第一章 CAD概论 1
1.1 CAD概念 1
1.1.1 CAD基本概念 1
1.1.2 CAD系统的类型 3
1.1.3 CAD方法 4
1.2 CAD硬件系统 8
1.2.1 CAD硬件 8
1.2.2 CAD局部网络 20
1.3 CAD软件系统 22
1.3.1 CAD软件系统的层次 22
1.3.2 CAD通用软件 24
第二章 图形的输出基元 30
2.1 输出基元 30
2.1.1 输出基元的种类 30
2.1.2 输出基元的命令 30
2.1.3 图形基本指令集 32
2.2 直线的生成算法 33
2.2.1 直线的DDA算法 33
2.2.2 直线的Bresenham算法 35
2.3 圆的生成算法 38
2.3.1 基础知识 38
2.3.2 圆的Bresenham算法 38
2.4.1 点阵式字符 40
2.4 字符的生成 40
2.4.2 矢量式字符 41
2.4.3 方向编码式字符 41
2.5 多边形填色 42
2.5.1 基础知识 42
2.5.2 扫描线填色算法 43
2.5.3 种子填色算法 50
2.5.4 区域边界的反走样 51
2.6 输出基元的性质 55
2.6.1 定义基元的性质 55
2.6.2 性质的组合定义 58
2.6.3 性质的查询 60
第三章 坐标变换和剪裁 61
3.1 基本几何变换 61
3.1.1 二维几何变换 61
3.1.2 三维几何变换 64
3.2 二维坐标系统的标准化变换 68
3.2.1 基本概念 68
3.2.2 定义标准化变换 69
3.2.3 窗口操作 70
3.3 投影变换 72
3.3.1 基本概念 72
3.3.2 平行投影变换 73
3.3.3 透视投影变换 74
3.4.1 基本概念 75
3.4 三维视域变换 75
3.4.2 视域变换 76
3.4.3 定义三维视域参数 78
3.5 二维剪裁 82
3.5.1 直线的剪裁 83
3.5.2 多边形的剪裁 88
3.5.3 字符串的剪裁 92
3.6 三维剪裁 93
3.6.1 基本概念 93
3.6.2 三维剪裁算法分析 94
4.1 图段 97
4.1.1 图段的概念 97
第四章 图形数据管理 97
4.1.2 图段的操作 98
4.2 逻辑工作站 99
4.2.1 逻辑工作站的概念 99
4.2.2 工作站变换 101
4.2.3 独立于工作站的图段存储器和图文件 101
4.2.4 工作站上的图段操作 101
4.3 图形数据的输入 103
4.3.1 逻辑输入设备 103
4.3.2 图形输入的命令 103
4.3.3 输入模式 105
4.3.4 输入模式的命令 107
4.4.1 图形数据的逻辑结构 109
4.4 图形数据结构 109
4.4.2 图形数据的主要操作 111
4.4.3 图形数据操作的基本算法模块 113
第五章 三维形体的真实感显示 116
5.1 线和面的消隐 116
5.1.1 消隐的基本概念 116
5.1.2 背面的删除 117
5.1.3 Z-buffer消隐算法 119
5.1.4 扫描线消隐算法 122
5.2 光照模型 131
5.2.1 光源特性和物体表面特性 131
5.2.2 光照模型 133
5.2.3 光照模型的计算实现 135
5.2.4 明暗的光滑处理 137
5.3 光照模型的改进 138
5.3.1 天空光照模型 138
5.3.2 色彩的空间感模型 141
5.4 光线跟踪方法 142
5.4.1 基本概念 142
5.4.2 光线与实体的求交 144
5.4.3 光线跟踪算法 146
5.5 表面图案和纹理 151
5.5.1 表面图案的描绘 151
5.5.2 表面纹理的描绘 153
6.1 概述 155
6.1.1 对象的信息 155
第六章 设计对象的造型 155
6.1.2 多面体的欧拉（Euler）特性 156
6.1.3 实体造型系统的结构和类型 157
6.1.4 模型的评价 158
