三维制图范文精选

摘要：该文首先介绍了传统地图的三维符号表示方法，在此基础上，对数字三维地图的特点和符号构成元素进行了阐述，最后，介绍了当前数字制图中常用的细节层次模型（LOD）。

关键词：三维地图；数字地图；细节层次模型

中图分类号：TP391文献标识码：A文章编号：1009-3044(2008)34-1798-02

Research on Three-Dimensional Map of Digital Map

DU Wei

(Shengli Oilfield Geological Institute of Science and Technology, Dongying 207015, China)

Abstract: This article first introduced the traditional three-dimensional map symbolic representation method, in this foundation, has carried on the elaboration to the digital three-dimensional map characteristic and the mark constitution element, finally, introduced in the current digital charting commonly used detail level model (LOD).

Key words: three-dimensional map; digital map; LOD

工程制图作为一项重要的基础课程，对于学生的发展和就业能力具有重要的影响。工程制图在工业生产中得到了广泛的应用，它对产品结构、产品性能等具有比较大的影响，因此应当重视工程制图教学工作。在传统的工程制图教学中，过于重视二维内容的讲解，对于三维模型教学则不够重视。在新时期下三维模型逐渐得到了社会的重视，特别是一些软件技术的进步，三维模型结构对于产品分析、制造等具有重要的帮助，能够直接应用到生产过程中，在这种情况下应当重视对三维制图软件应用的研究，适当增加三维制图教学内容。

一、三维教学模式简介

（一）三维教学的特点

对于工程制图教学来说，其中一些教学内容涉及到立体空间的概念，对于学生的空间想象能力要求比较高，但是对大部分学生来说由于缺少必要的工程实践，导致教学效率不高。通过借助三维制图软件，能够帮助学生建立空间概念，能够为学生提供比较多的操作空间，使学生更好地理解工程制图的教学内容。在传统的工程制图中常常利用二维教学的模式，利用二维投影来展现三维思想，二维教学对学生的要求比较高，而且在图形的表达上具有一定的局限性，其表达过程不够直观，对于模型信息的描述也不够完整。在传统的工业设计中通过进行三维构思，然后借助二维图形进行表达，在读图时又需要还原为三维模型，然后才能进行三维制造。这种传统的设计模式已经难以满足现代工业发展的要求，通过三维设计，能够将原来的三维构思直接用三维模型表达出来，然后进行三维分析，最终形成三维CAE等［1］。由此可以看到，三维设计的过程更加符合人们的设计要求和思维方式，能够充分地提高模型的设计效率，由此需要重视三维设计在工程制图教学中的应用。通过借助三维制图软件，从三维空间的角度来构建模型结构，建立数字化的教学模式。同时三维模型和二维图之间也存在密切的联系，具有一定的交互性，有利于学生知识的迁移。

（二）三维制图的特点

图样作为工程研究和制造中的重要语言，在工业生产中具有重要的作用。传统的图样是二维平面图形，随着信息技术的快速发展，传统的制造业发生了重要的变化，一系列三维软件等得到了广泛的应用。三维制图模型能够直接应用于工业生产，从而改变了图样原本的概念和应用范围，三维模型设计成为了制造业发展的趋势和方向。三维制图经历了一系列造型变化过程，能够适应现代工程制图教学的需要。在传统的二维制图工程中，常常利用线面造型来表达物体的形态。随着制图软件集成化的发展，逐渐形成了面向设计和制造的造型方法，利用参数模型来修改几何模型，最终形成所需要的几何模型。现代三维制图软件技术在参数化技术的基础上，进一步地发展和完善，不仅能够满足事物模型的结构需要，同时还能够包含模型的材料、工程分析等方面的信息，能够将模型的设计、制造以及力学分析等有效结合在一起，使事物的空间表达更加完善和具体，为工业生产制造等带来便利。

