具体描述
主要介绍CATIA V5的装配设计和实时渲染两个模块的基本功能、特点、操作方法以及使用技巧，分为上、下两篇。上篇为装配设计篇，详细讲述装配文档的建立和编辑、添加组件装配约束、装配分析及自定义设置等内容。下篇为实时渲染篇，详细讲述环境设置、光源管理、视角管理、动画管理、材质、纹理和贴图编辑等内容。 本书是“CATIA V5实践应用系列丛书”之一，可作为各类大专院校机械设计制造专业的辅助教材，以及设计人员和三维CAD爱好者的自学教材。
《精通CATIA V5：从基础到精湛的装配策略与视觉呈现》 深度解析CATIA V5装配设计的核心技术与高级应用 本书是一本旨在为机械设计、产品开发、工程技术等领域的专业人士和学习者提供全面、深入指导的权威指南。聚焦于CATIA V5软件在装配设计（Assembly Design）与实时渲染（Real-time Rendering）两大关键领域的强大功能，本书将带领读者超越基础操作，迈向精湛的专业技能，显著提升设计效率与产品视觉表现力。 第一部分：装配设计的深层逻辑与策略 在本部分，我们将系统性地剖析CATIA V5装配设计模块的核心理念与工作流程。这不仅仅是关于“如何”操作，更是关于“为何”这样设计，以及在何种情境下采取何种策略能达到最优效果。 模块化设计思维与装配结构规划： 我们将从宏观角度出发，探讨如何将复杂的产品分解为易于管理和维护的组件，并以此为基础构建 robust 的装配结构。这包括： 自顶向下（Top-Down）与自底向上（Bottom-Up）方法的融合应用： 详细阐述两种主流设计思路的优劣势，并通过丰富的实例演示如何在实际项目中灵活切换与组合，以适应不同的产品开发阶段与需求。例如，在概念设计阶段，自顶向下方法能快速确立整体框架和关键接口；而在细化设计阶段，自底向上方法则有利于组件的独立开发与验证。 零部件的组织与层级管理： 深入讲解如何利用零件集（Part Containers）、产品结构（Product Structure）、以及各种文件夹和标签来清晰地组织装配关系，确保复杂总成的可读性与可维护性。我们将展示如何通过合理的命名规则和层级结构，让任何一名团队成员都能快速理解产品的构成。 约束（Constraints）的本质与高级应用： 褪去对基础约束（如Coincidence, Distance, Angle）的简单罗列，本书将深入探讨约束的逻辑关系、传递性以及潜在的冲突分析。我们将重点讲解： 智能约束（Intelligent Constraints）与灵活度： 掌握如何利用“Fix”约束锚定关键组件，“Overlap”约束实现零件间的重叠配合，以及“Symmetry”约束快速生成对称结构。 高级约束的应用场景： 深入分析“Limit Distance”和“Limit Angle”在限制零件运动范围、模拟物理限制方面的作用；“Profile Alignment”在创建复杂曲面配合中的高效性；以及“On Line”和“On Surface”约束在实现精确接触与定位时的妙用。 约束的优化与审查： 提供一套系统性的约束审查方法，包括识别僵硬约束（Rigid Constraints）、松弛约束（Loose Constraints）和冗余约束（Redundant Constraints），以及如何通过参数化修改和约束逻辑重组来优化装配的稳定性与灵活性。 爆炸图（Exploded View）的艺术与规范： 不仅是简单的零件分离，本书将指导读者如何创建清晰、富有信息量的爆炸图，用于产品手册、装配指导、故障排除等场景。我们将探讨： 手动与自动爆炸算法： 掌握如何精确控制爆炸路径、距离和旋转，以及利用工具进行智能化的爆炸生成。 信息标注与可视化： 如何在爆炸图上添加必要的尺寸、序号、文字说明，使其成为一个强大的沟通工具。 运动仿真（Motion Simulation）与干涉检查（Interference Check）的联动： 装配设计并非静态的几何堆叠，而是动态功能的实现。本书将详述如何利用CATIA V5的运动仿真功能来验证装配体的运动学逻辑，并与干涉检查紧密结合。 运动学约束（Kinematic Constraints）的构建： 学习如何利用“Revolute Joint”、“Prismatic Joint”、“Planar Joint”等关节约束来定义零件之间的相对运动，并驱动仿真。 