制图技术的发展

制图技术的发展（共9篇）

制图技术的发展 篇1

摘要：地图是先于文字形成的用图解语言表达事物的工具,按照一定的数学法则,利用制图语言通过制图在一定的载体上进行综合,对地球上各事物的空间分布、相互关系和时间发展变化状态用图形进行表达。过去,人们把地图看成是“地球表面在平面上的缩写”;随着社会的进步和发展,地理信息系统和计算机制图的发展,地图可以当成是反映自然现象、社会现象、经济现象的一种载体。该文结合了传统地图制图和现代地图制图的产品和技术,介绍了地图制图理论和方法的发展和意义。

关键词：地图制图,GIS,电子地图

1 地图制图理论的现状和发展

1.1 地图制图的发展简史

地图和地图制图的发展历史悠久,《地理学指南》就是古希腊地理学家托勒密关于地图制图的著作。在他看来,地理学就是“将地球上所有已知的部分和附属的东西以线画的形式进行描绘”。他还对简单的圆锥投影有所研究,并绘制了世界地图。对中国古代地图制图产生深远影响的就是“制图六体”,这是由中国西晋地图制图学家裴秀所创立。另外,对地图制图发展做出很大贡献的还有元代的朱思本、明代的贾耽、明代的罗洪先等。17世纪以来,欧洲进行了规模巨大的地形图测绘和三角测量,使地图制图有了进一步的发展。中国从清朝开始,大规模地进行了地图测绘,编制出了《大清一统舆图》和《皇舆全图》。兴起于20世纪初的航空摄影测量法,促使地形图测绘生产的过程发生了改变,加上采用的照相平板彩色胶印等技术,形成了地图制图学现代体系。

1.2 现代地图制图理论发展

在地图制图发展方面,与地图制图学有着关联和交叉关系的社会科学、系统科学、自然科学等的研究成果提供了理论基础以及技术支持,并进一步研究和发展了地图符号、地图理论、地图信息等地图制图理论。

1.2.1 地图信息论

多种色彩的总和及其相互联系的差别、图形几何特征是地图信息的具体表现,地图信息是通过图解来对制图个体以及其性质构成的信息进行表达的。对以地图图形表达、传递、转换、贮存、处理和利用空间信息进行研究的理论,被称为地图信息论。其发展对认识地图的实质有利,并使得对地图制图信息的计量方法的研究更加深入。

1.2.2 地图传输论

对地图信息传输的原理、过程及方法进行研究的理论,叫地图传输论。如图1所示。

制图者认知客观环境,并形成知识概念,将符号转化成地图,用图者再识别符号,对客观环境有了一定的认知。该过程就是传输地图信息的过程,这个传输过程包括了地图的制作和使用,地理信息通过地图符号得到了有效的传输,不过噪声也会干扰到信息的传输。在地图最佳制作和有效使用方面,地图传输理论起到了有效的作用。

1.2.3 地图符号学

作为研究地图符号系统的构图基础,地图符号是一门地图表现方式及其设计使用的科学。形状、色彩、方向、亮度等是地图符号学提出的视觉变量,同时还提出了组合感受、等级感受和数量感受等感受方式。地图制图和地图符号的设计也受到地图符号学理论很大的影响。

1.2.4 地图模型论

对建立怎样的地图模型来再现客观环境进行研究,并用数学模型来表示的理论成为地图模型理论。模型理论认为,地图就是客观地模拟事件,是制图者的概念模型,可用数学方法表达,把对象在空间分布的情况进行抽象的概括。该理论有助于深入地认识地图的实质,和促进数学制图的发展。

1.2.5 地图认知论

研究人类认知地图并获取信息的手段、原理和过程的理论就叫地图认知论。有两项认知论的研究成果,一是认为图像地图客体首先被用图者所接受,再在脑中进行信息处理,然后根据已有信息加工所获信息,在头脑中形成信息图,进而进一步研究实地地理现象,最终获得认知的地理实体;二是“多模式感知和认知理论”。该理论是指通过虚拟地图环境,用多种认知方式分别对信息进行获取,并加工比较处理,进而形成相应的知识库,再融合各自的知识库,这样综合认知库就生成了。地图认知论对于地图制图手段、多媒体技术的结合起到了重要的作用。

1.2.6 地图感受论

研究地图视觉感受过程的生理、心理以及物理学方法,讨论用图者是如何被有效感受地图的理论即感受论。包括分级符号、灰度、色彩设计的客观性,以及视觉感受与图形构成的规律和特点等研究内容,对地图的设计意义重大。