（三）三维制图的优点

三维制图教学能够加强和工业生产的联系，缩小传统教学内容和社会之间存在的间隙，对于学生就业等具有重要的帮助。在设计的过程中学生能够将自己思考的结果和创意，直接利用三维制图软件来生成相关的模型，而且能够根据需要进行全面的修改。目前三维制图软件已经发展比较成熟，大部分三维制图软件能够实现特征参数化，在制图的过程中能够加入尺寸和几何约束，对于设计新的产品和修改图样具有非常大的便利。三维制图模型在向二维图转化时非常准确，不容易出现投影等错误。三维制图软件应用了统一的数据库，所以当某个模型数据需要修改时，其它相关联的产品模型参数也会随之变动，这种方式为模型修改提供了便利，减少了设计工作量。现代三维制图软件能够和其它软件配合，实现模型的虚拟装配和检查等，提高了设计的效率［2］。同时还能够实现对模型的结构分析和物理量的计算，其结果能够直接应用到工业生产中。相对于二维模型，三维模型相对容易理解，读图比较方便，能够吸引学生的学习兴趣，有利于工程制图教学的开展。

摘要：在计算机支撑的产品信息可视化背景下，使得按照机械产品的设计和创新规律，以三维实体造型功能为平台，实现三维真实感建模表达设计、制造一体化过程成为可能，并给机械制图教学提出了新的课题。

关键词：三维CAD 二维绘图 机械制图

机械制图是用图样确切表示机械的结构形状、尺寸大小、工作原理和技术要求的学科。图样由图形、符号、文字和数字等组成，是表达设计意图和制造要求以及交流经验的技术文件，常被称为工程界的语言。其优点是工程信息全面，其缺点是其表达以二维图形为主.最多附以具有三维视觉效果的二维图，使学习和使用者对工程图的理解有一定的困难。不可否认，在相当长的历史时期，它在工业生产中发挥了巨大的作用。然而，随着近些年计算机辅助设计软件三维功能和产品信息可视化技术的不断增强和扩充，使得在工程各领域直接用三维造型描述物体的结构和形状、进行创新设计成为可能。由于用三维实体描述工程对象的方式更符合人类的认知过程，因而较二维投影图更具优越性。如果从三维建模入手进行结构设计，其设计中利用计算机三维建模系统所提供的各种工具造出设计所融入机械制图的教学中，无疑将大大降低机械制图的学习难度，能尽快地把学生引进门。虽然制图教材中也适应技术发展的需要。在课程教学内容中添加了CAD术相关内容，但大多数都以二维CAD技术的形式出现，其出发点还与基于二维视图的教学模式相同，只是用计算机代替了学生的绘图笔，使用者必须对二维绘图的方法有较全面的理解和应用水平？，对学生工程模型的构建能力的培养并没有太大的作用。

一、机械制图教学体系的发展方向

目前一些企业已经将三维设计为主导的现代的产品设计和制造信息的描述应用于机械产品的设计与生产过程中，然而在教学中依然采用以“画法几何+机械制图+计算机绘图”为主线的教学内容和模式，明显地落后于设计部门和企业的产品设计对学生专业素质的要求。改革机械制图的课程体系和培养模式，是目前丞待解决的问题。机械制图课程的要从根本上转变以二维投影图为主线的教学体系，重新构建以三维表达为主、二维工程图为辅的现代工程图学教学内容新格局。

二、面向产品信息的计算机描述规划教学内容

机械产品或工程对象的描述是传统内容与新体系的共同出发点。课程改革应围绕产品的信息化描述为核心，引入三维CAD设计方法组织教学内容，将产品信息化描述的理论、方法、技术结合起来，故课程内容的选择原应本着：①以形体的计算机描述展开教学，在保证绘制和阅读机械图样基本内容的同时，注重创新设计能力的培养；②引入特征造型和参数化造型技术，强调与产品设计的联系与统一；③强调用三维建模思想分析问题解决问题，强调轴测投影和透视投影；④通过三维构型分析突出形象思维能力和形状的创新设计能力；⑤通过工程结构和标准培养学生工程素质和工程实践能力。

