计算机辅助设计基础教程

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出版者:理工大学
作者:陈传文
出品人:
页数:272
译者:
出版时间:2007-4
价格:35.00元
装帧:
isbn号码:9787564009397
丛书系列:
图书标签:
  • 计算机辅助设计
  • CAD
  • 机械设计
  • 工程图学
  • AutoCAD
  • SolidWorks
  • Pro/ENGINEER
  • 计算机绘图
  • 设计基础
  • 工业设计
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具体描述

《全国信息化计算机应用技术资格认证指定教材•计算机辅助设计基础教程》是全国信息化计算机应用技术资格认证(CCAT)项目的指定教材,属于工程师级认证体系。CCAT资格认证项目设立的目的除了培养学生掌握相应专业的理论知识,注重学员动手能力、创新能力的训练外,还注重培养和提高学员的企业管理能力,为社会和企业培养既懂技术、又懂管理的复合型人才,以改变人才培养中存在的重理论轻实践、重文凭轻能力的缺陷。

《艺术的数字化疆域:从素描到雕塑的创意导航》 引言 在人类文明的长河中,艺术始终是情感、思想与想象力的具象载体。从原始洞穴壁画的朴拙线条,到文艺复兴时期大师们对光影与解剖的精妙刻画,再到现代主义对形式与色彩的颠覆性探索,艺术家们从未停止对表达媒介的革新和对艺术语言的拓展。然而,随着技术的发展,艺术创作的边界正在以前所未有的速度扩张,一种新的创作范式——数字艺术,正悄然改变着我们对艺术的认知和体验。 本书并非一本技术手册,更非枯燥的理论堆砌。它是一场跨越传统与数字边界的探索之旅,旨在为所有对艺术怀有热情,渴望突破传统媒介限制,拥抱数字化浪潮的创作者们提供一份详尽的创意导航。我们将深入探究数字工具如何赋能艺术创作,如何将二维的线条与色彩转化为三维的虚拟空间,如何让抽象的概念得以具象化,并最终生成具有生命力的艺术作品。本书将带领读者从最基础的数字素描技巧出发,逐步涉足三维建模、数字雕塑、纹理绘制,直至最终的渲染与展示,勾勒出一幅完整的数字艺术创作生态图景。 第一章:数字画布上的初啼:从像素到笔触 数字艺术的起点,往往始于一张虚拟的画布。本章将带领读者走进数字绘画的入门世界。我们不再依赖实体颜料与画笔,取而代之的是强大的数位板和多样的数字画笔。我们将详细阐述不同类型的数位板(如感压笔、触屏设备)及其工作原理,帮助读者选择最适合自己的创作工具。 更重要的是,本章将聚焦于数字绘画软件的核心功能。我们将逐一剖析图层(Layers)的概念,理解其在色彩叠加、细节调整、非破坏性编辑中的重要作用。从基础的图层叠加模式(如“正常”、“正片叠底”、“滤色”)到高级的蒙版(Masks)应用,我们将帮助读者掌握构建复杂画面层次的关键技术。 笔刷(Brushes)是数字绘画的灵魂。本章将深入研究各类数字笔刷的特性,包括尺寸、硬度、不透明度、流量、形状、纹理等参数的调整如何影响最终的笔触效果。读者将学习如何自定义笔刷,模拟真实的油画、水彩、铅笔、炭笔等绘画媒介,乃至创造独一无二的数字笔刷,赋予作品独特的风格。 色彩(Color)在数字绘画中同样是至关重要的。本章将探讨数字色彩模型(如RGB、CMYK)的原理,以及如何在软件中利用色盘、拾色器、渐变工具等进行精确的色彩选择和搭配。我们将讲解色彩理论在数字环境下的应用,例如色彩和谐、对比度、饱和度等,帮助读者创作出视觉冲击力强且情感丰富的作品。 构图(Composition)是绘画的基础。即使在数字环境中,优秀的构图依然是吸引观众、传递信息的核心。本章将结合数字绘画的特点,讲解黄金分割、三分法、对称、引导线等经典构图原则,并演示如何在数字画布上通过图层、选区、变换工具等进行灵活的构图尝试与调整。 