技术日志挑战——第11天：0803

技术总结：

今天是周六，白天睡到自然醒，然后出去吃了阿香米线，下午去了一个桑拿体育馆打球，那么大的地方，竟然只有一个空调，出了一身汗，衣服都湿透了。

去了洗手间，衣服都能拧出水，太累了。

晚上回来再看看技术博客。

学习笔记：

计算机辅助设计 Computer-aided design (CAD)

1.定义：

①计算机辅助设计是利用计算机（或工作站）帮助创建、修改、分析或优化设计。该软件用于提高设计人员的生产力，改善设计质量，通过文档改善沟通，并为制造业创建一个数据库。通过CAD软件进行的设计在专利申请中有助于保护产品和发明。CAD输出通常以电子文件的形式进行打印、加工或其他制造操作。计算机辅助绘图(CAD)和计算机辅助设计绘图(CADD)也被使用。

②它在电子系统设计中的应用被称为电子设计自动化(ED)。在机械设计中，它被称为机械设计自动化(MDA),其中包括利用计算机软件创建技术图纸的过程。

③机械设计CAD软件既可以使用基于矢量的图形来描述传统绘图的对像，也可以生成显示设计对象整体外观的光栅图形。然而，它涉及的不仅仅是形状。与手工绘制技术和工程图纸一样，CAD的输出必须根据特定应用的惯例传递信息，如材料、工艺、尺寸和公差。

④CAD可以用来设计二维(2D)空间中的曲线和图形，或者用来设计三维(3D)空间中的曲线、曲面和实体。

⑤计算机辅助设计是一门重要的工业艺术，广泛应用于许多领域，包括汽车、造船和航空航天工业工业和建筑设计建筑信息模型凹)、假肢等等。计算机辅助设计也被广泛用于制作电影、广告和技术手册中的特殊效果的计算机动画，通常被称为DCC数字内容创作。现代计算机的普及和强大意味着，即使是香水瓶和洗发水分配器的设计使用技术闻所未闻的20世纪60年代的工程师。由于其巨大的经济重要性，CAD一直是计算几何、计算机图形学（包括硬件和软件）和离散微分几何研究的主要推动力。

⑥特别是对物体形状的几何模型的设计，有时被称为计算机辅助几何设计(CAGD)

2.概述

①计算机辅助设计是工程师和设计师使用的众多工具之一，其使用方式取决于用户的职业和所涉及的软件类型。

②CAD是产品生命周期管理(PLM)过程中整个数字产品开发(DPD)活动的一部分，因此与其他工具（集成模块或独立产品)一起使用，例如：

①计算机辅助工程(Computer-Aided Engineering,CAE)及有限元分析

②计算机辅助制造(CAM)，包括对电脑数控机床(CNC)机器的指令

③真实感绘制与运动仿真

④使用产品数据管理(PDM)进行文档管理和修订控制

3.类别

一个简单的过程，重建一个实体模型的二维草图

有几种不同类型的CAD,9每一种都要求操作者以不同的方式思考如何使用它们，并以不同的方式设计它们的

虚拟组件。

①2DCAD

有许多低端2D系统的制造商，包括一些免费和开源的程序。这些提供了一种绘图过程的方法，没有所有的小题大做的比例和放置在绘图表上的手工起草，因为这些可以根据需要调整在创建最终草案。

②3DCAD

3d线框图基本上是2d绘图现在不常用)的延伸，成为一个三维空间。每一行都必须手动插入到绘图中。最终产品没有与之相关的质量属性，也不能直接添加特性，比如孔。尽管许多3D系统允许使用线框模型来制作最终的工程图视图，但是操作者以类似于2D系统的方式来处理这些问题。

3D"dub”实体的创建方式类似于对现实世界对象的操作（今天并不常用）。基本的三维几何形状（棱柱体、圆柱体、球体、矩形)有实体体积的增减，就好像是在组装或切割真实世界的物体。可以很容易地从模型中生成二维投影视图。基本的3D立体通常不包括工具来容易地允许组件的运动，设置它们的运动限制，