三、以机械产品三维表达为主导的教学实践

1三维模型库的教学优势及存在的问题

三维模型库或称为3D虚拟模型库具有经济性、灵活性、直观性、可复制性等优点［3］。其在《工程制图》中的教学优势体现在：（1）替代并扩充传统的实物模型。它不仅可以完全取代传统的实物模型，消除实物模型携带不便的缺点，还可以根据教学内容的更新，及时扩充新的三维教学模型，克服传统教学模型数量有限、不能修改等缺点。（2）是教与学的辅助工具，师生互动的载体。不仅能在课堂上将教学内容生动形象地表现出来，更有益于教师对知识的讲授及学生的理解，以及师生的互动和讨论；三维模型库可作为一种载体将教学从课堂延伸到课后，以辅助学生完成课后练习，提高学生学习兴趣及学习效率。另外，三维模型库还有丰富实践性教学素材库等诸多优势，然而目前大多数应用于教学中的三维模型库还客观存在以下几个问题：（1）不完全开放，修改及更新能力差。目前绝大多数虚拟三维模型库一般是不能随意修改、扩充或删减的，这就大大地降低了这类三维模型库的利用率。（2）基于单一三维CAD软件，通用性差。为满足教学的需要，针对教师熟练掌握的某种三维CAD软件，如UG、Pro／E、SolidWorks、CATIA、SolidEdge等，纷纷建立了相应的虚拟三维模型库，在制图教学上也起到了提高教学效果的作用。但这类三维模型库最大的缺点是基于某一种CAD软件的，对不能熟练掌握该软件的教师来说大大提高了其应用难度［4］；另一方面，学生在使用这些三维模型时需要安装专业化的软件，而对于还未接触三维CAD软件的学生来说也是非常有难度的，这就大大降低了学生学习这类三维模型库的积极性。（3）非网络化，共享性差。三维模型库大多在单机环境下运行，其共享广度和方便程度是非常有限的。虽然也可将三维模型库载入网络共学生浏览，但这仍旧只是单一的传授模式，在信息技术高度发展和应用的今天，还缺乏一个教师实时与之教学及课后辅导内容高度一致的三维模型的通道，缺乏一个师生间实时互动与交流、三维模型资源高度共享的公共网络平台。综上所述，建立一种基于Web及异构三维CAD软件的三维模型资源共享平台是很有必要的，通过网络，不仅能提供大量的模型资源，整合教育资源，而且还为师生交流提供了一个互动平台，支持远程教育、网络化教学。

2Web三维模型共享平台的设计与实现

2．1总体架构设计

为克服目前模型库在工程制图教学中存在的缺点，Web三维模型共享平台采用了B／S模式，其总体架构如图1所示。系统大体设置了5个层次：用户界面层、业务逻辑／功能层、数据层、应用程序服务层和接口层。（1）用户界面层：用户界面为终端用户（教师和学生）提供对系统访问的工具。教师和学生只需通过Web浏览器，并安装一个简单的支持Web3D的三维模型可视化插件（如BSContactVRML）即可在线浏览平台中的各类三维模型，而无需安装专业化的软件。（2）业务逻辑／功能层：业务处理层是系统的核心，负责处理三维模型共享平台的核心功能，包括：三维模型的在线预览、在线参数化驱动设计、三维模型与知识交流、三维模型快速建库与扩展工具等。（3）数据层：数据库是三维模型共享平台的支撑，而三维模型资源库是最重要的数据来源。依据其来源不同分为基础模型库、扩展模型库和用户模型库等。（4）应用程序服务与接口层：该系统是基于异构三维CAD软件系统的，包括UGNX、Pro／E、SolidEdge、SolidWorks、CATIA等，它们通过接口予以连接，并以服务的形式来满足属于不同CAD软件用户的教师需求。