2 现代地图制图方法和产品

2.1 传统地图制图

编绘地图、实测地图是地图制作成图的两种途径;航测法成图和野外实测地图是实测地图的两种类型。航测法成图是利用航空影像来测制地图。野外实测地图是采用测量仪器测定地球表面的局部区域地物、地貌的空间位置和几何形状,并按照一定的比例尺绘制成地图。

传统编绘地图是用根据多种制图资料,如实测地形图、统计资料、遥感影像等编制成为用户所需的各类型的地图。传统的方法是地图内容通过光学转绘技术转绘到由地图投影构成的经纬线或直接坐标网格中,处理和描绘图形时再采用手工的方法。传统地图制图流程如图2所示。

地图编制的四个阶段中的地图设计和原图编绘阶段,制图工作者都付出了大量的心血,得到的地图具有特定的科学属性。

2.2 现代地图制图

计算机制图已经取代传统的地图制图,成为现代地图制图的主要方式。以计算机及由计算机控制的输入、输出设备为主要工具,计算机制图是通过数据库技术和数字处理方法来制图的。在制图的过程中,以数字形式在系统内部传递地理信息,通过数据的处理对图形进行转换,因此计算机制图又被称为全数字制图。制图技术的变革就是计算机地图制图,也改变了制图工艺的流程,不过在确定地图投影和比例尺、地图表示方法、制图综合原则等制图理论方面,和传统的制图并没有实质性的区别。计算机制图的流程如图3所示。

有了计算机制图以来,地图制图的技术有了突飞猛进的发展,产品也越来越多元化。数字地图易于存贮,复制和远程传输;而计算机地图制图成图周期短,地图数据的编辑、更新更方便,精度更高,提高了地图产品的适应性、现势性和用户的广泛性。计算机制图技术大大的减轻了制图人员的劳动强度,减少了主管随意性,这为地图制图的进一步标准规范化奠定了基础。

2.3 现代地图制图产品

计算机制图的发展让地图产品的种类越来越多,从传统的普通地图到专题地图集,从纸质地图到电子地图,从平面地图到三维地图,不同的地图产品可以为各类人群服务,为政府、军事、国土、建设、旅游、规划等部门开展工作提供了极大的便利。现代地图制图的产品有地图集,影像地图,GIS地图等。

2.3.1 地图集

地图集具有统一的设计原则和编制体系、协调的地图内容、规定的比例尺和分幅系统。地图集根据一定的主题和要求将一定数量、有机联系的、完整的地图经过统一设计汇编成册。随着我国经济建设、国防建设、科学研究的发展和实际生活的需要,地图集的用途越来越广泛,地图集的类型也越来越多,题材范围也越来越专题化。地图集可以按照区域范围分类,有世界地图集、各省市地图集等。可以按照表征内容分类,如:普通地图集、专题地图集等。还可以按照用途分类,如:教学地图集、参考地图集。其中应用比较广泛的是专题地图集。专题地图集的种类多种多样,它们是以重点表示某项专题要素为主要内容的。专题地图集又可以分为自然地图集、社会经济图集和其他专题地图集。

2.3.2 影像地图

随着“3S”技术的发展,遥感影像地图(图5)作为一种新兴的地图产品出现在我们的生活中。影像地图是利用卫星遥感影像或航空像片,通过投影变换、几何纠正的比例尺缩放,运用一定的地图注记、符号,制图对象地理特征及空间分布的地图进行直接反映。受千差万别地表自然地理特征的影响,目前还在探索和试验影像地图的制作技术、表现形式、规范化等。随着计算机地图制图的发展和航天摄影测量的实用化,影像地图作为一种制图产品,势必也得到迅速的发展和广泛利用。影响地图的特点有以下方面:(1)影像信息丰富,能达到一定的地图精度,影像和地图的双重作用都有。(2)丰富的地面信息,层次分明的内容,清晰易懂的图面。(3)简化和革新了地图制图的工艺,改善了制图条件,加快了成图速度,缩短了成图周期,是现代地图制图的新途径。(4)遥感资料更新周期快,现势性强,是开展多时像和多信息源遥感数据研究,建立遥感影像数据库的基础。由于以上特点,影像地图的应用得到了快速普及,广泛应用于现代国防军事、农业可持续发展、农业估产、防灾减灾,城乡建设与环境保护、重大基本建设工程、交通指挥、林业防护、国土资源勘查等领域。

