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出版者:

作者:Dygdon, John Thomas/ Novak, James E.

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:

价格:24

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isbn号码:9780078457494

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• 工程制图
• 技术绘图
• 机械制图
• 图学
• 绘图基础
• 制图规范
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好的，这是一份关于《空间几何与三维建模基础》的图书简介，内容详实，完全不涉及您提到的《Basic Technical Drawing》中的任何知识点。 --- 图书简介：《空间几何与三维建模基础》 导论：从二维想象到三维现实的桥梁 在当代工程、设计、制造乃至数字娱乐领域，对三维空间的精确理解与高效表达能力已成为核心竞争力。《空间几何与三维建模基础》并非一本传统的制图学教科书，它聚焦于如何系统性地捕捉、分析和数字化现实世界中的三维形体。本书旨在为读者建立一套坚实的理论框架，使他们能够熟练运用数学原理和计算工具，将抽象的几何概念转化为可操作、可修改、可仿真的数字模型。 本书的定位是面向工程技术、建筑学、计算机图形学以及工业设计领域的初学者和中级学习者，作为衔接纯理论数学与实际应用软件操作之间的关键桥梁。我们不探讨传统的正投影、视图转换等二维制图规范，而是深入挖掘支撑现代三维建模技术背后的数学本质和空间逻辑。 第一部分：欧几里得空间与形体分析 本部分是理解一切三维操作的数学基石。我们不再依赖于尺规作图的直观感受，而是采用向量代数和解析几何的严谨方法来描述和定位空间中的元素。 第一章：向量代数与坐标系构建 本章详细介绍了三维笛卡尔坐标系的建立、右手定则的确立以及不同坐标系（如柱坐标系、球坐标系）之间的相互转换。重点讲解了向量的加减法、标量乘法、点积（内积）和叉积（外积）的几何意义及其在计算中的应用。读者将学习如何使用向量来表示空间中的点、线和平面，并掌握如何计算两向量间的夹角、向量在另一向量上的投影等基础操作。 第二章：直线、平面与空间相交关系 本章专注于如何用数学方程来精确描述空间中的几何元素。我们将介绍直线的参数方程和对称方程，以及平面的法线方程和一般方程。核心内容包括：如何判断两条直线在空间中的相对位置（平行、相交或异面），如何计算点到平面的距离，以及如何求出两条相交平面之间的交线方程。这些分析能力是后续进行复杂曲面布尔运算和特征识别的基础。 第三章：二次曲面基础解析 本章将几何描述提升至曲线和曲面层面。我们不再满足于直线和平面，而是系统性地引入了圆锥面、椭球面、双曲面、抛物面等二次曲面的标准方程。通过对这些方程的分析，读者可以理解曲面的内在结构（如顶点、焦点、渐近线）以及它们如何通过参数化或隐式方程表示。这为理解NURBS曲面等高级建模技术奠定了必要的理论基础。 第二部分：变换、投影与视景 本部分聚焦于如何在抽象空间中移动物体，以及如何将三维信息有效地映射到观察者的二维视野中。 第四章：刚体变换与齐次坐标 本章是三维软件操作的数学核心。我们引入齐次坐标的概念，它极大地简化了复杂的几何变换操作。详细讲解了四种基本刚体变换：平移（Translation）、旋转（Rotation）、缩放（Scaling）和剪切（Shearing）。尤其对旋转矩阵的构建和组合（如欧拉角、四元数）进行了深入探讨，使读者不仅知道如何操作，更理解变换背后的矩阵乘法原理。 第五章：三维投影原理 理解数字图像如何来源于三维场景，必须掌握投影理论。本章区分并详细分析了两种主要的投影方式：正交投影（Orthographic Projection）和透视投影（Perspective Projection）。我们将推导透视投影矩阵，解释消失点（Vanishing Points）的形成原理，并讨论如何通过投影变换将三维世界坐标转换到规范的屏幕坐标系中。 第六章：光线追踪与可见性计算（基础） 本章为更高级的渲染技术做了铺垫。我们将介绍光线投射法（Ray Casting）的基本流程，包括光线与几何体的交点计算（重点是光线与平面、球体的交点算法）。此外，还会涉及基础的深度缓存（Z-Buffer）原理和可见面消除（Hidden Surface Removal）的概念，解释计算机如何确定哪些部分是“可见”的。 第三部分：参数化建模与离散化 本部分将理论知识与现代数字化表示方法相结合，重点关注如何使用数学工具来“构建”和“描述”复杂形状。 第七章：参数化曲线的表达与应用 本章探讨如何使用参数方程来生成平滑的、可控的曲线，而非仅依赖于直线段的组合。重点介绍Bézier曲线（包括Bernstein多项式的基础）和B样条曲线（B-Splines）的数学定义，分析它们的局部控制性、可微性和端点处理机制。读者将学习如何通过调整控制点来精确地塑造曲线的形状。 第八章：曲面构建与网格表示 在此基础上，我们扩展到曲面的参数化表示，介绍Bézier曲面和NURBS（非均匀有理B样条）的基本概念和优势。随后，转向计算机图形学中更常用的离散化表示：多边形网格（Polygonal Mesh）。本章讨论了三角网格和四边形网格的结构、拓扑属性（如边、面、顶点的关系），以及如何通过网格数据结构实现模型的存储和高效遍历。 第九章：拓扑结构与模型操作 本章关注模型的“结构”而非仅仅是“形状”。介绍欧拉示数（Euler Characteristic）在流形曲面识别中的作用。重点讲解布尔运算（Boolean Operations）在基于CSG（Constructive Solid Geometry，构造实体几何）建模中的理论基础，即如何利用集合运算（并集、交集、差集）来组合和切割复杂的实体模型。 结论：面向未来的空间思维 《空间几何与三维建模基础》旨在培养读者对空间形体的解析能力和数学直觉。掌握这些底层原理，读者将能够超越特定软件的操作界面，理解CAD、CAE、CG软件内部的运作逻辑，从而更灵活、更高效地解决复杂的空间设计与分析问题。这本书是您通往高级三维设计与计算领域不可或缺的理论指南。 ---