2．2面向工程制图教学的基础模型库建设与扩展

针对不同教师、教学对象及教学内容的多样性和复杂性特点，并为满足现代工程制图教学的要求，将共享平台中三维模型资源库分为3类：基础模型库、扩展模型库和用户模型库。三维模型资源库结构如图2所示。扩展模型库是教师根据自身教学、所教班级学生及不同专业的特点和要求，利用平台提供的快速建库和扩展工具，按需求对基础库进行的适时扩展和调整。用户模型库则是平台各用户为实现互动交流而实时上传至平台中的丰富的三维模型资源，这也是对三维模型资源库的一种有效扩充。学生在校园网上打开浏览器即可从各角度观察和控制三维模型，并针对模型进行评论和交流，能有效地提高学生主动学习的积极性，并能实现模型资源高度共享，扩展学生的知识面，进而达到提高教学质量的目的。

3在工程制图教学中的应用实践

根据专业特点,构建制图类课程新体系

在专业人才培养方案修订中,结合工科专业特点完成从二维平面绘图到三维设计的制图类课程体系的构建,并且围绕这些制图类课程结合我校08版方案制定或修订课程的教学大纲,进行各门制图类课程的教学体系与内容的实质性改革。结合我校08版修订的机械类专业人才培养方案,以二维为基础,二维与三维造型设计并重,构建制图类课程体系。在新的课程体系中,我校机械设计及其自动化专业设置了工程制图、计算机绘图和三维工程应用软件Pro／E三门课程。农业机械化、机电工程和其他近机类以及非机类专业设置完成了工程制图和计算机绘图,三维工程应用软件课选修(Catia、KMCAD、CAXA等)三门制图类课程的设置。木材工程、包装工程和工业设计专业设置完成了工程制图和计算机绘图,三维造型应用软件3DMax三门制图类课程的设置。在完成制图类课程设置后,基于三维设计为主线修订制图类课程的教学大纲,在各学期开出的制图类课程中逐渐渗透三维设计的思想,通过课堂讲授和加强实践环节,实现三维设计思想的整体贯穿。同时,面对现代工程实际中二维与三维设计并存的问题,通过制图类课程在突出、强化三维设计的同时,根据不同制图课程的特点,实现二维绘图与三维设计的有机结合。

以二维为基础,以三维设计为重点,开展制图类课程的改革

以二维为基础,以三维设计为重点,全面开展基于三维设计的制图类课程建设工作,以突出三维设计为特色,使二维到三维具有系统性和连续性。工程制图课程主要是研究绘制和阅读图样的原理和方法,基于正投影理论将空间的物体首先转化成二维的正投影图,即做出物体二维工程图样,用以表达物体的结构特征、零件的结构形状、部件与机器的工作原理和技术要求等。传统的工程制图的教学内容,主要讲解点、线、面、体、组合体的二维投影图与各种二维的表达方法。然而,设计者在脑海的设计构思都是三维的,制造的结果也是三维的实物,在“设计构思”和“产品实物”两者之间传递的信息却是二维图形,这种形式在传统手工绘制图样的年代是很有用的,避免了绘制复杂的立体效果图。随着计算机的普及应用,以及现代的设计方法和加工方法的普及,开展从二维到三维设计的工程制图类课程的改革,是制图类教学亟待解决的一个问题。基于上述现状,我校对工程制图的教学内容进行了初步的改革,从教材的体系到教学内容都体现了三维的设计思想,在讲授点、线、面等基础内容时,主要是二维的投影理论。在讲授基本体,简单体等相关内容时,增加了拉伸体和旋转体两种重要的三维造型方法。从三维实体出发,利用三维软件的特征造型功能讲授基本体各基本要素的组成与投影。这部分内容只要求学生理解正投影的概念,建立二维投影图是对三维实体的一种正投影表达方式,为学生将来阅读和绘制二维投影图做好知识的准备。截交线与相贯线的内容在讲课时结合三维实体的布尔运算进行讲解,这样不但符合三维切割体或者是相贯体的实际成型过程,也向学生传授了布尔运算的三维造型方法。组合体部分的内容结合立体的拉伸、旋转、放样、布尔运算等三维成型方法为进行讲解,讲授二维投影图的同时灌输三维思想。机件的表达方法章节重点以三维的零件、部件为研究对象,研究如何合理应用各种表达方法零件、部件的结构和尺寸,这一章着重培养学生的分析和应用力,在讲授清楚各种表达方法的特点和应用场合后,演示三维软件自动生成机件的各种视图和剖视图等二维图纸的功能,向学生灌输三维设计的设计思想。综上所述,从现代制造业的发展方向出发,面对现代工程实际中二维与三维设计并存的现实,开展二维计算机绘图教育,为学生学习三维设计和绘图奠定基础。基于三维设计的工程制图的课程的改革要突出三维设计的思想,所有内容的讲解尽可能从三维实体出发,充分利用三维绘图软件开展教学,改革和拓宽了工程制图的教学内容,为学生提供了更多的思维方法,灌输三维设计思想,根据制图课程的不同阶段引入相应的CAD三维建模内容,贯穿于制图课程教学活动的全过程,增强了学生的空间思维能力、三维形体与二维图形之间的相互关系的理解,强化了零部件在形状结构上、配合连结上的直观理解,从而激发学生的创新思维能力。

