UGNX4.0中文版基础与应用教程 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:电子工业

作者:徐春林，张宏兵，

出品人:

页数:382

译者:

出版时间:2007-4

价格:39.80元

装帧:

isbn号码:9787121037788

丛书系列:

图书标签:

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• UG
• 数控编程
• 机械设计
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深入探索：计算机图形学与数字设计前沿实践教程 图书信息： 本书并非关于UGNX 4.0中文版基础与应用的教程。 图书主题： 《计算机图形学原理与三维建模实战：从理论基础到工业级应用》 --- 内容提要： 本书旨在为读者提供一个全面、深入、且高度实用的计算机图形学原理学习路径，并将其与现代工业设计和先进制造流程紧密结合。它专注于构建坚实的理论基础，并指导读者掌握当前主流的、超越特定软件版本的通用性三维设计与分析方法。全书内容结构清晰，从最底层的数学原理出发，逐步过渡到复杂的渲染技术和数据结构，最终落脚于工业应用中的高效工作流构建。 第一部分：图形学基础与数学核心（奠定理论基石） 本部分是全书的理论核心，详尽阐述了支撑所有三维软件运行的底层数学原理，确保读者理解“为什么”而不是仅仅停留在“怎么做”的层面。 第一章：向量代数与空间几何基础 深入探讨三维空间中的坐标系变换（欧几里得变换、仿射变换、透视变换）。详细讲解齐次坐标的引入、四元数在旋转表示中的优势与应用，以及如何利用点积和叉积进行光照、法线计算和空间关系判断。内容着重于矩阵乘法在图形流水线中的地位与优化。 第二章：几何表示与数据结构 侧重于描述三维模型的数学方法。内容覆盖参数曲面（如Bézier曲线、B-Spline、NURBS）的数学定义、控制点权重、局部性与全局性对形状的影响。同时，深入介绍网格数据的拓扑结构、半边数据结构（Half-Edge Data Structure）的构建与遍历效率，以及三角剖分算法（如Delaunay三角剖分）的原理及其在曲面重建中的应用。 第三章：光线追踪与渲染方程的剖析 本章超越简单的纹理贴图，聚焦于真实感渲染的数学模型。详细推导渲染方程（Rendering Equation），解释其物理学基础。全面介绍蒙特卡洛积分在渲染中的应用，包括重要性采样（Importance Sampling）和多重重要性采样（MIS）。对比光线追踪（Ray Tracing）、路径追踪（Path Tracing）和辐射度方法（Radiosity）的优缺点及适用场景，为理解现代实时渲染和离线渲染打下基础。 第二部分：几何造型与数字分析（从概念到实体） 本部分侧重于如何利用计算机高效、精确地构建和修改复杂的工程实体，强调模型的“质量”而非仅仅是“外观”。 第四章：特征化建模与约束驱动设计 探讨现代CAD/CAE系统中的核心理念：参数化与特征化。分析如何通过约束（尺寸、几何关系、驱动变量）来构建可追溯、易修改的模型。重点介绍草图求解器（Sketch Solver）的工作机制，以及如何处理复杂的、非线性的几何约束。内容包括特征历史树（Feature History Tree）的管理与回溯。 第五章：表面逆向工程与网格优化 针对扫描数据和点云处理，本书提供系统的处理流程。讲解点云降噪、配准与对齐技术。核心内容是如何从点云数据中提取准确的NURBS曲面模型，包括拟合算法的选择与误差控制。此外，详细介绍网格简化（Polygon Reduction）、网格修复（Mesh Healing）以及避免自相交的拓扑优化算法。 第六章：有限元分析（FEA）的数值基础 本章作为连接设计与验证的桥梁，阐述FEA的核心思想。讲解域离散化（网格划分的质量标准）、形函数（Shape Functions）的选择，以及静力学、模态分析等基本问题的弱形式推导。重点分析单元刚度矩阵的集成过程，以及如何利用迭代求解器（如共轭梯度法）高效解决大型线性方程组。 第三部分：高级可视化与交互技术（提升用户体验与效率） 本部分关注如何将复杂的计算结果以直观、高效的方式呈现给用户，并探讨实时交互的优化策略。 第七章：实时渲染管线与GPU编程概述 深入解析现代图形硬件（GPU）的并行架构，重点讲解可编程管线中的顶点着色器（Vertex Shader）和片段着色器（Fragment Shader）的作用。内容包括深度缓冲（Z-Buffering）、模板缓冲（Stencil Buffer）的应用，以及延迟渲染（Deferred Shading）相对于前向渲染的优势与权衡。 第八章：高级材质模型与纹理映射 讨论超越传统Phong模型的现代材质描述方法。详细介绍PBR（基于物理的渲染）模型的数学基础，包括基于微表面（Microfacet）的BRDF（双向反射分布函数）模型，如GGX模型。探讨法线贴图、置换贴图、环境光遮蔽（AO）等技术在烘焙和实时计算中的实现细节。 第九章：人机交互与模型可视化 关注如何设计高效的三维交互界面。讲解六自由度（6DOF）输入设备的数据处理，以及空间鼠标、VR/AR设备在工程领域中的应用。内容涵盖相机模型的精确控制、视锥裁剪算法的优化，以及如何利用LOD（Level of Detail）技术在保持视觉连贯性的前提下，提升大规模场景的渲染帧率。 本书特点总结： 本书的深度在于其对底层数学和算法的严格论述，不依赖于特定软件的菜单操作。它面向的是希望精通三维数字技术本质、能够适应未来软件迭代的工程师、研究人员和高级设计师。通过学习本书，读者将获得构建自己的几何工具、理解和优化现有软件性能、以及解决复杂工程问题的能力。 --- 目标读者： 具备一定工程或数学背景，希望系统学习计算机图形学核心原理的研究生及本科高年级学生。 希望从“操作者”转变为“开发者”的资深工程师和技术骨干。 致力于开发或定制三维可视化、CAE预处理或逆向工程软件的专业人员。