4.科技

①最初，CAD系统的软件是用计算机语言开发的，如Fortran、ALGOL,但随着面向对象程序设计方法的进步，这种情况发生了根本性的变化。典型的基于特征的现代参数化建模和自由曲面系统是围绕一些关键的C模块构建的，这些模块具有自己的API。一个CAD系统可以被看作是通过一个图形用户界面(GUI)与NURBS几何或边界表示(B-rep)数据通过一个几何模型内核的交互建立起来的。还可以使用几何约束引擎来管理几何之间的关联关系，例如草图中的线框几何或组装中的组件。

②这些联想关系的意想不到的能力已经导致了一种叫做数位化原型的原型的新形式。相比之下，物理原型，这需要在设计制造时间。也就是说，CAD模型可以由计算机生成后，物理原型已经扫描使用工业CT扫描机。根据业务的性质，可以根据具体需求初步选择数字或实体原型。

③今天，CAD系统适用于所有主要平台(Windows、.Linux、UNIX和MacOSX);一些软件包支持多种平台。

④目前，大多数CAD软件不需要特殊的硬件。然而，一些CAD系统可以完成图形化和计算密集型的任务，因此推荐使用现代图形卡、高速（何能是多个）CPU和大量RAM。

⑤人机界面通常是通过电脑鼠标，但也可以通过笔和数字化图形平板电脑。对屏幕上模型视图的操作有时也可以通过使用SpaceMouse/SpaceBall来完成。一些系统还支持立体眼镜来观看3D模型。过去仅限于大型安装或专业应用的技术现在已经可供广大用户使用。这些包括CAVE或HMD和交互式设备，如运动传感技术

5.软件：

1.自上世纪60年代中期开始，随着IBM绘图系统的出现，公司转向CAD的成本效益变得明显起来。CAD系统相对于手工绘图的优势在于，人们通常认为今天的计算机系统具有理所当然的能力：自动生成材料清单、集成电路中的自动布局、干扰检测等等。最终，CAD为设计者提供了进行工程计算的能力。在这一转变过程中，计算仍然是手工进行的，或者由那些能够运行计算机程序的个人进行。CAD是工程行业的一个革命性变革在这里绘图员、设计师和工程师的角色开始融合。它没有减少部门，而是合并了部门，并赋予了起草人员、设计人员和工程师权力。计算机辅助设计是计算机开始对工业产生普遍影响的一个例子。

目前的计算机辅助设计软件包包括从二维矢量绘图系统到三维立体和表面建模软件。现代CAD软件包也经常允许三维旋转，允许从任何想要的角度观看设计对象，甚至从内部向外看。某些CAD软件具有动态数学建模的能力。

2.CAD技术应用于工具和机械的设计，以及从小型住宅（房屋）到最大的商业和工业结构（医院和工厂）的各类建筑的制图和设计。

3.计算机辅助设计主要用于物理部件的三维模型或二维绘图的详细工程，但也用于整个工程过程，包括产品的风格设计和布局、组件的强度和动态分析，以及部件制造方法的定义。它也可以用来设计物体，如珠宝，家具，电器等。此外，许多CAD应用程序现在提供先进的渲染和动画功能，使工程师可以更好地可视化他们的产品设计。4DBM是一种结合时间或进度相关信息进行项目管理的虚拟建筑工程仿真。

4.计算机辅助设计已成为电脑辅助科技范畴内一项特别重要的技术，其优点包括降低产品开发成本和大大缩短设计周期。CAD使设计师可以布局和开发屏幕上的工作，打印出来，并保存为未来的编辑，节省时间在他们的图纸。

6.许可证管理软件

1.在2000年初，一些CAD系统软件供应商可能已经为他们的发行版提供了一个专用的许可证管理软件这个软件可以控制使用CAD系统的频率和用户数量。它既可以在本地机器上运行（通过从本地存储设备加载)，也可以在本地网络文件服务器上运行，在后一种情况下，它通常绑定到特定的P地址。