结语

基于三维造型软件进行二维到三维的制图类课程改革,符合快速发展的现代工业生产实际,突出三维设计的思想,构建了制图类课程新体系。全面开展工程制图、计算机绘图以及三维CAD等制图类课程的改革探索具有目的性、连续性和系统性,打破了传统的制图教学概念,提高制图类课程的整体教学水平。

作者：朱琳 谷芳 李群卓 寇小希 董金城 单位：西北农林科技大学机电学院

摘要：针对现代工业生产实际，以提高学生的工程设计能力和创新能力为目标，构建从二维到三维设计的制图类课程体系，突出三维设计思想，开展制图类课程教学体系和教学内容的改革。在制图课程的不同阶段引入相应的CAD 三维建模内容，增强了学生的空间思维能力、三维形体与二维图形之间的相互关系的理解，从而提高制图类课程的整体教学水平。

关键词：工程制图，三维设计，CAD，教学改革

中图分类号：G4 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2013）05（a）-0000-00

一、 国内外研究现状与存在问题分析

工程制图是工科学生必修的技术基础课，不仅是一门单纯传授知识的课程，还承担了对学生工程意识、空间思维方式和初步创新能力的启蒙和培养 [1-2]。作为一门重要的工科专业基础课程，制图类课程的教学内容并没有充分考虑后续课程的设计概念、功能分析、设计分析、三维建模与制造等内容。多数高校对于机械类专业的学生通常开设出三门左右的制图课程，如工程制图、计算机绘图、三维实体造型软件应用（Pro/E、SolidWorks、UG等）。经过多年的教学改革与实践，国内高校的制图类课程已经由传统的黑板、挂图和模型讲解为主的教学方式过渡到利用多媒体和网络资源开展教学的模式。

然而，这些制图类课程的改革大多仅仅停留在对传统教学手段形式上的改革，课程的改革也各自为政，没有系统性。近年来，国内机械行业正处在采用三维设计以及沿用传统二维设计方法的并存时期，而且这种局面还会持续一段时间[3]。因此，国内图学教育界提出“以三维为主，二维与三维并重”的教育理念，提倡设计从三维构型开始[4-5]，以适应不断发展的现代产品设计、制造和管理方法的要求，当前高校制图类课程体系和教学内容不能满足这种新的需求。

为了能更好地完成高等教育培养满足市场需求的、具有创新精神和实践能力的高级专门人才的任务，高校应该不断了解市场对图学教育发展的新要求，探索图学教育的趋势，将制图类课程与工程实践紧密结合，面向现代产品设计、加工和管理的新方法，开展制图类课程的改革，构建从二维到三维设计的制图类课程的新体系，完成各门制图类课程的教学内容的实质性改革。从工程制图开始向学生灌输三维设计思想，并且通过计算机绘图、三维CAD软件的教学一直延续下去，加强对学生的工程意识和创新能力的培养[6]。

