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出版者:西北工业大学出版社

作者:高进龙

出品人:

页数:320

译者:

出版时间:2004-6

价格:28.00元

装帧:

isbn号码:9787561215784

丛书系列:

图书标签:

• AutoCAD
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探秘数字艺术与工程的基石：《计算机辅助设计原理与实践》 面向对象： 机械设计、土木工程、建筑学、工业设计、环境艺术等相关专业本科生、研究生，以及从事CAD应用与开发的技术人员和工程爱好者。 本书定位： 本书并非特定软件的操作手册，而是一部深入探讨计算机辅助设计（CAD）核心理论、发展脉络、关键技术及行业应用范式的综合性教材与参考手册。它旨在构建读者对现代数字设计流程的宏观认知和底层技术理解，超越单一软件的界面限制，聚焦于“设计思维如何被数字化表达与实现”这一核心命题。 --- 第一部分：CAD的理论基石与数学原理（奠定认知深度） 本部分将带领读者从根本上理解CAD系统的运行逻辑，而非仅仅停留在工具的使用层面。 第一章：设计信息化的历史沿革与哲学思辨 本章追溯了从手动绘图、早期图形化系统到参数化、知识驱动型CAD系统的演进路径。重点讨论CAD对传统设计流程带来的范式转变，包括从“画图”到“建模”的思维跃迁，以及数据一致性、可追溯性在现代工程中的极端重要性。 第二章：几何建模的核心数学骨架 这是全书的技术基石。详细解析了构成三维数字模型的数学基础： 二维曲线表示： 重点阐述了贝塞尔（Bézier）曲线、B样条（B-Spline）的数学定义、控制点的意义、参数化表示及其在工程曲线拟合中的应用。讨论了样条的局部编辑性与全局连续性的平衡。 三维曲面构建： 深入探讨了NURBS（非均匀有理B样条）作为工业界通用曲面表示方法的优势。解析其在曲面光顺性、自由曲面设计中的核心地位，并介绍如何通过边界、骨架定义复杂的曲面结构。 实体建模的拓扑基础： 介绍CSG（构造实体几何）和边界表示法（B-Rep）的原理。重点剖析B-Rep中面、边、顶点的逻辑关系，以及如何通过布尔运算（并、交、差）来精确描述实体对象的几何拓扑结构。 第三章：几何变换与坐标系管理 解析计算机图形学中至关重要的变换矩阵理论。详细讲解平移、旋转、缩放、投影（正交投影与透视投影）的齐次坐标表示法。更重要的是，本书强调了在复杂装配体和多学科协作中，如何建立和管理不同尺度的、相互关联的局部坐标系，确保模型数据的相对性和绝对性。 --- 第二部分：现代CAD系统的关键技术与数据结构（揭示系统内部机制） 本部分聚焦于驱动现代高性能CAD软件运行的底层技术，帮助读者理解不同软件间性能差异的根源。 第四章：参数化与约束驱动建模 系统分析参数化建模的原理。讲解如何通过几何约束（如平行、垂直、同心、相切）和尺寸驱动（依赖变量和公式）来定义模型。深入探讨约束求解器（Constraint Solver）的工作机制，包括识别欠约束、过约束和自相交等问题，以及如何确保模型在参数修改后保持拓扑的稳定性。 第五章：特征化建模与历史树管理 阐述特征（Feature）作为设计意图的封装体在现代CAD中的核心地位。区分基准特征（Datum Features）和构造特征（Constructive Features）。详细解析“历史树”（History Tree）或“设计意图树”的结构，讨论如何通过回溯、修改或重排序历史特征来高效地进行设计迭代，这是现代参数化设计区别于传统几何建模的关键。 第六章：数据交换与互操作性标准 鉴于现代工程项目涉及多家供应商和不同软件平台，本章专注于数据标准。深入剖析主流中性文件格式（如STEP/ISO 10303、IGES）的结构和信息承载能力。重点讲解这些标准如何保证几何形状、拓扑关系乃至产品制造信息（PMI）的无损传输。同时，讨论云计算和BIM/PLM集成对数据交换提出的新要求。 --- 第三部分：CAD在工程领域的应用范式（连接理论与实践） 本部分将所学的理论知识应用于具体的工程场景，展示不同设计阶段中CAD工具的应用侧重。 第七章：面向制造的设计（DFM）原则与分析 本章强调设计必须服务于制造。介绍CAD模型如何转化为可供数控机床（CNC）理解的语言。探讨公差与配合（GD&T）在三维模型中的嵌入方式，以及如何利用CAD内置或外部模块进行壁厚分析、干涉检查和可制造性评估。 第八章：装配体设计与大型数据管理 针对复杂产品（如汽车、飞机、大型设备），详细介绍自顶向下设计（Top-Down Design）和自底向上设计（Bottom-Up Design）的策略选择。讨论轻量化/简化表示（Lightweight Representation）技术在处理数百万零件的装配体时的必要性，以及如何通过配置和简化模型来优化系统性能。 第九章：从CAD到数字孪生（Digital Twin） 展望未来。探讨现代CAD模型如何成为数字孪生系统的几何骨架。分析如何将实时仿真数据、传感器信息与静态CAD模型关联起来，实现产品全生命周期的监控、预测性维护和性能优化。讨论拓扑优化（Topology Optimization）在初始概念设计阶段如何指导结构形态的生成。 --- 本书特色总结： 理论先行： 抛弃对特定软件操作的过度依赖，回归至支撑所有CAD系统的数学和逻辑核心。 关注演进： 深度解析参数化、特征化、数据标准等现代设计范式的内在逻辑。 跨界视野： 将几何建模与工程制造、数据互操作性、数字孪生等前沿概念相结合。 通过系统研读本书，读者将不仅能熟练操作任何一款主流CAD软件，更能理解其背后的设计哲学与工程约束，从而真正掌握数字时代的设计能力。