2.3.3 GIS地图制图

GIS地图是在计算机技术支持下发展起来的一种新型地图。它以地图数据库为基础、计算机为处理工具、电子屏幕为载体,在地图数据库中存放地图空间数据与属性数据,通过一定的软硬件支持,将地图信息显示在电子屏幕上。GIS地图可以借助计算机信息传输技术在网络上进行交流转换,具有滚动、漫游、动态显示等功能,更重要的是它可以结合其他各种专题数据进行统计、分析、叠加比较等多种功能,提供各种行业需要的地理信息。

GIS地图制图操作的对象是地图数据,以各类专业测绘方式获得的资料为基础,如:野外测量、航空摄影测量、遥感影像、统计资料等,并进行图形加工并赋予相关属性。地图数据以结构化的形式存储在计算机内的,称为地图数据库。成果数据描述了地理实体的空间特征、属性特征、时间特征和实体间的相互联系。

3 结语

在现代科学技术发展的同时,地图制图也进入了全新的、飞速的发展阶段。在先进技术应用飞速发展的年代,地图制图学先进的理论及其对实践的指导必须跟上时代发展的步伐。人性化应该是地图产品生产的发展方向,以及对新技术工作流程的适应也是其发展方向之一。数据采集应该更具多样化,结合传统方法和现代方法,更新和丰富地图数据库。地图生产技术应该对现代地图生产技术和先进方法进行综合运用,以增大地图的功能。随着制图学的技术和理论的发展,现代地图制图也呈现出了智能化、虚拟化、多功能化、测绘技术一体化、全球信息一体化等发展趋势。数字城市、数字地球等项目的出现,体现了现代地图制图是一门综合性、科学性很强的学科。现代地图制图呈现以下主要特点和趋势:(1)作为区域性学科,地图制图的重点已由普通地图制图转为专题地图制图,并逐渐发展为综合制图、实用制图和系统制图。(2)作为技术性学科,地图制图正在向计算机辅助制图方向发展,而发展了几千年的手工编图的作业方法或被其逐步取代。(3)其他学科和地图制图学间越来越多的相互渗透,许多新的理论和概念也由此产生。如以地图图形显示、传递、转换、存储、处理和利用空间信息为内容的地图信息论;研究经过地图图形模式建立数学和数字模型的地图模式论;还有研究和建立地图语言的地图符号学等。

参考文献

[1]刘岳.现代地图学发展的主要特征和今后方向[J].中国测绘2002(1):39-42.

[2]武雪玲、任福.新技术条件下电子地图的现状及发展趋势分析[J].测绘与空间地理信息,2004(6):75-78.

[3]陈金美.现代地图学主要理论与方法探析[J].现代测绘,2006(1):10-13.

制图技术的发展 篇2

技术制图UDC明细栏GB 10609.2-89Technical drawingsItem lists本标准参照采用国际标准ISO 7573-83《技术制图 明细表》，

机械制图标准-技术制图-明细栏

数字海图的特点与制图技术研究 篇3

海图是海洋调查研究的成果, 同时又是服务于海洋开发利用的工具。随着人类对海洋认识的加深, 海图的品种越来越多, 内容越来越丰富。表示方法和编制手段随着科技的进步, 技术水平越来越高。

地图的定义随着地图历史的发展过程而不断变化, 一般地讲应定义为:按照一定的数学法则根据各自的具体用途, 经过选择和概括, 并用符号将地球表面上的各种或某一种自然现象和社会现象的分布, 状况和联系缩小表示在平面上的图形。地图就是运用简化和概括, 以可视形式表示这一客观实际的某些方面的结构。海图是地图的一个类型, 亦称海洋地图, 是以海洋及其毗邻的陆地为描绘对象的地图。信息论引入地图学领域后, 人们进一步认识到地图还是处理、提供和分析空间信息的一种特殊形式。

2 海图的特性

海图和地图的主要特点有;一是有特定的数学基础;二是利用特殊的符号系统:三是对制图对象的取舍和概括。海图所描绘的海洋区域, 有露出水面、高低不平的岸滩、岛屿, 有深入水中、上下起伏的海底。就是海面, 除起伏的因素外, 由于潮汐、重力等多种因素的影响, 也不是规则的。选择不同的投影, 或说是具有特定的数学基础, 是地图和海图区别于其它图形的共同特点。符号的使用, 使地球表面的图形可以用任何比例尺表示在平面上;地图能表示出地表的形状;不仅能表示现象的外貌, 还能表示出事物内在的根本本质等等, 即是利用符号语言表示出制图现象的时空变化。对制图对象进行取舍和概括, 正是为了着力表现那些与用途有关的, 尤其是重要的现象, 并表现其有典型意义的特征和有决定意义的特点, 提高图的使用价值。

