初识园林计算机辅助设计(CAD)_园林计算机辅助设计
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初识园林计算机辅助设计（CAD）
作为一名园林专业大三学生，我竟然是第一次这么近距离的接触计算机辅助设计（CAD），真的有些汗颜，于是我就利用写论文的机会，让自己迅速充电，从原来的一无所知，到现在查阅相关的资料如拜读《ACM图灵奖：1966-2006(第三版)计算机发展史的缩影》中伊万萨瑟兰的故事和粗略阅览《现代图形学》感悟唐荣锡对计算机辅助设计（CAD）和图形学知识的精通等，我才知道计算机技术的不断提高与计算机图形学、计算机虚拟技术、计算机多媒体技术发展的深入密不可分。我才第一次全方位的了解园林计算机辅助设计（CAD）。
百度百科上对计算机辅助设计的定义是：计算机辅助设计(CAD-Computer Aided Design)指利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作，简称CAD。
它极大地满足了现代艺术设计对计算机辅助设计的需求，成为艺术设计领域教学研究的热点。与传统的艺术设计相比，在设计思路、设计方法、表现手段方面都发了根本性的变化，计算机可以帮助设计人员担负计算、信息存储和制图等项工作。在设计中通常要用计算机对不同方案进行大量的计算、分析和比较，以决定最优方案，CAD 能够很大程度上减轻设计人员的劳动，缩短设计周期和提高设计质量。
那么计算机辅助设计是起源于何时呢？
其实，自从有了原始的人类，我们人类在表达思想、传递信息时，最初采用图形，后来逐渐演化发展为具有抽象意义的文字。在信息交流中，图形表达方式比文字表达方式具有更多的优点。然而，图纸的绘制是一项极其繁琐的工作，不但要求正确、精确，而且随着环境、需求等外部条件的变化，设计方案也会随之变化。一项工程图的绘制通常是在历经数遍修改完善后才完成的。后来逐渐规范化，形成了一整套规则，具有一定的制图标准，从而使工程制图标准化。但由于项目的多样性、多变性，使得手工绘图周期长、效率低、重复劳动多，从而阻碍了建设的发展。
于是，人们想方设法地提高劳动效率，将工程技术人员从繁琐重复的体力劳动中解放出来，集中精力从事开创性的工作，梦想着何时能甩开图板，实现自动化画图。正因为如此，计算机辅助设计应运而生。
计算机辅助设计自从产生的那天开始，就一直在高速度跨越式的发展，让我们以年代为界来回归一下计算机辅助设计的发展史： 1943年底,英国人为了破译德国的密码系统建造了一台叫做“Colous”的电子计算机。与此同时在美国的康恩(Corn)有几个大学和研究所为了进行高速度的数值计算也在研制计算机。
1946年,具有真正意义的第一代计算机“ENIAC”诞生了。
1952年,麻省理工学院(MIT)的伺服机构实验室完成了数控铣床的研究,首先将计算机用于机械制造。
1962年,D.T.Ro和机械工程系的S.A.Coons合作,开始在机械设计方面探索计算机辅助的可能。
20世纪70年代,出现了将硬件与软件配套交付用户使用的“交钥匙系统”(Turn-Key System)。
80年代初期,随着计算机制造技术的发展,所有配套的软硬件都可以集成到一台工作站上。
进入90年代以来,随着个人计算机(PC)的飞速发展,其性能迅速赶上了10年前高档工作站的性能。
计算机辅助设计的现状与发展计算机技术为机械工业带来了革命性的变革,反过来计算机在机械工业中的应用也推动了计算机技术的迅速发展。新的设备、新的操作系统、新的软件、新的数据交换标准,正在迅速扩大计算机在工业中的应用范围,掀起一场新技术革命的浪潮,成为20世纪全球最杰出的工程技术成果。
那么在计算机辅助设计发展的这短短的半世纪中，有没有什么突出的代表人物呢？
通过读老是推荐的《ACM图灵奖：1966-2006(第三版)计算机发展史的缩影》，我认识了伊万•萨瑟兰，让我给你介绍一下我所认识和了解的伊万•萨瑟兰吧！1988年的图灵奖授予当时在Sun Microsystem公司任高级研究员、有“计算机图形学之父”誉称的伊万•萨瑟兰(1van Edward Sutherland)。