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这本号称“新编”的教材，拿到手的时候，我心里其实是抱有一丝期待的。毕竟2002年的软件版本，意味着它应该专注于那些最核心、最基础的绘图逻辑和操作精髓，避免了后期版本那些眼花缭乱的新功能和复杂集成。然而，实际翻阅下来，我发现它在基础知识的讲解深度上，远不如我预期的那样扎实。比如，关于图层管理和线型定义的讲解，仅仅停留在“如何操作”的层面，对于“为什么”以及在实际工程项目中不同图层策略的优劣权衡，几乎没有涉及。这对于一个初学者来说，可能够用，但对于希望系统性学习CAD思维的人来说，就像是学做菜只学会了把食材扔进锅里，却不知道火候和调味的诀窍。更让我感到困惑的是，书中对某些快捷键和命令的介绍，似乎是直接从官方帮助文档中复制粘贴而来，缺乏作者基于多年实践经验的提炼和总结。例如，在处理复杂多段线编辑时，书中提供的步骤繁琐冗长，而我通过其他渠道了解到更简洁高效的组合键操作。总体而言，这本书更像是一本操作手册的升级版，而非一本真正意义上的“教程”。它教会你“做什么”，却没能教会你“怎么做得更好”。对于那些仅仅需要偶尔画个简单平面图的业余爱好者或许尚可，但想以此为起点进入专业设计领域，恐怕还需要辅以大量实际案例和更深入的理论指导。