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从整体的阅读体验来看，这本书更像是我的“技术导师”而非“教科书”。它没有那种教科书特有的、为了考试而设计的僵硬结构，反而处处流露出一种“经验的结晶”。我注意到，在很多高级功能的介绍部分，作者会加入一些“小贴士”或“注意事项”，这些往往是作者在多年实践中踩过的坑，是那种官方帮助文档里绝对找不到的“潜规则”。比如关于大型装配体的性能优化，书中不仅提到了降低显示精度的方法，还深入探讨了如何合理组织装配结构以提高加载速度，这对于处理大型模具或设备设计来说，是挽救工作效率的关键信息。总的来说，这本书的价值远超其定价，它提供的不仅仅是点击鼠标的步骤，更是一套完整的设计思维框架，一套帮你从“能用”软件迈向“用好”软件的专业路径图，对于希望系统性掌握UGNX核心能力的专业人士来说，是不可多得的宝藏。

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说实话，刚开始接触这套教程的时候，我确实有点犯怵，毕竟UGNX的复杂程度在CAD/CAM领域是出了名的。我尝试过跟着网上的视频教程学，但那些视频往往跳跃性太大，要么只讲皮毛，要么深陷于某个小技巧的钻研而忽略了整体框架的建立。这本书的价值恰恰在于它的“系统性”。它没有追求速度，而是注重根基的牢固。比如在讲解曲面造型那一块，作者并没有简单罗列一堆命令，而是将曲面理论与实际应用场景紧密结合，详细解释了什么是“光顺度G1、G2”，以及在不同工业设计要求下应该选用哪种曲面构建策略。我特别欣赏它在软件版本适配上的处理方式，虽然是基于一个相对成熟的版本编写，但它在描述一些核心概念时，总会不经意间点出新旧版本之间的细微差异或更优解，这种“活的知识”比一成不变的死板教材要实用得多，让人感觉手中的工具书是与时俱进的，能够陪伴自己度过不止一个软件版本的学习周期。

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这本书的封面设计相当朴实，透着一股老派教材的严谨劲儿，拿到手上就感觉分量十足，内页的纸张质量也对得起这个厚度，印刷清晰，排版布局虽然略显拥挤，但结构层次感还算分明。我原本对手册类的书籍总是抱有警惕，生怕内容陈旧或者讲解过于晦涩，但翻开目录后，心里就踏实了不少。它不像市面上那些花里胡哨的速成指南，而是老老实实地从最基础的界面认知和基本操作逻辑开始铺陈，像一个耐心十足的师傅在手把手地带徒弟入门。尤其对UG这个级别的复杂软件来说，这种循序渐进的教学方法至关重要，它不急于展示那些炫酷的高级功能，而是确保读者对每一个工具栏图标和菜单项的意义都有扎实的理解。我特别留意了关于草图模块的章节，那里的案例设置非常贴合实际工程中的几何约束需求，没有使用那些为了演示功能而生硬构造的“玩具”模型，这点非常加分，显示出编写者确实具备深厚的工程实践背景，让初学者能够更快地将理论知识与实际工作接轨，而不是停留在软件的表面操作层面。

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我个人对技术手册的实用性要求非常高，我更倾向于那种能够放在工作台旁边，随时可以翻阅、随时能找到答案的参考书。这本书在案例的选取上展现了极高的针对性。它几乎涵盖了从零件设计到装配、再到图纸输出的完整工作流，但最让我惊喜的是，它专门辟出了一块篇幅讲解了如何进行“工程变更管理”——这几乎是所有入门教程都会忽略但实际工作中至关重要的一环。教程详细演示了如何在不破坏现有设计结构的前提下，有效地修改设计参数，并确保下游的工程图和BOM表能够同步更新。这种对“流程优化”的关注，而不是单纯对“功能堆砌”的罗列，体现了作者对真实工作场景的深刻理解。每次遇到复杂的几何修改或约束冲突时，我翻阅这本书，总能找到比我最初设想更优雅、更符合软件设计哲学的解决方案，可以说，它在潜移默化中塑造了我良好的设计习惯。

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这本书的排版风格，怎么说呢，更像是一份详尽的内部培训资料，而非商业畅销书。没有太多吸引眼球的彩色大图，大部分都是黑白或简单的彩色截图来配合文字说明。起初我不太适应这种“素面朝天”的风格，但很快我体会到了这种风格带来的高效性。当我需要快速查找某个特定命令的具体操作步骤时，不需要被大篇幅的华丽图片分散注意力，文字叙述直接、简练，目标明确。它的专业术语解释做得非常到位，对于那些初次接触CAE或模具设计领域的读者来说，许多行业黑话都被清晰地翻译成了易于理解的语言。例如，对于“拔模斜度”和“倒扣”的讲解，它不仅给出了在软件中的设置方法，还附带了简单的工程图示来解释其物理意义，这种跨学科的知识融合，极大地降低了理解门槛，让一个纯机械背景的工程师也能顺利过渡到数字化设计领域。

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