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我在对比了市面上几本同类书籍后，发现这本书在“软件操作与传统制图的桥接”方面做得尤为出色。尽管这本书的重点在于制图的基本原理和规范，但它非常巧妙地在讲解某些视图绘制时，会适当地提及主流CAD软件是如何实现这些操作的，它并未将重点放在软件界面上，而是突出了“原理决定操作”的核心思想。比如，在讲解复杂曲面的正交投影时，它会分析为什么在某些角度下，某个特征会出现“消失”或“重叠”的现象，而这种分析恰恰是你在使用软件进行三维建模和二维导图时，必须理解的基础逻辑。这本书的精髓在于，它让你在学习软件工具之前，先拥有扎实的“图学思维”。这就好比先学会了骑自行车那种平衡感，再去学习驾驶汽车就容易得多。阅读体验上，它的章节划分逻辑清晰，每一部分都有明确的学习目标，使得学习进度很容易被量化和追踪。整体而言，这是一本将严谨的科学原理与实用的工程表达紧密结合的典范之作，对于任何希望在工程技术领域走得远的人来说，都是不可或缺的基石。

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这本书的深度和广度都达到了一个很高的水准，让我觉得它不仅适合初学者入门，对于有一定基础的实践者来说，也绝对是一本可以时常翻阅的参考宝典。我发现它对一些高级制图规范，比如在管道布置图和机械装配图中的特定符号表示，也有着非常详尽的收录和解释。我记得有一次在查看一份设备布局图时，对一个特殊的连接件符号感到困惑，用其他在线资源搜索都找不到权威的解释，最后偶然翻到这本书的附录部分，找到了那个符号的精确含义和应用场景，那一刻真是如获至宝。此外，它对于图纸的“标准化”流程有着非常严格的强调，从标题栏的填写规范到图号的编制逻辑，无一不体现出严谨的工业要求。这本书不只是教你怎么画，更重要的是教你怎么“规范地”表达你的设计意图，确保你的图纸能够在不同的工厂、不同的工程师之间无障碍地流通和理解。这种对行业通用语言的尊重和传授，让这本书的价值远远超出了单纯的技术指导范畴，它是在传授一种专业的沟通哲学。