萨瑟兰在读博士时就依靠扎实的专业基础和勤奋的工作，耗时3年时间，开发出著名的Sketchpad系统，Sketchpad中的许多创意是革命性的，它的影响一直延续到今天，Sketchpad的成功奠定了萨瑟兰作为“计算机图形学之父”的基础，并为计算机仿真，飞行模拟器，CAD／CAM，电子游戏机等重要应用的发展打开了通路。
除了图灵奖以外，萨瑟兰还是美国工程院兹沃里金奖的第一位得主，这个奖是为纪念现代电视技术的奠基人、1919年移居美国的俄罗斯科学家V．K．Zworykin(1889—1982)而设立的。ACM除授予他图灵奖以外，1994年因Sketchpad授予他软件系统奖；ACM关于图形学的专门委员会SIGGRAPH则早在1983年为纪念计算机图形学的先驱考恩斯(S．A．Coons)而设立以他的名字命名的奖项时，就把第一个考恩斯奖授予了萨瑟兰。
说完了它的代表人物，我们来谈谈计算机辅助设计的主要技术，它包括交互技术、图形变换技术、曲面造型和实体造型技术等。在计算机辅助设计中，交互技术是必不可少的。
交互技术：在计算机辅助设计中，交互技术是必不可少的。采用交互式系统，人们可以边构思、边打样、边修改，随时可从图形终端屏幕上看到每一步操作的显示结果，非常直观。
图形变换：图形变换的主要功能是把用户坐标系和图形输出设备的坐标系联系起来；对图形作平移、旋转、缩放、透视变换 ；通过矩阵运算来实现图形变换。
实体造型：实体造型技术(Solid Modeling)是计算机视觉、计算机动画、计算机虚拟现实等领域中建立3D实体模型的关键技术。实体造型技术是指描述几何模型的形状和属性的信息并存于计算机内，由计算机生成具有真实感的可视的三维图形的技术。
AutoCAD之所以成为一个功能齐全、应用广泛的通用图形软件包。首先它是一个可视化的绘图软件，许多命令和操作可以通过菜单选项和工具按钮等多种方式实现。其次它不仅在二维绘图处理更加成熟，三维功能也更加完善，可方便地进行建模和渲染。
另外，AutoCAD不但具有强大的绘图功能，更重要的是它的开放式体系结构，赢得广大用户的青睐。
作为一种高新的电子科技技术，CAD的发展趋势更为重要些，因为CAD技术涉及面广而复杂、技术变化快，新的理论、技术和方法的研究，从未停止过。到目前从总体上讲,CAD技术的发展趋势是参数化、智能化、集成化和标准化。
参数化：传统的CAD绘图软件都是用固定的尺寸值定义几何元素，要进行图面修改只有删除原有的线条后重画，而新产品的打样设计不可避免的要进行多次的修改，进行零件形状和尺寸的综合协调、优化，而且大多数设计工作都是在原有设计基础上的改进。参数化设计一般是指设计对象的结构形状比较定型，可以用一组参数来约定尺寸关系，设计结果的修改受尺寸驱动。
智能化：现有的计算机辅助设计系统智能化程度越来越高,原来繁琐的操作逐渐由计算机智能化地进行处理。在图形的绘制方面,很多系统增加了智能导引的机制。系统始终猜测用户的设计意图,并根据当时的设计环境提供不同的人机交互工具,使用户感觉非常顺手。要真正使产品的质量好、成本低、市场竞争能力强,就需要采用最好的设计、最好的加工和最好的管理,就需要总结国内外相关产品的设计制造经验和教训,把成功的设计制造经验做成智能设计、智能制造系统去指导新产品的设计制造,才能使企业的产品具有创造性。
集成化：借助计算机，把企业中与制造有关的各种技术系统地集成起来，进而提高企业适应市场竞争的能力。这个强调了两个方面:一方面是企业的各个生产环节不可分割，需要统一安排组织；另一方面是产品制造过程实质上是信息采集、传递、加工处理的过程。
标准化：随着CAD技术的不断发展和日益成熟以及各行业CAD应用的不断深入，CAD标准化工作越来越显示出了它的重要性。
CAD标准化工作作为高新技术标准化的一部分，在CAD技术工作中占有很重要的位置，国家科委工业司和国家技术监督局标准司于“八五”期间共同发布了《CAD通用技术规范》，规定了我国CAD技术各方面的标准，而其中CAD数据交换问题是CAD广泛应用后各行业所面临的重要问题。
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