CAD（计算机辅助设计）介绍

计算机辅助设计（CAD）概述与现状

随着计算机技术及其应用的迅速繁荣，领域包括计算机辅助工程（CAE）、计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）与计算机辅助工艺规划或设计（CAPP）等新科技出现了飞速崛起的趋势，尤其在电子、造船、航空、航天、机械、建筑、汽车等行业中应用广泛，成为强大的生产潜力工具，展现出诱人的前景，并已取得显著的经济效益。对此领域的深入探究，后续还会有针对更细致技术的单独介绍。

1. CAD概论




计算机辅助设计（CAD）是以有图形功能的交互计算机系统为基础，利用计算机及其相关设备帮助设计人员执行设计任务的现代化技术。核心组件包括交互技术、图形变换技术、曲面造型与实体造型技术等。交互式CAD系统设计体现在用户能与计算机系统进行实时信息交换，在设计过程中满足了交互需求。

在图形变换技术中，主要目的之一是架起用户坐标系与图形输出设备坐标系之间的桥梁，通过平移、旋转、缩放、透视变换等方式实现图形的动态调整，借助矩阵运算轻松完成图形变换。

计算机设计自动化，即计算机自身的CAD应用，旨在实现设计和研制过程的自动化或半自动化，力图提升设计效率与质量。CAD系统的基本功能丰富多样，涵盖绘图及辅助操作，如实体绘制、关键点编辑、对象捕捉、标注、鸟瞰显示控制等，使得用户绘图过程更加便捷。

软件应用领域：

工程制图：广泛应用于建筑工程、装饰设计、环境艺术设计、水电工程、土木施工、精密零件、模具设计、电子电路设计、服装制版等多个领域。

系统组成：通常CAD系统以具备图形功能的交互计算机为基础，配套设备包涵计算机主机、图形显示终端、图形输入板、绘图仪、扫描仪、打印机、磁带机等硬件与相关软件。

2. CAD发展历程

CAD技术的演进始于20世纪60年代，最初仅局限在美国的通用汽车和波音公司的Inter isActive绘图系统中应用。上世纪70年代，随着小型计算机成本的下降，交互式绘图系统在工业界广泛推广。到了80年代，个人计算机的普及加速了CAD技术的迅猛发展，出现了专门研究、开发CAD系统的公司，Autodesk（美国电脑软件公司）的兴起就是一个代表性例子。当时只能提供基础功能的产品依靠免费拷贝、开放性设计最大限度地扩大了市场应用。

3. 主流CAD软件

主流CAD软件种类繁多，涵盖了远至纺织工业、航空航天、电子、机械、汽车等多个行业，实现领域间的互联与创新。主流软件包括Autodesk Inventor、SolidWorks、Catia、中望3D、Pro/E、AutoCAD、UG NX、SolidEdge、Onespace等。