空间几何建模及工程应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:高等教育

作者:李瑰贤

出品人:

页数:348

译者:

出版时间:2007-1

价格:38.00元

装帧:

isbn号码:9787040205275

丛书系列:

图书标签:

• 机械工程
• 建筑系
• 空间几何建模
• 工程应用
• 计算机图形学
• 几何建模
• CAD/CAM
• 三维重建
• 可视化
• 算法
• 应用数学
• 计算机辅助设计

《空间几何建模与计算机图形学基础》 本书旨在为读者系统地介绍空间几何建模的核心概念、算法及其在计算机图形学领域的广泛应用。我们将从最基础的几何对象表示出发，深入探讨曲线、曲面建模的原理与技术，并在此基础上介绍实体建模的各种方法。 第一部分：几何基础与曲线建模 点、向量与坐标系： 章节将从最基础的数学概念入手，清晰阐述点、向量的定义、运算及其在三维空间中的几何意义。我们将介绍不同类型的坐标系，如笛卡尔坐标系、柱坐标系和球坐标系，以及它们之间的转换方法，为后续的建模工作奠定坚实的数学基础。 直线与平面方程： 详细讲解直线的参数方程、对称方程和点法向式方程，以及平面的点法向式、截距式等表示方法。我们将演示如何计算点到直线、直线到直线、点到平面、平面到平面的距离，以及直线与平面的交点等基本几何关系，这些是后续复杂模型构建的基石。 曲线表示与插值： 本部分将深入介绍多种重要的曲线表示方法，包括： 多项式曲线： 如 Bézier 曲线和 B-Spline 曲线。我们将详细解析其控制点、次数、参数化等关键概念，并展示如何通过调整控制点来自由地塑造曲线形状。同时，会探讨它们的优点、缺点以及在实际应用中的选择依据。 插值曲线： 如 Lagrange 插值和 Hermite 插值。我们将讲解如何通过一组离散的数据点构造出光滑的插值曲线，并分析不同插值方法的特性和适用场景。 曲线的几何特性与分析： 介绍曲线的导数、曲率、挠率等几何属性，以及如何利用这些属性来分析曲线的光滑性、弯曲程度和扭转程度。我们将展示如何计算曲线上的切线、法平面等，并探讨曲线的重参数化技术。 第二部分：曲面建模技术 曲面表示方法： 介绍各种主流的曲面表示方法，包括： 参数曲面： 如 Bézier 曲面和 B-Spline 曲面。我们将类比曲线建模，深入解析曲面的控制网格、参数化以及如何通过调整控制点来生成复杂的曲面形状。 隐式曲面： 如二次曲面（球面、椭球面、抛物面、双曲面等）的方程表示。我们将讲解如何通过方程来定义曲面，以及隐式曲面的扫描线渲染、光线追踪等算法。 细分曲面： 介绍 Catmull-Clark 细分、Loop 细分等算法，展示如何通过迭代细分一个初始网格来生成任意复杂的光滑曲面。 曲面的几何操作： 讲解曲面的基本几何操作，包括： 曲面求交： 介绍各种算法，如扫描线法、光线追踪法，以及如何计算曲面与曲面、曲面与直线、曲面与平面的交线。 曲面偏移（Offsetting）： 讲解如何生成与原曲面等距的偏移曲面，这在制造、工程设计中至关重要。 曲面圆角与倒角： 介绍如何为模型边缘添加圆角和倒角，以提高模型的视觉效果和实际性能。 曲面的分析与质量评估： 讨论曲面的法向量、高斯曲率、平均曲率等重要几何属性，并介绍如何通过这些属性来评估曲面的光滑度、平坦度等质量指标。 第三部分：实体建模与应用 实体建模方法： 介绍三种主要的实体建模方法： 边界表示（B-Rep）： 讲解如何通过面的边界（边和顶点）来定义实体。我们将深入分析 B-Rep 数据结构，以及体素操作、布尔运算（并、交、差）在 B-Rep 模型上的实现。 构造实体几何（CSG）： 介绍如何通过基本实体（如立方体、球体、圆柱体）的组合与布尔运算来构建复杂实体。我们将探讨 CSG 的优点、缺点以及其在 CAD 软件中的应用。 细分实体： 结合细分曲面的概念，介绍如何通过细分一个简单的三维网格来表示实体，并展示细分实体在一些特定领域的优势。 网格建模与处理： 重点介绍多边形网格（如三角形网格）的表示、生成与处理技术。我们将讨论网格简化、平滑、去噪等算法，以及纹理映射、表面法线计算等关键技术。 计算机图形学中的几何应用： 渲染技术： 介绍光线追踪、光栅化等基本渲染算法，并说明几何模型在渲染过程中的作用，包括可见性判断、着色计算等。 碰撞检测： 讲解如何利用几何模型进行碰撞检测，这在游戏开发、物理仿真等领域至关重要。 三维扫描与重建： 介绍三维扫描技术的工作原理，以及如何从扫描数据构建几何模型。 虚拟现实与增强现实： 阐述几何建模在构建虚拟场景、物体交互中的核心作用。 本书内容层次分明，从基础理论到高级技术，并结合丰富的实例和图示，力求使读者能够透彻理解空间几何建模的精髓，并将其应用于计算机图形学及相关领域的实践。

