CAD即计算机辅助设计(CAD-Computer Aided Design)
利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作 。简称cad。 在工程和产品设计中,计算机可以帮助设计人员担负计算、信息存储和制图等项工作。在设计中通常要用计算机对不同方案进行大量的计算、分析和比较,以决定最优方案;各种设计信息,不论是数字的、文字的或图形的,都能存放在计算机的内存或外存里,并能快速地检索;设计人员通常用草图开始设计,将草图变为工作图的繁重工作可以交给计算机完成;由计算机自动产生的设计结果,可以快速作出图形显示出来,使设计人员及时对设计作出判断和修改;利用计算机可以进行与图形的编辑、放大、缩小、平移和旋转等有关的图形数据加工工作。cad 能够减轻设计人员的计算画图等重复性劳动,专注于设计本身,缩短设计周期和提高设计质量。
发展概况
20世纪50年代在美国诞生第一台计算机绘图系统,开始出现具有简单绘图输出功能的被动式的计算机辅助设计技术。60年代初期出现了cad 的曲面片技术,中期推出商品化的计算机绘图设备。70年代,完整的cad 系统开始形成,后期出现了能产生逼真图形的光栅扫描显示器 , 推出了手动游标、图形输入板等多种形式的图形输入设备,促进了cad技术的发展。80 年代,随着强有力的超大规模集成电路制成的微处理器和存储器件的出现,工程工作站问世 ,cad技术在中小型企业逐步普及。80 年代中期以来,cad 技术向标准化、集成化、智能化方向发展。一些标准的图形接口软件和图形功能相继推出,为cad 技术的推广、软件的移植和数据共享起了重要的促进作用;系统构造由过去的单一功能变成综合功能,出现了计算机辅助设计与辅助制造联成一体的计算机集成制造系统;固化技术、网络技术、多处理机和并行处理技术在cad中的应用,极大地提高了cad系统的性能;人工智能和专家系统技术引入cad,出现了智能cad技术,使cad 系统的问题求解能力大为增强,设计过程更趋自动化。现在,cad 已在电子和电气、科学研究、机械设计 、软件开发、机器人、服装业、出版业、工厂自动化、土木建筑、地质、计算机艺术等各个领域得到广泛应用。
系统组成
通常以具有图形功能的交互计算机系统为基础,主要设备有:计算机主机,图形显示终端,图形输入板,
绘图仪,扫描仪,打印机,磁带机,以及各类软件。
工程工作站一般指具有超级小型机功能和三维图形处理能力的一种单用户交互式计算机系统。它有较强的计算能力,用规范的图形软件,有高分辨率的显示终端,可以联在资源共享的局域网上工作,已形成最
流行的cad系统。
个人计算机(pc)系统价格低廉,操作方便,使用灵活。80年代以后,pc机性能不断翻新,硬件和软件发展迅猛,加之图形卡、高分辨率图形显示器的应用,以及pc机网络技术的发展,由pc机构成的cad 系统已大量涌现,而且呈上升趋势。
计算机所设计的二次曲面——球面
图形输入输出设备 除了计算机主机和一般的外围设备外,计算机辅助设计主要使用图形输入输出设备。交互图形系统对cad 尤为重要。图形输入设备的一般作用是把平面上点的坐标送入计算机。常见的输入设备有键盘、光笔、触摸屏、操纵杆、跟踪球、鼠标器、图形输入板和数字化仪。图形输出设备分为软拷贝和硬拷贝两大类。软拷贝设备指各种图形显示设备,是人机交互必不可少的;硬拷贝设备常用作图形显示的附属设备,它把屏幕上的图像复印出来,以便保存。常用的图形显示有三种:有向束显示、存储管显示和光栅扫描显示。有向束显示应用最早,为了使图像清晰,电子束必须不断重画图形,故又称刷新显示,它易于擦除和修改图形,适于作交互图形的手段。存储管显示保存图像而不必刷新,故能显示大量数据,且价格较低。光栅扫描系统能提供彩色图像,图像信息可存放在所谓帧缓冲存储器里,图像的分辨率较高。