第二章:空间构建师:三维世界的基石 当二维的画布无法满足我们对立体形态的表达欲望时,三维建模便应运而生。本章将开启读者进入三维数字创作的奇妙旅程,重点在于理解三维建模的基本原理和常用的构建方法。 我们将从最基础的三维概念入手,例如顶点(Vertices)、边(Edges)、面(Faces)的构成,以及三维空间坐标系(X, Y, Z轴)的理解。读者将学习如何通过这些基本元素在软件中创建和操作三维对象。 多边形建模(Polygon Modeling)是三维建模中最常用和灵活的技术之一。本章将详细讲解多边形建模的工作流程,包括如何创建基本几何体(如立方体、球体、圆柱体),如何使用挤压(Extrude)、倒角(Bevel)、切割(Cut)、合并(Merge)等基础编辑工具来塑造模型。读者将学习如何通过精细的顶点、边、面的编辑,逐步构建出复杂而精细的三维模型,从简单的几何形状到栩栩如生的人物、场景。 细分曲面(Subdivision Surfaces)是一种强大的平滑模型表面,并生成有机形态的关键技术。本章将解释细分曲面的工作原理,以及如何在多边形模型上应用细分,使其从粗糙的低模变得光滑流畅,非常适合创建生物、角色等需要柔和曲面的对象。 布尔运算(Boolean Operations)是组合和切割模型的重要手段。本章将演示如何使用“并集”、“差集”、“交集”等布尔运算,将不同的模型组合成新的形状,或者从一个模型中切割出所需的空隙,极大地提高了建模的效率和创造力。 曲线建模(Curve Modeling),又称NURBS(非均匀有理B样条)建模,是另一种重要的三维建模方式,尤其适用于创建光滑、精确的曲面,如汽车、产品设计等。本章将介绍曲线工具的使用,包括创建和编辑样条曲线,以及如何通过蒙皮(Loft)、扫描(Sweep)等方法,利用曲线生成复杂的三维曲面。 第三章:触感与质感:数字雕塑的触觉艺术 三维建模为我们提供了骨架,而数字雕塑则赋予了骨架血肉与灵魂。本章将深入探讨数字雕塑的强大能力,它允许艺术家以一种直观、富有触感的方式塑造三维模型,如同使用真实的粘土或石膏一样。 数字雕塑软件通常提供了一系列强大的雕刻笔刷,模拟了现实中雕刻工具的效果。本章将详细介绍这些笔刷的种类及其功能,例如: 塑形笔刷(Clay Build-up, Standard, Move):用于增加、移除、推拉模型表面,塑造大的体积和形态。 细节笔刷(Crease, Pinch, Scrape):用于刻画皱纹、褶皱、锐利的边缘、削减细节等,赋予模型更丰富的表面特征。 平滑笔刷(Smooth):用于打磨模型表面,消除不必要的棱角,使模型更加光滑自然。 纹理笔刷(Alphas):允许艺术家加载自定义的纹理或图案,将其“印”在模型表面,快速创建复杂的表面细节,如鳞片、毛发、皮革纹理等。 本章将重点讲解数字雕塑的工作流程。从一个基础的球体或低模开始,读者将学习如何利用雕刻笔刷逐步塑造出细腻的形体,例如人物的五官、肌肉线条、服装的褶皱,或者自然场景中的岩石、树木纹理。 遮罩(Masking)和拓扑(Topology)是数字雕塑中的重要概念。遮罩功能允许我们在雕刻时保护模型的部分区域不受影响,从而更精准地进行局部操作。拓扑结构(即模型表面的多边形分布)直接影响雕刻的效率和模型的变形能力。本章将探讨如何优化模型拓扑,以适应雕刻的需求,并讲解在雕刻过程中如何合理使用遮罩。 第四章:色彩的华服:纹理与材质的魔法 模型本身只是三维世界的骨架,而纹理与材质则是赋予它们生命和真实感的关键。本章将深入研究如何为三维模型披上逼真的“皮肤”,使其在视觉上更加生动和具有说服力。 纹理绘制(Texture Painting)允许艺术家直接在三维模型表面绘制色彩、细节和图案。本章将介绍纹理贴图(Texture Maps)的概念,包括: 基础颜色贴图(Albedo/Base Color Map):决定了物体表面的固有颜色。 