟悉的并能推动生产力前进的新技术。最早的 CAD 技术研究始于 20 世
5、纪 50年代，但人们公认的第一个真正应用于设计工作的 CAD 系统，是 1963 年美国麻省理工学院的 Ivan Sutherland 博士研制的 SKETCHPAO-A 系统。该系统由一个阴极摄像管显示装置（ CRT ）及林肯 -TXT 计算机组成，该系统为设计者提供了人机对话的工作方式，被认为是图形库的最初尝试，是最早实现人机之间信息交换的系统。这一新技术的发展，促成了计算机图形学的产生。这一代 CAD 系统主要用于二维画图，当时首先被应用于机械制造业，如飞机制造、汽车制造、船舶制造等。其技术特征是利用解析几何的方法定义有关点、线、圆等因素。这一时期是 CAD 技术的形成阶段。20 世纪 70 年代，随着计算机技术和计算机图形学的飞速发展，特别是小型机和微型机的出现，使系统的价格大幅度下降，从此 CAD 技术获得飞跃发展，使 CAD 在工程上的应用从单纯的分析计算变为大量信息存储、检索、绘图、计算为一体的独立系统，应用领域不断扩大。其代表是 1976 年市场上出现的“ TURNKEY SYESTEM”. 这一代，