二、 根据专业特点，构建制图类课程新体系

1三维地图应用课程教学改革与实践的主要内容

如何进行三维地图应用课程的教学成为当务之急，当前人才培养模式研究有四种基本思路：一是描述人才培养的重要环节，按照时间的先后次序予以提炼和研究，环节接点与流程衔接关系是研究的重点；二是描述学习过程中学生角色的变换，按照角色出现的先后次序予以提炼和研究，角色内涵分析及转换衔接关系与实现是研究的重点；三是描述学习方式的更迭，按照学习方式所承载的学习任务予以提炼和研究，学习任务及不同学习任务之间的建构关系是研究的重点；四是综合性的研究，即兼顾前面三种研究侧重点，统筹研究人才培养的全过程，也就是说既要关注人才培养的各环节及其演进关系，也要研究学生角色变换及不同角色的学习内容与学习方式等多种因素———这也是本文的思路。三维地图是今后测绘学科的主要发展方向所在，但是如何让同学们真正进入到这个角色所，真正明白如何绘制三维地图，这个一直是测绘学科的盲区，过分的强调理论知识，强调了测量的精准，但是忽略了最普通的生活中的应用，这才是测绘学科于国计民生的关键所在。当前的学科中，应该加强能力的锻炼，最简单最直接的方法就是项目教学法，这种方法不光适用于高职教学，同样也应该适用于本科教学，同学们需要从一个全新的高度去学习，而学习的最终目的不是照本宣科，而是锻炼出解决问题的能力，从传统的理论教学，到理实一体化教学的转变。将课程开发融入工程项目；建设行业企业技术标准融入课程内容；实习实训融入工程施工；技能名师融入师资队伍，不断深化“融入式”教学模式改革。以项目为纽带将学生实习实训、教师“双师”素质培养、社会服务紧密联系在一起，充分利用工程项目（学习纽带）、工程环境（学习环境）、企业文化（职业环境）、行业企业的人力资源（聘请教师）等实施人才培养。

2课程任务的建立

对于三维地图，首先要启发何为三维地图，他是数字地球的根本所在，如何实现它，而不是泛泛而谈，首先测绘学科的同学们有了数字测图的概念，我们现在进行数字测图，什么是数字测图，它是二维的，远远不能满足现在的需求，我们有了摄影测量，它有着比数字测图更快更多的画图能力，自动生成DEM，但是匹配完成后，发现房屋的和建筑物的立体还是无法生成，这里需要把栅格图像转换成矢量图像，如何实现现实与图像的统一，引入三维建模软件的适用，当建模软件成熟之后，我们要加入地理信息系统的概念，只有这样一个连续的学习，合适的引导，同学们才能深刻理解其意义，才能开动脑筋，去思考如何做得更好，如果仅仅是理论上的介绍，同学们不能理解，更加不可能创新思维。

（1）前期知识准备。

把需要制作的区域做一个规划，规划的主要内容是在二位制图软件中绘制出所需要区域的地块、地形、道路等相关信息，这些信息的制作一定要尽量精确，在制作过程中，最好可以参照相关的卫图来规划地块地形。这样做的目的是为了方便后期数据的整合工作，这一步也关系到整个三维地图是否跟现实接近的至关重要的一步。

（2）模型场景的制作。

就是根据采集来的相关信息照片制作出需要的场景模型，这也是三维地图的灵魂部分，可以在课堂上介绍大量的三维软件，然后同学们可以自行选择感兴趣的软件进行制作，最后把场景模型渲染成自己所需要的图片信息即可。

