计算机绘图

当操作者通过键盘或图形输入板输入原始数据后，系统便可自动进行绘制和显示工作，一个复杂的零 件图或装配图，往往可以在几分钟甚至几秒钟之内完成。这种绘图方式称自动绘图。它的优点是快捷而省事，缺点是观察者不能对绘制和显示过程进行干预，只能在过程结束后才能得知输出结果的正误。这种绘图和显示又叫被动的(或静态的)计算机绘图。

有许多绘图工作，尤其地设计阶段，不可避免地要进行反复试画和推敲，而产品的不断更新也要求对已定型图纸进行必要的修改。为此在图形的绘制和显示过程中，需要有观察者的参与，要求系统具有人机对话的交互功能。这样的系统称为动态的计算机绘图。在动态绘图中，观察者根据需要可以控制和干预正在显示的图形，直接在荧光屏上对图形进行修改和增补。该系统目前所使用的人机交互工具有光笔、鼠标器、图形输入板或数字化仪，以及操纵杆、轨迹球等。

计算机绘图所研究的内容，主要有图形变换的矩阵方法，立体图形的绘制和消稳技术，图形数据库，样条曲线和自由曲面，几何造型，动画技术，以及上述内容的程序设计。

其中，图形变换的基本原理是用矩阵描述一个图形，用变换矩阵表示平移、旋转、缩小和放大等功能，而通过这两种矩阵的运算，即可改变图形的位置、方向或大小。消隐指的是自动消除立体图中被前面遮挡的不可见线条，从而显示清晰图形的技术。由于复杂的实际曲线很难用单数学曲线表示，所以借助工程图中用样条或曲线板描画曲线的原理，用多条首尾衔接的数学曲线来近似替代实际的曲线，这些分段曲线称为样条曲线。它们既可以用数学公式描述，又便于设计人员控制和修改，同时还要求衔接光滑。几何造型的主要工作，先是用定义语言描述一个形体的形状，再由专门的程序转换成形体的几何表达式和拓扑表达式，最后经过形体的拼合运算，构造出新形体。三维几何实体造型和特征技术是实现集成CAD/CAM的关键技术之一。

计算机绘图是计算机图学的一个分支，它的主要特点是给计算机输入非图形信息，经过计算机的处理，生成图形信息输出。一个计算机绘图系统可以有不同的组合方式，最简单的是由一台微型计算机加一台绘图机组成。除硬件外，还必须配有各种软件，如操作系统、语言系统、编辑系统、绘图软件和显示软件等等。