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这本书的装帧设计挺有意思的，封面色彩搭配得非常沉稳，一看就是那种会沉淀下来、值得细细研读的专业书籍。我拿到手的时候，第一印象是它的纸张质感相当不错，那种微微带着哑光特性的纸张，拿在手里分量感十足，让人感觉制作方在细节上确实下了功夫。翻开扉页，那清晰的字体和合理的排版立刻吸引了我，即便是第一次接触这类技术图纸的规范，也不会觉得眼花缭乱。特别是书中对于不同视图投影的介绍部分，作者似乎很擅长用最简洁的语言去阐述那些初学者觉得晦涩难懂的几何关系。他们没有堆砌复杂的术语，而是通过大量高质量的、线条分明的示意图，将“看图”和“绘图”的逻辑链条一步步搭建起来。我特别欣赏它在基础知识点上的那种耐心，比如，对三视图的建立过程，它用了好几页篇幅，从点、线到面的投影，循序渐进地推导，这对于我这种需要打好根基的人来说，简直是福音。而且，书中在介绍完基础概念后，紧接着就配有需要读者动手实践的小练习，虽然我还没来得及开始画，但光是看着那些练习题的布局，就能感受到它鼓励读者主动参与学习的态度。整体来看，这本书给我的感觉是，它不仅仅是一本工具书，更像是一位经验丰富的导师，用一种非常尊重学习者节奏的方式，引领我们进入工程制图的世界。

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我最近一直在尝试将一些老旧的手绘图纸数字化，过程中发现自己对一些非标准的尺寸标注和特殊的剖视图理解得还不够透彻。在阅读这本书的过程中，我感到非常惊喜，因为它在讲解标准件的表示法时，处理得极为细致和到位。比如，螺纹的画法，不同的深度、不同的旋向，书里都用非常明确的图例和标注规范进行了区分，这比我之前查阅的一些零散资料要系统得多。更重要的是，它似乎对现代制造工艺的需求有着深刻的理解，在“零件图”那一章里，关于表面粗糙度和公差配合的讲解，完全是站在现代数控加工的角度去阐述的，而不是停留在理论层面。我特别留意了关于形位公差的部分，以往总觉得这部分内容高深莫测，但这本书里，作者似乎找到了某种魔力，将复杂的几何误差控制要求，通过生动的空间模型图解了出来，让人一下子茅塞顿开。它没有直接给出“死记硬背”的公式，而是教会你如何“思考”这些公差对实际装配可能产生的影响。读完这部分，我立即翻出了我手头那份有问题的图纸，对照着书中的原则去重新审视，果然，很多之前困扰我的模糊点都清晰了。这本书更像是一本实战手册，而不是停留在纸上谈兵的教科书。

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说实话，我过去对技术制图抱有一种敬畏，总觉得那是工程师的专属领域，充满了生硬的规则和无法逾越的壁垒。这本书的出现，彻底颠覆了我的这种看法。它的叙事风格非常流畅和富有启发性，仿佛作者是一位和蔼的长者，耐心地引导你拆解那些看似复杂的工程“语言”。我尤其喜欢它在章节过渡时所采用的“类比法”，比如，它将投影面比作不同角度的“窗户”，让抽象的二维平面投影一下子变得具象化了。在讲解复杂零件的表达时，它引入了“拆解与组合”的思路，先简化到最基础的几何体，再逐步还原成最终零件，这种由简入繁的教学路径，极大地降低了阅读门槛。对于我这种非科班出身的学习者来说，最大的障碍往往在于“空间想象力”的缺乏，但这本书似乎注意到了这一点，它在很多关键转折点都穿插了“想象练习”，提示读者如何在大脑中构建一个三维模型，然后再将其“展平”到二维图纸上。这种注重思维训练而非死记硬背的方法，让学习过程变得有趣且富有成就感，我感觉自己不再是被动接受知识，而是在主动建构自己的空间认知体系。

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