6.2 分解模型 160
6.2.1 八叉树表达 160
6.2.2 八叉树的操作 161
6.2.3 线性八叉树 163
6.2.4 小结 163
6.3 结构实体几何模型（CSG） 164
6.3.1 结构实体几何的表达 164
6.3.2 CSG的操作算法 166
6.3.3 CSG的一般基元 167
6.3.4 小结 168
6.4 边界模型 169
6.4.1 边界模型的元素 169
6.4.2 边界模型的关系数据结构 170
6.4.3 翼边数据结构 172
6.4.4 小结 174
6.5 混合模型 175
6.5.1 混合模型的结构 175
6.5.2 分布式模型系统 176
6.6 随机模型 177
6.6.1 分维几何 177
6.6.2 随机模型构成算法 178
6.6.3 基于随机模型思想的纹理生成方法 180
第七章 实体模型软件系统的结构和算法 182
7.1 概述 182
7.1.1 实体模型软件系统的结构 182
7.1.2 用户界面 183
7.1.3 实体造型的过程 185
7.2 半边数据结构 186
7.2.1 半边结构的概念 186
7.2.2 半边数据结构的程序描述 187
7.2.3 半边结构中的数据检索算法 190
7.2.4 半边结构中的数据增和删算法 192
7.3.1 基本欧拉操作 197
7.3 欧拉操作 197
7.3.2 欧拉操作的造型过程 199
7.3.3 半边结构上的欧拉操作算法 199
7.3.3.1 低层欧拉操作算法 202
7.3.3.2 高层欧拉操作的实现 207
7.4 实体基元的生成 212
7.4.1 移动掠扫算法 212
7.4.2 长方体产生算法 214
7.4.3 圆柱生成算法 215
7.4.4 以曲线为基的旋转掠扫算法 217
7.4.5 球生成算法 219
7.4.6 以面为基的旋转掠扫算法 220
7.4.7 环生成算法 224
7.5.1 相交性判断 225
7.5 几何特性分析 225
7.5.2 求实体的体积 226
7.5.3 求实体的面积 227
7.6 布尔集合操作 229
7.6.1 在B-rep模型上的布尔集合操作 229
7.6.2 割剪操作 231
7.6.3 集合操作 246
第八章 设计优化的基本方法 254
8.1 设计优化的概念 254
8.1.1 优化方法的模型 254
8.1.3 函数的极值 255
8.1.2 设计优化方法的分类 255
8.2 一维搜索方法 257
8.2.1 总体搜索 258
8.2.2 黄金分割搜索 259
8.3 多维搜索方法 261
8.3.1 模式搜索 261
8.3.2 单纯形法 262
8.3.3 多维搜索方法的程序实现 264
8.4 线性规划 277
8.4.1 线性规划问题的表达 277
8.4.2 图解法解线性规划 278
8.4.3 线性规划的标准形式 279
8.4.4 单纯形法解线性规划的原理 280
8.4.5 单纯形表解线性规划 283
第九章 智能CAD 286
9.1 智能CAD的概念及历史 286
9.2 智能CAD方法的分类 287
9.3 约束满足方法 288
9.3.1 利用约束交互作图 288
9.3.2 利用约束进行设计 293
9.4 规则生成法 298
9.4.1 形状文法 298
9.4.2 用SG描述风格 300
9.4.3 用SG进行建筑组合 305
9.5.1 CBR和CBD概念 311
9.5 基于Case推理的设计方法 311
9.4.4 SG的用途及局限 311
9.5.2 CBD的技术要点 312
9.5.3 CYCLOPS——基于CBR的设计系统 314
9.6 原型法 315
9.6.1 概念 315
9.6.2 原型法的分类 316
9.6.3 原型法设计的例子 316
9.7 知识工程的方法 322
9.7.1 基本原理 322
9.7.2 设计知识的表达 322
9.7.3 设计专家系统的分类 326
参考文献 327