法线贴图(Normal Map):通过模拟表面微小的凹凸,欺骗光照,使其看起来比实际模型更具细节,而无需增加模型的多边形数量。 粗糙度贴图(Roughness Map):控制表面对光的反射程度,决定了表面是光滑反光还是粗糙哑光。 金属度贴图(Metallic Map):定义了表面是金属还是非金属,影响其对光的反射特性。 环境光遮蔽贴图(Ambient Occlusion Map):模拟了光线在模型角落和缝隙中不易到达的区域,增加了模型的体积感和真实感。 我们将讲解如何使用专业的纹理绘制软件,或者直接在三维建模软件中进行纹理绘制。读者将学习如何将二维的绘画技巧应用于三维模型,如何绘制写实的皮肤纹理、金属光泽、布料质感等。 材质(Materials)是将各种纹理贴图组合起来,定义物体表面物理特性的核心。本章将深入探讨材质编辑器的界面和参数,学习如何调整反射、折射、透明度、发光等属性,从而模拟出玻璃、水、金属、塑料、织物等各种不同的材质效果。 UV展开(UV Unwrapping)是纹理绘制的基础。本章将解释UV坐标的概念,以及如何将三维模型的表面“展开”成二维的UV布局,以便在上面进行准确的纹理绘制。我们将探讨不同的UV展开方法,并讲解如何优化UV布局以最大化纹理利用率,减少拉伸和重叠。 第五章:光影的舞蹈:渲染与呈现的最终篇章 创作的最终目的是将艺术作品呈现给观众。本章将聚焦于三维场景的渲染(Rendering),这是将三维数据转化为二维图像或动画的过程,也是赋予作品最终视觉生命力的关键步骤。 渲染引擎(Render Engines)是实现这一目标的核心工具。本章将介绍两种主要的渲染类型: 实时渲染(Real-time Rendering):通常在游戏引擎或交互式可视化中使用,能够即时反馈渲染结果,便于快速迭代和交互。 离线渲染(Offline Rendering):通过复杂的计算模拟光照、材质和物理特性,生成高质量的静态图像或动画,通常需要较长的渲染时间。 我们将重点讲解离线渲染的原理和常用技术。光线追踪(Ray Tracing)和路径追踪(Path Tracing)是模拟真实光照的强大技术,它们通过追踪光线的传播来计算画面的明暗、色彩和反射,从而获得高度逼真的视觉效果。本章将介绍这些技术的概念,以及如何在渲染设置中进行相应的调整。 灯光(Lighting)是场景渲染的灵魂。本章将详细讲解不同类型光源(如点光源、聚光灯、平行光、区域光、HDRI环境贴图)的特性,以及如何通过调整光源的位置、强度、颜色、衰减等参数,来营造出不同的氛围和情绪,突出场景的重点。 摄像机(Camera)的设置同样至关重要。本章将介绍摄像机的视角、焦距、景深(Depth of Field)、运动模糊(Motion Blur)等参数,以及它们如何影响最终画面的构图和视觉焦点。 后期处理(Post-processing)是渲染流程的最后一步,它允许我们在渲染完成后对图像进行进一步的色彩校正、亮度调整、添加特效(如辉光、镜头畸变、色差)等,以提升画面的整体质量和艺术表现力。本章将介绍一些常用的后期处理技术和软件。 结语 《艺术的数字化疆域:从素描到雕塑的创意导航》的旅程即将结束,但您的数字艺术创作之路才刚刚开始。本书旨在为您点亮前行的方向,提供坚实的工具与理念基础。数字艺术的魅力在于其无限的可能性,它打破了物理世界的束缚,让您的想象力可以自由驰骋。 无论您是寻求革新传统艺术表达方式的艺术家,还是渴望探索全新创意媒介的学生,亦或是对数字技术驱动的艺术充满好奇的探索者,本书都希望成为您踏入这个精彩纷呈的数字化疆域的可靠向导。请记住,技术只是工具,而您的创造力、观察力和情感才是艺术的真正核心。愿您在这片数字画布上,挥洒自如,创造出属于自己的独特艺术篇章。

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