【摘要】随着科技的快速发展，三维CAD在制造业中的应用越来越广泛，其高效率的制图系统和传输方式使得在很多制造业企业中，三维CAD技术已经成了一大重要的技术突破点，因此在机械制图教学中三维CAD技术的应用就显得尤为重要，本文将就三维CAD技术在机械制图教学中的应用展开深入的探讨和分析。

【关键词】三维CAD技术；机械制图教学；应用

在机械制图中，三维CAD技术的应用可以保证图形能以更加立体的方式呈现出来，从而达到更加优良的图形效果，因此通过三维CAD技术，平面图形和立体图形的对应关系就一目了然，传统机械制图教学抽象难懂的问题就能迎刃而解，机械制图教学的效率和质量就会得到质的提升，因此，三维CAD技术在机械制图教学中的应用势在必得。

1.三维CAD技术对机械制图教学的影响

在传统的机械制图教学中总是以二维CAD为教学基础的，教师会首先让学生通过二维CAD绘制工件的三视图，然后再让学生通过平面图形对工件的立体形状进行想象，随后进行制图，但是在这个运用二维CAD制图中，因为其较低的动态性，导致若学生没有很强的抽象空间想象能力，工件的立体形象就无法被准确的绘制出来，学生的学习效率就会大打折扣，因此，从上述情况来看二维CAD在一定情况下会使得教师的教授和学生的接受无法产生对接，从而导致教与学产生极大的脱节。而三维CAD技术就可以突破这个问题，其动态性的绘图功能可以帮助学生在绘图过程中加强他们的空间思维能力。不仅如此，在教师在课堂上进行绘图演示的过程中，三维CAD技术也具有一定的优势，传统的二维CAD因为在空间上的限制，使得在教师演示的过程中无法将工件的立体感完全的展现出来，导致学生无法进行正确的空间想象，而三维CAD技术则可以将工件的实体造型以更完整的方式呈现给学生，另外，和二维CAD相比，三维CAD技术具有更加完整、水平更高的造型工具，因此，对于课堂上的各类测验练习，三维CAD技术都能更好的满足其需求，从而在根本上提升了机械制图教学的效率。

2.三维CAD技术在机械制图教学中的应用

2.1利用三维CAD技术组织教学内容和教学模式

三维CAD技术在机械制图教学中的应用可以极大的改变教学模式，在教学的具体内容中，教师可以先对三维CAD技术进行简单的介绍，让学生感受到三维CAD技术相较于二维CAD的优势，然后通过实体造型的引入来链接后续的知识点，通过这样的引导可以帮助学生以极其直观的方式对机械制图有一个整体的了解，从而对机械制图的方式和步骤都有一个清楚的认识，三维CAD技术在教学中的应用就能得到有效率的提升。

摘 要：进入到计算机数字化信息时代，传统的手绘制图被计算机三维制图所取代。目前计算机三维制图技术已经被应用到诸如工程的设计、动画的设计以及电脑图形的设计等领域当中。文章针对计算机三维制图设计进行探讨。

关键词：计算机；三维制图；设计

随着计算机应用技术的普及，各种绘图软件被研制开发出来，推动着制图技术快速发展。回顾制图的历史，传统的绘图方式是手工操作，进入到二十一世纪，计算机制图开始在各行各业得到普遍的应用，但是，起初是计算机的二维绘图技术。近些年来，计算机二维制图技术逐渐被取代，三维绘图技术配合手工绘图技术成为了制图首选方式。

1 计算机三维制图设计的意义

我国的一些企业中，在机械设计上，会应用一些更为先进的软件，诸如Solidworks、Pro/E、UG等来进行机械设计。使用计算机三维绘图技术，是将三维设计绘图软件与有关机械设备相互连接，当根据必要的参数进行三维建模之后，机械加工设备就能够按照设计要求将产品直接生产出来，在工序流程上简化了很多，而且从设计图纸到生产出来的产品都会达到最优的质量。可见计算机制图使机械设计趋向于更为完美，并推动企业不断地实现产品创新。但是，从计算机制图设计本身而言，其是作为一种辅助的技术手段加以利用的。对于企业的产品，通过CAD技术，可以对于产品的建模进行构思，根据产品的要求不断地调整和完善，省去了实用手绘制图而造成的重复劳动。所以，实用计算机三维技术进行制图，不仅是设计图纸，而且也是设计人员的一种思维表达。