关键运动轨迹与姿态分析： 通过运动仿真，可以预判零件在运动过程中的轨迹，发现潜在的碰撞风险，并优化机构设计。 高级干涉分析： 不仅是简单的“碰撞”判断，我们将深入探讨： 多种干涉模式： 例如，在运动过程中出现的瞬时干涉，与装配体整体的体积干涉。 干涉的量化与报告： 如何获取干涉的体积、接触点信息，并生成详细的干涉报告，为优化设计提供数据支持。 避免干涉的设计策略： 通过调整零件形状、添加倒角、圆角，或修改装配约束来解决干涉问题。 配置管理（Configuration Management）与变型设计（Variant Design）： 现代产品往往存在多种配置和变型，有效管理这些差异至关重要。 产品结构配置（Product Structure Configurations）： 学习如何利用CATIA V5的配置功能，管理同一总成下的不同组件组合，实现快速切换与重用。 零件变体（Part Variants）与配置表（Configuration Tables）： 掌握如何创建和管理同一零件的不同尺寸、材质或功能的变体，并通过配置表来驱动整个装配体的自动更新。 参数化设计与配置联动： 深入理解参数化设计如何与配置管理相结合，实现高度智能化的设计流程，例如，更改一个主参数，整个装配体的所有相关零件和配置都自动更新。 大型装配体（Large Assembly）的优化技术： 面对日益庞大和复杂的装配体，效率是关键。 简化表示（Simplified Representations）： 学习如何创建和使用不同的简化表示，例如“Lightweight”模式、“Visibilty”模式，以减少模型加载时间，提升操作响应速度。 产品结构工具（Product Structure Tools）的巧用： 掌握如何利用“Instantiate”和“Copy/Paste Special”等命令高效地复制和引用零件，避免数据冗余。 性能优化建议： 提供一系列行之有效的性能优化技巧，包括合理使用限制几何体（Limiting Geometry）、智能地选择显示模式、以及定期清理模型等。 第二部分：实时渲染的艺术与技术 本部分将带领读者进入CATIA V5中逼真的三维可视化世界，学习如何将静态的设计模型转化为引人注目的视觉资产，用于营销、沟通和决策。 场景构建与材质（Materials）的精细化应用： 材质库的深度探索： 不仅仅是选择预设材质，我们将深入了解CATIA V5内置材质库的构成，以及如何通过调整参数（如颜色、粗糙度、高光、透明度、折射率等）来模拟真实世界的各种材料，包括金属（拉丝、抛光、阳极氧化）、塑料（高光、哑光、纹理）、木材、玻璃、织物等。 自定义材质的创建与管理： 学习如何导入自定义的纹理贴图（如法线贴图、凹凸贴图、高光贴图），并将其应用到模型表面，以实现更精细的表面细节表现。我们将展示如何创建可重复使用的自定义材质库。 真实感材质的科学原理： 简要介绍PBR（Physically Based Rendering）材质模型，以及CATIA V5如何模拟这些物理属性，从而获得更逼真的渲染效果。 光照（Lighting）的策略与艺术： 光照是决定渲染真实感与氛围的关键。 环境光（Environment Lighting）与HDR贴图： 深入理解全景HDR（High Dynamic Range）图像在模拟真实世界环境光照方面的强大能力，学习如何导入、调整和应用HDR贴图，以及如何利用其反射和全局光照效果。 点光源（Point Lights）、聚光灯（Spotlights）、平行光（Directional Lights）等基础光源的应用： 掌握不同类型光源的特性，以及如何在场景中合理布置，以突出产品特征、营造氛围。 光照的艺术化运用： 学习如何通过光照来强调产品的轮廓、纹理和材质质感，以及如何利用阴影的柔和度、颜色和方向来增强画面的深度感和真实感。 全局光照（Global Illumination）与焦散（Caustics）： 探讨CATIA V5中全局光照的实现原理，以及如何通过它来模拟光线在场景中的多次反射和散射，产生更柔和、更自然的阴影和间接光。若应用环境允许，还将介绍焦散效果的生成。 相机（Camera）的设置与构图： 视角和构图直接影响信息的传达和视觉的吸引力。 