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第1章 引论1

1.1 概述1

1.1.1 CAD的内涵1

1.1.2 CAD的目的和意义2

1.2 CAD的发展和应用领域2

1.2.1 CAD的发展历史2

1.2.2 CAD的应用领域3

1.3 CAD技术在土木工程中的应用4

1.3.2 设计阶段的应用5

1.3.1 规划阶段的应用5

1.3.3 施工阶段的应用6

1.3.4 维护管理阶段的应用6

1.4 CAD系统6

1.4.1 CAD系统的组成6

1.4.2 CAD硬件系统6

1.4.3 CAD软件系统12

1.4.4 土木工程CAD系统的选型15

第2章 CAD技术基础18

2.1 基本图形的生成18

2.1.1 常用的图形坐标系18

2.1.2 光栅图形19

2.1.3 图形元素及其属性21

2.1.4 直线图形21

2.1.5 曲线图形30

2.2 图形变换和显示38

2.2.1 图形几何变换38

2.2.2 窗口视图变换45

2.2.3 图形裁剪46

2.2.4 三维图形的投影变换50

2.3 三维几何造型原理53

2.3.1 三维形体的几何表示54

2.3.2 体素的集合运算56

2.3.3 消隐处理57

2.3.4 明暗效应61

2.4 人机交互技术63

2.4.1 逻辑交互设备与设备模拟63

2.4.2 交互技术64

2.4.3 交互输入方法68

2.4.4 交互式图形构造74

2.4.5 图形用户界面79

3.1.2 AutoCAD工作界面93

3.1.1 AutoCAD概述93

3.1.3 AutoCAD基本概念93

第3章 CAD应用基础93

3.1 工程绘图软件AutoCAD93

3.1.4 AutoCAD基本操作99

3.1.5 AutoCAD基本功能101

3.2 三维造型软件112

3.2.1 用AutoCAD进行立体造型和真实感表现112

3.2.2 用3DS MAX进行立体造型和真实感表现120

3.3 图像处理软件135

3.3.1 图像的色彩处理135

3.3.2 图像处理139

3.4.2 Revit Building工作界面146

3.4.3 Revit Building基本概念146

3.4 建筑设计软件Revit Building146

3.4.1 Revit Building概述146

3.4.4 Revit Building基本功能149

3.5 结构分析与计算软件152

3.5.1 PKPM软件154

3.5.2 TUS软件162

3.6 土木工程软件Civil 3D166

3.6.1 Civil 3D概述166

3.6.2 Civil 3D工作界面166

3.6.3 Civil 3D基本概念167

3.6.4 Civil 3D基本功能169

第4章 CAD应用实例179

4.1 绘制工程图纸179

4.1.1 作图要求179

4.1.2 作图步骤180

4.2 制作建筑效果图191

4.2.1 模型制作191

4.2.2 材质与贴图207

4.2.3 相机与灯光设置210

4.2.4 效果图的后期处理213

4.3 结构分析与设计217

4.3.1 用PKPM软件进行结构分析与设计217

4.3.2 用TUS软件进行结构分析与设计232

4.4 用Civil 3D进行土方工程设计255

4.4.1 数字地形模型创建与分析实例256

4.4.2 土方量计算实例262

4.4.3 放坡设计实例268

第5章 CAD数据交换标准277

5.1 中性文件的概念277

5.1.1 数据及数据交换277

5.1.2 中性文件格式278

5.2 国际图形标准283

5.2.1 概述283

5.2.2 图形标准简介283

5.2.3 DXF285

5.2.4 IGES289

5.2.5 STEP292

5.3 数据交换接口299

5.3.1 概述299

5.3.2 Windows系统提供的数据交换工具299

5.3.3 图形系统与高级语言的接口300

5.3.4 DBF格式数据库与高级语言的接口301

5.3.5 数据库与面向对象编程语言的接口302

6.1.2 VBA303

6.1.1 AutoLISP/Visual LISP303

6.1 AutoCAD的二次开发工具303

第6章 CAD应用开发技术303

6.1.3 ADS/ARX/ADSRX304

6.1.4 ObjectARX304

6.2 ObjectARX概述305

6.2.1 什么是ObjectARX305

6.2.2 ObjectARX的用途305

6.2.3 ObjectARX各版本的关系306

6.3 ObjectARX开发环境307

6.3.1 ObjectARX开发环境307

6.3.2 ObjectARX类库简介308

6.4.1 ObjectARX应用程序框架314

6.4 ObjectARX应用程序设计方法314

6.4.2 ObjectARX程序说明315

6.4.3 ObjectARX帮助316

6.4.4 编写firstARX应用程序316

6.5 ObjectARX应用程序的编译和链接320

6.5.1 配置Microsoft Visual Studio.NET320

6.5.2 编译和链接应用程序321

6.6 ObjectARX应用程序的加载与执行321

6.6.1 加载和运行321

6.6.2 卸载321

6.7 ObjectARX Wizard323

6.8.1 概述325

6.8 AutoCAD数据库325

6.8.2 应用实例328

6.9 人机交互334

6.9.1 基本用户交互334

6.9.2 选择集操作338

6.10 在ObjectARX中使用MFC344

6.10.1 创建ARX-MFC Project344

6.10.2 创建对话框类345

6.10.3 设计对话框346

6.10.4 添加对话框成员变量347

6.10.5 添加对话框成员函数348

6.10.6 添加ARX命令349

6.10.7 运行程序350

第7章 CAD应用系统的开发351

7.1 软件工程的基本概念与方法351

7.1.1 软件生命周期352

7.1.2 计划与评审353

7.1.3 编制软件文档353

7.1.4 软件开发过程模型354

7.1.5 软件开发方法356

7.1.6 计算机辅助软件工程360

7.2 可行性研究362

7.3.1 系统需求分析要求363

7.3 系统需求分析363

7.3.2 土木工程CAD的任务364

7.3.3 土木工程CAD的需求分析366

7.4 系统设计368

7.4.1 概要设计369

7.4.2 详细设计377

7.4.3 CAD系统中的人机配合382

7.4.4 CAD系统的用户界面设计383

7.4.5 数据库系统和文件系统389

7.4.6 数据结构390

7.5.1 程序设计语言的特性397

7.5 程序编码397

7.5.2 程序设计语言的选择398

7.5.3 程序设计风格399

7.6 系统测试401

7.6.1 软件测试的基本内容401

7.6.2 软件测试步骤402

7.6.3 测试用例的设计403

7.6.4 调试406

7.7 软件维护408

第8章 土木工程CAD的发展趋势409

8.1 科学计算可视化409

8.2 虚拟现实技术412

8.3 多媒体技术和网络技术417

8.4 人工智能技术420

8.5 激光扫描技术424

8.6 3S技术425

8.7 结束语427

附录A 可行性研究报告的编写大纲（参考件）428

附录B ISO软件工程模板之《概要设计说明书》434

附录C 软件详细设计说明书模板437

附录D 系统设计实例（某图形库管理系统）440

参考文献443