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读完《空间几何建模及工程应用》，我深刻体会到了空间几何建模在现代工程中的不可或缺性。书中关于计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助制造（CAM）的结合应用，是让我印象最深刻的部分。作者没有停留在理论层面，而是花了大量的篇幅介绍如何将设计好的三维模型转化为可以被数控机床理解的指令。从刀具路径的生成，到加工工艺的选择，再到后处理器的配置，每一步都讲解得细致入微。书中对曲面加工的策略，比如等参数线加工、恒定刀痕加工等，让我对复杂曲面的精密加工有了更直观的认识。而且，书中还涉及了工业机器人路径规划的几何基础，这让我看到了将几何建模技术延伸到自动化生产线上的巨大潜力。总而言之，这本书不仅为我提供了理论知识，更教会了我如何将这些理论转化为实际的生产力。

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这本《空间几何建模及工程应用》真是让我眼前一亮，特别是其中关于CAD/CAM技术在制造业中如何实现数字化设计与制造的章节，简直是行业内的“圣经”。作者深入浅出地讲解了从三维实体建模到曲面造型，再到数控编程的整个流程，让我这个初学者也能茅塞顿开。书中大量的实例分析，比如航空航天零件的精密加工，汽车零部件的优化设计，以及模具制造的精细化步骤，都让我真实感受到空间几何建模在实际工程中的强大力量。我尤其喜欢书中关于参数化设计和自由曲面建模的讲解，这些技术对于提升产品设计的效率和创造力至关重要。而且，作者并没有止步于理论，而是花了很大篇幅介绍了一些主流的建模软件在实际操作中的技巧和注意事项，这对于我们这些需要快速上手应用的人来说，简直是太宝贵了。我感觉读完这本书，我不仅仅是学到了知识，更是获得了一套解决实际工程问题的工具和方法论。它就像一个宝箱，打开了通往更高效、更智能的工程设计世界的大门。

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对于我这样一个初涉三维打印和逆向工程领域的爱好者，《空间几何建模及工程应用》简直是打开了一扇新世界的大门。书中关于STL（Stereolithography）格式的详细解析，以及如何从点云数据重建实体模型的各个环节，都让我受益匪浅。我尤其欣赏书中对于扫描数据的预处理和后处理技术的讲解，这对于获得高质量的3D打印模型至关重要。从粗糙的点云到光滑的曲面，再到最终可打印的实体，每一步的转换都伴随着丰富的几何算法和处理技巧。书中还深入探讨了修复破损模型、简化复杂模型等实际操作中经常遇到的问题，并给出了切实可行的解决方案。这让我明白，三维打印和逆向工程不仅仅是技术，更是一门艺术，而空间几何建模正是这门艺术的基础。这本书让我对未来的创新设计充满了信心。

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对于我这样一位对工程计算抱有浓厚兴趣的读者来说，《空间几何建模及工程应用》无疑提供了一个全新的视角。我一直对几何在科学计算中的作用感到好奇，而这本书恰恰满足了我的求知欲。它详细介绍了如何将抽象的几何概念转化为可计算的模型，特别是在有限元分析（FEA）和计算流体力学（CFD）等领域。书中关于网格划分（meshing）的章节，对于理解如何将连续的几何体离散化为有限的单元，进而进行数值模拟，提供了清晰的指导。我学习到了如何选择合适的单元类型，如何优化网格密度以保证计算精度，以及如何处理几何模型中的奇异点和复杂边界。书中还探讨了形变和拓扑优化在工程设计中的应用，这让我明白了几何模型不仅仅是外观的描述，更是承载着力学、热学等物理信息的载体。这种将几何与计算紧密结合的思路，让我看到了工程设计向更高层次发展的可能性。

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这本书的出现，无异于在广阔的工程学领域投下了一颗璀璨的明珠。我被它关于B-rep（边界表示）和CSG（构造实体几何）两种建模方法的深度剖析所深深吸引。作者不仅仅是简单地介绍了这两种方法的原理，更是细致地阐述了它们各自的优缺点，以及在不同工程场景下的适用性。在讲解B-rep时，书中详细描绘了如何通过面的边界来定义实体，并给出了大量在机械设计、建筑设计等领域应用的经典案例，比如复杂结构的建模和分析。而CSG则通过布尔运算将简单的几何体组合成复杂的模型，这在快速原型设计和产品配置方面展现出了独特的优势。最令我惊叹的是，作者还将这两种建模方法的结合应用进行了深入探讨，揭示了如何在实际工程中扬长避短，实现更高效、更灵活的设计。书中对于数据交换格式（如STEP、IGES）的讲解也十分到位，这对于保证不同软件之间的数据兼容性至关重要，也为跨平台协同设计提供了理论基础。

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学习坐标变换不错的选择

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李老师上课还是蛮有趣的，书中的内容也很专业，是机械设计的硕士专业课

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学习坐标变换不错的选择

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