相机参数的精细调整： 学习如何设置焦距（Focal Length）、景深（Depth of Field）、运动模糊（Motion Blur）等参数，以模拟人眼观察效果，并突出产品的关键部分。 摄影构图原则在三维渲染中的应用： 借鉴摄影中的黄金分割、三分法、引导线等构图技巧，学习如何通过相机摆放和角度选择，创建富有冲击力和吸引力的画面。 多角度、多视角的展示策略： 如何围绕产品设计多个高质量的相机视图，以全方位展示产品的设计细节、功能特点和使用场景。 渲染（Rendering）引擎的设置与优化： 渲染模式的选择与理解： 区分CATIA V5中不同的渲染引擎或模式（例如，实时预览渲染与最终离线渲染），理解它们的优劣势和适用场景。 渲染质量与效率的平衡： 学习如何根据项目需求，在渲染质量（如采样率、抗锯齿）和渲染时间之间做出权衡，掌握有效的渲染设置策略。 后处理（Post-processing）技巧： 了解如何利用基本的图像编辑工具（甚至CATIA V5内置的简单后期功能）对渲染输出进行微调，如色彩校正、对比度调整、锐化等，进一步提升图像的视觉效果。 动画（Animation）与动态场景的初步探索： 结合装配运动进行渲染动画： 将第一部分学到的装配运动仿真结果，与实时渲染结合，生成展示产品动态过程的动画。 简单相机动画的制作： 学习如何创建简单的相机路径动画，使相机围绕产品移动，从不同角度进行展示。 本书特色： 实践导向，案例丰富： 全书紧密结合实际产品设计项目，通过大量真实案例贯穿始终，让读者在学习理论的同时，能够立即将知识应用于实践。 循序渐进，体系严谨： 从装配设计的基础概念到高级技巧，再到实时渲染的视觉呈现，构建完整的知识体系，适合不同层次的学习者。 图文并茂，操作直观： 配备大量的截图和图示，清晰地展示每一步操作，即使是初学者也能轻松跟随。 深入理解，而非浅尝辄止： 强调对设计理念和技术原理的深入剖析，帮助读者建立扎实的基础，培养独立解决问题的能力。 面向未来，赋能创新： 引导读者掌握CATIA V5的强大功能，为应对日益复杂和竞争激烈的市场需求，提升产品设计与开发的创新能力打下坚实基础。 无论您是希望系统提升CATIA V5装配设计能力的工程师，还是渴望为产品注入生命力的设计新人，亦或是追求更高效、更逼真视觉呈现的专业人士，《精通CATIA V5：从基础到精湛的装配策略与视觉呈现》都将是您不可或缺的得力助手。
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上篇 装配设计第1章 装配设计基础 1.1 进入装配工作台 1.2 工具栏概述 1.3 名词术语 1.4 设计方法第2章 装配文档的建立 2.1 创建装配文档 2.2 插入组件 2.2.1 插入零件 2.2.2 插入新产品 2.2.3 插入现有组件 2.2.4 零件库 2.2.5 定位插入现有组件 2.3 线性阵列 2.4 从产品生成 CATPart 2.5 查看装配物理属性 2.6 零件编辑 2.7 装配工具 2.7.1 产品管理 2.7.2 发布图素 2.7.3 加载标准件 2.7.4 调整参数化标准件 2.8 装配中增强性能改进的模式 2.9 装配更新第3章 装配组件移动和约束 3.1 组件移动 3.1.1 移动旋转工具 3.1.2 操作零件 3.1.3 捕捉 3.1.4 精确移动 3.1.5 装配爆炸 3.1.6 干涉检查 3.2 装配约束 3.2.1 相合约束 3.2.2 接触约束 3.2.3 距离约束 3.2.4 角度约束 3.2.5 固定组件 3.2.6 固定多个组件 3.2.7 快速约束 3.2.8 变换约束 3.2.9 重用零件阵列 3.2.10 柔性移动子装配 3.2.11 激活/解除激活约束 3.2.12 指定组件约束选择 3.2.13 约束编辑 3.2.14 约束更新 3.2.15 约束属性 3.2.16 设置约束的创建模式 3.2.17 过约束 3.2.18 超链接约束 3.2.19 重排列约束 3.2.20 更新约束 3.3 利用过滤器选择第4章 装配分析 4.1 装配分析 4.1.1 干涉和间隙计算 4.1.2 约束分析 4.1.3 从属分析 4.1.4 更新分析 4.1.5 自由度分析 4.2 干涉检测与分析 4.2.1 干涉检测 4.2.2 干涉结果分析 4.2.3 输出干涉结果 4.3 切片观测 4.3.1 关于切片 