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这本书在“新编”这个修饰词上存在着极大的误导性。我购买它是期望能看到一些针对当时（2002年）软件更新带来的效率提升点的介绍，或者至少是针对当时最新操作习惯的优化。然而，翻开书本，我发现内容结构和很多讲解的逻辑，与我十年前用过的其他同类教材并无本质区别，仅仅是将菜单名称换成了2002版的对应名称而已。缺乏对工作流程的深度整合和优化思维的训练，是这本教材最大的软肋。举个例子，关于块（Block）的使用，书中只是简单介绍了如何创建和插入块，对于如何构建一个包含属性（Attribute）的动态块，以及如何在外部参照（Xref）中高效管理这些块的嵌套和覆盖关系，几乎没有提及。在现代工程制图中，动态块和Xref管理是效率的核心，这本书完全避开了这些“高级”但却至关重要的内容，这使得它在“实用性”上打了折扣。它更像是一份面向零基础用户的快速入门指南，而不是一本可以伴随专业人员成长的参考书。

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我花了两天时间，试图跟着这本书的步骤完成它书中的一个小型建筑平面图案例，结果是挫败感倍增。这本书最大的问题在于，它的案例与实际工作场景的脱节过于严重，简直像是上个世纪的技术文档。案例中使用的标注样式和字体规范，完全不符合我们现在行业内通用的标准——别的不说，光是字体就落后了两个版本，这在需要出图时，光是修改这些格式就能耗费大量时间。而且，书中对二维绘图的讲解似乎戛然而止，当涉及到一些稍微复杂一点的结构深化图时，它就草草收场，仿佛在暗示这些内容超出了“实用”的范畴。这种处理方式，给人的感觉是作者在编写内容时有所保留，或者说，对现代工程制图的要求缺乏敏感度。我更希望看到的是，即使是基于2002年的软件，也能将如何构建一个可扩展、易于维护的CAD图纸体系讲清楚，而不是仅仅停留在基础几何图形的绘制上。这本书更像是一本“入门速查手册”，而不是能够陪伴你度过新手期的“实用教程”。读完之后，我感觉自己会使用CAD的基本工具，但完全不知道如何组织一个“项目”层面的文件结构。

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从排版和视觉设计的角度来看，这本书的风格可以说是相当的“朴素”，甚至有些过时。大量使用低分辨率的截图，使得一些关键的菜单和对话框细节模糊不清，尤其是在显示色彩和图层区分时，对比度很差，眼睛非常容易疲劳。我理解对于老版本的软件，可能很难找到高清晰度的素材，但这也不能成为牺牲阅读体验的理由。更令人不解的是，书中的某些章节，尤其是关于系统设置和自定义配置的部分，叙述得极其晦涩，仿佛是作者在尝试解释一个他自己也未能完全掌握的复杂系统。例如，在配置打印机驱动和PC3文件的部分，作者只是简单地罗列了几个选项，却没有深入解释不同驱动参数对最终输出质量的影响，这对于需要高质量打印输出的设计师来说，几乎是致命的缺陷。这本书给我的感觉是，它可能是在软件刚发布不久后匆忙赶工出来的，为了抢占市场先机而牺牲了内容的精细打磨。它提供了一个“能用”的框架，但要达到“好用”的标准，读者必须自己去填补这些巨大的知识空洞。

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作为一本技术类书籍，其行文风格的严谨度和一致性至关重要，但很遗憾，这本教程在这方面表现得参差不齐。在讲解基础绘图命令时，作者的语言还算平实直接，至少能让人大致明白每一步要点。然而，一旦进入到相对复杂的参数设置或脚本调用部分，叙述风格突然变得非常口语化，甚至夹杂着一些非正式的表达，让人不禁怀疑这是不是由不同的人在不同时间段拼凑而成的。例如，在解释如何使用AutoLISP简化重复操作时，书中给出的示例代码片段存在明显的语法错误，这在关键的调试环节是不可接受的，直接导致我不得不花大量时间去排查是书本的错误还是我自己的理解偏差。这种专业性上的摇摆不定，极大地削弱了读者对作者专业能力的信任感。一本好的教程，应该像一位耐心且严谨的导师，引导读者步步为营，而这本书给我的感觉更像是一个经验丰富的老师傅在喝茶时随口说出的几句经验之谈，信息量虽有，但结构松散，缺乏可信赖的指导框架。

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