2 计算机三维绘图设计中需要掌握的要点

在工程绘图中，计算机绘图经历了二维绘图和三维绘图两个阶段。现在对于三维制图设计已经达成了共识，主要是采用三维几何坐标进行建模，而二维绘图则是三维建模的基础，三维绘图技术是在二维绘图的基础之上扩展开来的。以AutoCAD软件绘图为例。

2.1 坐标系统

摘 要：工程制图教学中不断暴露出学生空间逻辑思维能力不强的问题，大多数学生的空间想象力都无法适应工程制图的学习要求，将三维CAD造型技术引入到工程制图教学中可以有效解决上述问题。三维CAD造型技术不仅可以作为一种创新教学理念发生作用，同时也可以利用现代化的教学技术帮助学生实现“平面――空间――平面”的思维转换，对提高学生在工程制图教学中的空间想象力与构型能力有着重要作用。本文就三维CAD辅助工程制图教学的具体实践进行讨论。

关键词：三维CAD造型；工程制图；构型能力；应用

一、三维CAD辅助教学方法

目前，制图教学过程中教师主要以几何体实物模型来为学生演示，或利用幻灯片等多媒体教学手段来帮助学生进行理解。对于学生来说，实物模型是非常形象化的教学模式，可以帮助学生不断加强对复杂截交、相贯问题空间概念的理解，但是在制图教学过程中受到实物模型教具的限制，教师无法在讲解某一知识点时通过大量的实物模型来帮助学生全面理解，所以教师在制图教学过程中亟须新的教学手段、教育技术来满足学生空间想象的要求。[1]CAD/CAM技术的快速发展使计算机绘图软件在工程领域的应用范围不断扩大，尤其是三维CAD技术，在具体应用中，其强大的三维建模造型功能，可以帮助教师在工程制图教学中快速实现立体实物的造型和变换，并且其视图的快速转变也可以满足工程制图教学的发展要求。CAD软件所具备的三维建模能力可以帮助教师将复杂的空间几何形体问题具体化地展现给学生，从而在制图教学中帮助教师培养出学生良好的空间想象力，同时也对丰富学生工程结构感性认知能力有着重要作用，对于教师来说三维CAD辅助工程制图教学可以取得良好的教学效果。[2]教师利用三维CAD辅助工程制图教学可以帮助学生提前接触三维CAD软件，并且可以让学生对CAD软件界面的具体操作有一个认识与了解，这也对进一步提高后续课程教学成效有着重要作用。

二、三维CAD辅助工程制图教学的优势

1.图形展示更清晰、灵活

在复杂的组合体教学过程中，教师可以通过三维CAD技术建造出直观的几何模型，再利用其三维图与二维图之间的转换工程，将二维图与三维模型的动态转换过程展现给学生。三维CAD软件还可以实现几何模型的主视图、俯视图以及左视图的视角转换，通过对立体图的旋转处理来使学生从任意角度进行观察，从而代替几何体实物模型演示教学方法。[3]对于学生来说，该种技术可以将抽象的空间想象问题进行具体化、直观化处理，进一步提高学生在工程制图教学中的感性认识。[4]三维CAD技术可以对复杂零件进行剖切、爆炸以及运动仿真处理，使学生对零件内部结构等进行直接的观察与分析，确保工程制图教学内容的清晰化，并进一步强化学生对知识点的理解。教学过程中，教师可以根据具体情况将学生所提的问题通过CAD软件展示在学生面前，并可根据下一环节教学的需求对三维模型进行修改，使教学模型可随教学需求灵活变动。

2.图形携带更便捷