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第1章 引论 1

1.1 概述 1

1.1.1 CAD的内涵 1

1.1.2 CAD的目的和意义 2

1.2 CAD的发展和应用领域 2

1.2.1 CAD的发展历史 2

1.2.2 CAD的应用领域 3

1.3 CAD技术在土木工程中的应用 4

1.3.2 设计阶段的应用 5

1.3.1 规划阶段的应用 5

1.3.3 施工阶段的应用 6

1.3.4 维护管理阶段的应用 6

1.4 CAD系统 6

1.4.1 CAD系统的组成 6

1.4.2 CAD硬件系统 6

1.4.3 CAD软件系统 12

1.4.4 土木工程CAD系统的选型 15

第2章 CAD技术基础 18

2.1 基本图形的生成 18

2.1.1 常用的图形坐标系 18

2.1.2 光栅图形 19

2.1.3 图形元素及其属性 21

2.1.4 直线图形 21

2.1.5 曲线图形 30

2.2 图形变换和显示 38

2.2.1 图形几何变换 38

2.2.2 窗口视图变换 45

2.2.3 图形裁剪 46

2.2.4 三维图形的投影变换 50

2.3 三维几何造型原理 53

2.3.1 三维形体的几何表示 54

2.3.2 体素的集合运算 56

2.3.3 消隐处理 57

2.3.4 明暗效应 61

2.4 人机交互技术 63

2.4.1 逻辑交互设备与设备模拟 63

2.4.2 交互技术 64

2.4.3 交互输入方法 68

2.4.4 交互式图形构造 74

2.4.5 图形用户界面 79

3.1.2 AutoCAD工作界面 93

3.1.1 AutoCAD概述 93

3.1.3 AutoCAD基本概念 93

第3章 CAD应用基础 93

3.1 工程绘图软件AutoCAD 93

3.1.4 AutoCAD基本操作 99

3.1.5 AutoCAD基本功能 101

3.2 三维造型软件 112

3.2.1 用AutoCAD进行立体造型和真实感表现 112

3.2.2 用3DS MAX进行立体造型和真实感表现 120

3.3 图像处理软件 135

3.3.1 图像的色彩处理 135

3.3.2 图像处理 139

3.4.2 Revit Building工作界面 146

3.4.3 Revit Building基本概念 146

3.4 建筑设计软件Revit Building 146

3.4.1 Revit Building概述 146

3.4.4 Revit Building基本功能 149

3.5 结构分析与计算软件 152

3.5.1 PKPM软件 154

3.5.2 TUS软件 162

3.6 土木工程软件Civil 3D 166

3.6.1 Civil 3D概述 166

3.6.2 Civil 3D工作界面 166

3.6.3 Civil 3D基本概念 167

3.6.4 Civil 3D基本功能 169

第4章 CAD应用实例 179

4.1 绘制工程图纸 179

4.1.1 作图要求 179

4.1.2 作图步骤 180

4.2 制作建筑效果图 191

4.2.1 模型制作 191

4.2.2 材质与贴图 207

4.2.3 相机与灯光设置 210

4.2.4 效果图的后期处理 213

4.3 结构分析与设计 217

4.3.1 用PKPM软件进行结构分析与设计 217

4.3.2 用TUS软件进行结构分析与设计 232

4.4 用Civil 3D进行土方工程设计 255

4.4.1 数字地形模型创建与分析实例 256

4.4.2 土方量计算实例 262

4.4.3 放坡设计实例 268

第5章 CAD数据交换标准 277

5.1 中性文件的概念 277

5.1.1 数据及数据交换 277

5.1.2 中性文件格式 278

5.2 国际图形标准 283

5.2.1 概述 283

5.2.2 图形标准简介 283

5.2.3 DXF 285

5.2.4 IGES 289

5.2.5 STEP 292

5.3 数据交换接口 299

5.3.1 概述 299

5.3.2 Windows系统提供的数据交换工具 299

5.3.3 图形系统与高级语言的接口 300

5.3.4 DBF格式数据库与高级语言的接口 301

5.3.5 数据库与面向对象编程语言的接口 302

6.1.2 VBA 303

6.1.1 AutoLISP/Visual LISP 303

6.1 AutoCAD的二次开发工具 303

第6章 CAD应用开发技术 303

6.1.3 ADS/ARX/ADSRX 304

6.1.4 ObjectARX 304

6.2 ObjectARX概述 305

6.2.1 什么是ObjectARX 305

6.2.2 ObjectARX的用途 305

6.2.3 ObjectARX各版本的关系 306

6.3 ObjectARX开发环境 307

6.3.1 ObjectARX开发环境 307

6.3.2 ObjectARX类库简介 308

6.4.1 ObjectARX应用程序框架 314

6.4 ObjectARX应用程序设计方法 314

6.4.2 ObjectARX程序说明 315

6.4.3 ObjectARX帮助 316

6.4.4 编写firstARX应用程序 316

6.5 ObjectARX应用程序的编译和链接 320

6.5.1 配置Microsoft Visual Studio.NET 320

6.5.2 编译和链接应用程序 321

6.6 ObjectARX应用程序的加载与执行 321

6.6.1 加载和运行 321

6.6.2 卸载 321

6.7 ObjectARX Wizard 323

6.8.1 概述 325

6.8 AutoCAD数据库 325

6.8.2 应用实例 328

6.9 人机交互 334

6.9.1 基本用户交互 334

6.9.2 选择集操作 338

6.10 在ObjectARX中使用MFC 344

6.10.1 创建ARX-MFC Project 344

6.10.2 创建对话框类 345

6.10.3 设计对话框 346

6.10.4 添加对话框成员变量 347

6.10.5 添加对话框成员函数 348

6.10.6 添加ARX命令 349

6.10.7 运行程序 350

第7章 CAD应用系统的开发 351

7.1 软件工程的基本概念与方法 351

7.1.1 软件生命周期 352

7.1.2 计划与评审 353

7.1.3 编制软件文档 353

7.1.4 软件开发过程模型 354

7.1.5 软件开发方法 356

7.1.6 计算机辅助软件工程 360

7.2 可行性研究 362

7.3.1 系统需求分析要求 363

7.3 系统需求分析 363

7.3.2 土木工程CAD的任务 364

7.3.3 土木工程CAD的需求分析 366

7.4 系统设计 368

7.4.1 概要设计 369

7.4.2 详细设计 377

7.4.3 CAD系统中的人机配合 382

7.4.4 CAD系统的用户界面设计 383

7.4.5 数据库系统和文件系统 389

7.4.6 数据结构 390

7.5.1 程序设计语言的特性 397

7.5 程序编码 397

7.5.2 程序设计语言的选择 398

7.5.3 程序设计风格 399

7.6 系统测试 401

7.6.1 软件测试的基本内容 401

7.6.2 软件测试步骤 402

7.6.3 测试用例的设计 403

7.6.4 调试 406

7.7 软件维护 408

第8章 土木工程CAD的发展趋势 409

8.1 科学计算可视化 409

8.2 虚拟现实技术 412

8.3 多媒体技术和网络技术 417

8.4 人工智能技术 420

8.5 激光扫描技术 424

8.6 3S技术 425

8.7 结束语 427

附录A 可行性研究报告的编写大纲（参考件） 428

附录B ISO软件工程模板之《概要设计说明书》 434

附录C 软件详细设计说明书模板 437

附录D 系统设计实例（某图形库管理系统） 440

参考文献 443