4.3.2 创建剖切面 4.3.3 创建三维剖切视图 4.3.4 剖切平面的直接移动 4.3.5 利用几何对象定位剖切面 4.3.6 利用位置尺寸编辑工具定位剖切面 4.3.7 剖切视图窗口 4.4 最小距离检测 4.5 注解 4.5.1 焊接特征 4.5.2 文字标注 4.5.3 链接标记第5章 装配文档的编辑与修改 5.1 装配编辑 5.1.1 零件更换 5.1.2 替换显示并重新连接 5.1.3 约束重新连接 5.2 装配特征 5.2.1 装配特征基础 5.2.2 装配切割 5.2.3 装配孔特征 5.2.4 应用孔系列 5.2.5 装配除料 5.2.6 装配布尔除料 5.2.7 装配布尔增料 5.3 装配对称 5.3.1 镜像操作 5.3.2 镜像操作编辑 5.3.3 组件旋转 5.3.4 柔性子装配 5.4 重用零件阵列样式 5.5 零件和装配模板 5.5.1 模板设计窗口介绍 5.5.2 创建零件模板 5.5.3 应用零件模板 5.5.4 在智能模板上添加外延文件第6章 场景 6.1 创建新的场景 6.2 从已有的场景中生成新的场景 6.3 利用场景浏览器观察增强场景 6.4 生成爆炸图 6.5 保存视点 6.6 在装配环境和场景之间相互应用位置信息第7章 自定义设置 7.1 与装配设计工作台相关的选项 7.2 装配件设计 7.3 参数和测量 7.4 三维批注基础结构 7.5 产品结构 7.6 常规第8章 操作实例 8.1 进入装配设计工作台 8.2 固定一个零件 8.3 插入现有零件 8.4 添加约束 8.5 利用罗盘移动约束零件 8.6 添加一个新零件 8.7 在装配设计工作台中设计零件 8.8 编辑参数 8.9 替换零件 8.10 分析约束 8.11 修复已损坏的约束 8.12 干涉检测 8.13 编辑零件 8.14 显示BOM表 8.15 爆炸视图下篇 实时渲染第9章 图片工作室简介 9.1 图片工作室工作台简介 9.2 工作台设置 9.3 入门实例 9.3.1 工作流程 9.3.2 载入产品模型 9.3.3 快速渲染第10章 环境设置 10.1 创建环境 10.1.1 创建一个标准的环境 10.1.2 创建单面环境 10.2 配置环境 10.2.1 配置环境围墙 10.2.2 设置墙纸 10.2.3 生成反射图片 10.2.4 显示环境反射 10.3 读入环境 10.4 场景库第11章 光源管理 11.1 光源的创建与管理 11.1.1 创建区域光源 11.1.2 光源属性编辑 11.1.3 快捷菜单 11.1.4 光源命令工具栏 11.1.5 环境阴影 11.1.6 物体之间的阴影 11.2 光源高级设置 11.2.1 创建全局照明 11.2.2 创建焦距线 11.2.3 场景深度 11.2.4 高光 11.2.5 创建卡通渲染第12章 视角管理 12.1 创建视向 12.2 视向编辑 12.3 观测物体第13章 材质、纹理和贴图编辑13.1 材质 13.1.1 应用材质 13.1.2 材质光亮度 13.1.3 调整材质纹理 13.1.4 复制材质渲染属性 13.1.5 替换材质链接 13.1.6 查找材质 13.1.7 特殊粘贴 13.1.8 智能专家 13.1.9 反射高级设置 13.1.10 激活/解除材质反射设置 13.1.11 设置零件和产品优先权 13.1.12 汽车表面材质 13.2 材质库管理 13.2.1 打开材质库编辑工作台 13.2.2 创建新的材质库 13.2.3 材质分类 13.2.4 发送材质图片 13.2.5 应用纹理 13.3 贴图管理 13.3.1 创建贴图 13.3.2 编辑贴图图片第14章 动画管理 14.1 创建旋转台3 14.2 定义动画参数 14.3 预览渲染旋转台第15章 照片管理 15.1 镜头 15.1.1 创建镜头 15.1.2 设置参数 15.2 照片管理 15.2.1 图片生成 15.2.2 图片保存第16章 高级功能 16.1 场景定义 16.1.1 定义一个场景 16.1.2 模拟场景元素运动 16.2 场景调整 16.2.1 调整光源 16.2.2 材质调整 16.3 场景列表 16.4 与V4文件的交互作用第17章 手机渲染实例
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