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基于数字化技术的工程制图教学系统研究

作 者: 马惠仙
导 师: 林大钧
学 校: 华东理工大学
专 业: 机械设计及理论
关键词: 工程制图教学 数字化三维模型 3DS OpenGL 几何变换
分类号: TB23-4
类 型: 硕士论文
年 份: 2012年
下 载: 19次
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内容摘要


工程制图课程是工科院校的基础课程,随着市场需求和信息技术的发展,对工程制图的教学提出了许多挑战。本课题“基于数字化技术的工程制图教学系统研究”,结合长期从事制图的教学工作积累,使用主流的商业软件SolidWorks三维设计绘图软件,研究如何将抽象的工程制图教学内容,通过数字化三维模型的表达,提高学生形象思维的能力,提高教学效率。结合教学中研发和积累的大量立体模型,将数字化的三维模型与工程制图教学体系融合,并从实用和便于维护出发,研发了数字化三维模型与多视图转化的专有工具。本论文研究中,利用SolidWorks三维设计软件,将制图教学中大量的例题、习题等内容,全部做成数字化三维模型库并保存,再通过3DS Max软件将文件格式转换为3DS格式。利用Visual Studio C++.net结合OpenGL进行windows编程环境下图形应用程序的开发,实现了3DS文件的读取和显示,以及对三维模型的几何变换,并在教学中进行了应用验证,为丰富工程制图教学内容和手段做了有益探索,是传统的工程基础课与新技术结合的有益尝试。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章 引言  10-15
  1.1 课题研究的背景  10-13
    1.1.1 国内外工程制图教学状况分析  10-12
    1.1.2 国内院校工程制图教学情况  12-13
  1.2 课题的研究目标与内容  13-14
  1.3 论文的结构  14
  1.4 本章小结  14-15
第2章 三维CAD技术在工程制图教学中的应用  15-31
  2.1 数字化三维模型对工程制图教学的影响  15-17
    2.1.1 CAI技术对工程制图教学的影响  15-16
    2.1.2 三维模型库对工程制图教学的影响  16
    2.1.3 3DS三维模型在数字化模型中的地位  16-17
  2.2 传统工程制图教学与数字化三维模型的关系  17-20
    2.2.1 数字化模型在工程制图教学中的优势  17-19
    2.2.2 工程制图教学过程中应避免的问题  19-20
    2.2.3 三维模型与二维视图的相关性  20
  2.3 三维技术在工程制图教学中的应用  20-29
    2.3.1 SolidWorks软件简介  20-21
    2.3.2 三维技术在组合体视图中的应用  21-23
    2.3.3 三维技术在零件图中的应用  23
    2.3.4 三维技术在装配图中的应用  23-29
  2.4 本章小结  29-31
第3章 三维模型格式转换  31-35
  3.1 三维模型文件存储格式  31
  3.2 SolidWorks文件格式转换  31-32
  3.3 3DS文件格式  32-33
  3.4 3DS文件的读取  33-34
  3.5 本章小结  34-35
第4章 系统开发工具及相应技术  35-48
  4.1 OpenGL概述  35-39
    4.1.1 OpenGL函数库  36
    4.1.2 OpenGL体系结构  36-37
    4.1.3 OpenGL的功能  37-38
    4.1.4 OpenGL图形操作步骤  38-39
  4.2 OpenGL中三维物体的显示  39-40
    4.2.1 坐标系统  39
    4.2.2 从三维物体到二维图象  39-40
  4.3 OpenGL中的几种变换  40-45
    4.3.1 视点变换  41-42
    4.3.2 模型变换  42
    4.3.3 投影变换  42-45
    4.3.4 视口变换  45
  4.4 Visual StudiO C++.net  45-47
    4.4.1 C++.net程序设计框架  46
    4.4.2 Windows图形环境  46-47
  4.5 本章小结  47-48
第5章 系统的总体设计  48-57
  5.1 文档-视图架构的应用程序工作原理  48-49
  5.2 基于3DS模型的多视图下几何变换的设计  49-50
  5.3 重要类的定义  50-55
    5.3.1 COpenGL类  50-52
    5.3.2 COrthographic类  52
    5.3.3 CTop类  52-53
    5.3.4 CPerspective类  53
    5.3.5 CInfopannel类  53-54
    5.3.6 C3DSModel类  54-55
  5.4 各个类在系统界面上管理的部分  55
  5.5 本章小结  55-57
第6章 系统的具体实现  57-67
  6.1 控制类的实现  57-62
    6.1.1 分屏显示  57-59
    6.1.2 控制面板设计  59-60
    6.1.3 传递控制面板的参数  60-61
    6.1.4 三维几何变换  61-62
  6.2 3DS模型  62-64
    6.2.1 3DS模型的加载  62-63
    6.2.2 3DS模型的渲染  63-64
  6.3 三视图的实现  64-66
    6.3.1 正交与透视  64
    6.3.2 场景绘制  64-65
    6.3.3 三视图的绘制  65-66
  6.4 本章小结  66-67
第7章 实例验证  67-71
  7.1 关于多视图的相互切换  67-69
  7.2 视图的几何变换  69-70
  7.3 本章小结  70-71
第8章 结束语  71-73
  8.1 总结  71
  8.2 体会  71-73
参考文献  73-76
致谢  76-77
攻读硕士学位期间发表的论文  77

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中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程设计与测绘 > 工程制图
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