海图的特点存在于它的特殊用途和所表现的制图对象中。海图的描绘对象是海洋及其毗邻的陆地, 获取海洋信息的手段和方式主要是利用船舶进行海洋水深与其它要素的测量, 主要使用声学仪器。海图的内容及其表示方法, 除海底地形图的内容与陆图一致, 其它主要内容为岸、滩和海底地貌、水文、助航、碍航物等等。表示方法更有如下特点:多选用墨卡托投影编制海图, 以利于船舶等角航行时进行海图作业;没有固定的比例尺系列;深度起算面不是平均海面, 而选用有利于航海的特定深度基准面:分幅主要沿海岸线或航线划分, 邻幅间有供航行换图时所必需的较大重叠部分;为适应分幅的特点, 航海图有自己特有的编号系统;海图与陆图制图综合的具体原则, 因内容差异甚大和用途不同而有所区别;独立的符号系统;更需要及时、不间断地进行更新, 保持其现势性, 以确保船舶航行的安全。

海图编辑设计是海图生产的初级阶段 (如图1) , 是制作高质量海图的基础。具体地说, 编辑设计是指海图编辑所进行的各项技术工作, 也称编辑准备, 即根据海图用途要求确定海图的规格与内容。达到的技术指标所需的资料, 以及为此所进行的分析研究和技术准备工作。

3 编辑设计的技术内容

海图编辑设计工作的内容, 随制图任务性质, 制图区域特点、制图资料及仪器设备的不同而有所差别, 主要有以下几项:

海图总体设计是确定海图的基本规格、内容及表示方法, 包括海图图幅设计、确定海图的数学基础、构思海图的内容及表示方法。制图资料工作包括对制图资料搜集、分析选择。对于选定作为编图的资料还要进一步确定出基本资料、补充资料、参考资料。确定对各种资料的使用程度, 使用范围及使用方式。在此基础上, 根据编图需要和设备条件进行复制及确定转绘的原则、方法及精度要求。

4 编辑设计的基本理论

地图传输论作为地图学的基础理论逐渐为大多数地图学者所接受。总结和研究地图制图经验使我们认识到, 地图传输论不仅揭示了地图学的规律性, 而且也加强了地图学与其它自然科学和社会科学的联系, 对于编辑设计来说也不例外, 尤其是在把编辑实际过程作为一个系统来研究时。地图传输论被地图设计人员接受后, 使传统设计在认识上起了很大变化, 它把地图设计者和用图者联系在一起的同时, 提出与用图者进行研究, 发现用户需要的潜力。应用在编辑设计上的主要理论是地图感受论和地图符号学。地图感受论是研究地图视觉感受的基本过程和特点, 分析用图者对图形、图像感受的心理因素和地图感受的效果。为给地图设计和应用提供客观的依据, 设计人员应该有地图视觉感受方面的知识, 以视觉感受原理为指导, 进一步提高地图设计能力, 使地图有一个最好的信息传递效果。地图符号学已被视为一种特殊的地图语言来研究, 地图语言是一种图形语言, 是一种特殊的符号系统。由于海图图形是海洋的空间模型, 是记录和传输海洋空间信息的特殊方式, 在编辑设计过程中, 利用信息论感受论的方法和手段迅速得到成功, 如受国际海道测量组织的委托, 加拿大海道测量局研制成了潮汐信息系统;各种海图数据库在各国相继建立和发展。

5 图幅设计原理

海图图幅设计就是按标准的海图规格, 根据比例尺, 经纬线网和制图区域特点确定海图的范围。当以经纬线作内图廓线时, 则求出图廓四角的经纬度值;当不以经纬线作为内图廓线时, 则应大致确定其图幅范围。

海图的图幅设计主要有单幅海图的图幅设计、挂图及图集的图幅设计。在海图比例尺已经固定的情况下, 单幅海图的图幅设计主要是从制图区域和图幅数量上加以考虑, 对于连续成套的航海图的相邻图幅还要有重叠。由于比例尺一定, 则可以选择小比例尺底图, 在底图上根据所计算的经纬差进行单幅图框套或多幅图的连续框套, 也就是俗称海图的分幅设计。

在制图区域固定条件下, 单幅海图的图幅设计主要是满足海图用途对制图区域的完整性要求特别是对于区域界线较为明显的海域地理单元, 更要突出其区域的完整性, 包括大比例尺表示的港口、海湾、岛屿、海峡水道或小比例尺表示的大洋海域。制图区域一定, 图幅设计主要是考虑到海图的比例尺和一定图幅规格下的图幅数量。因此, 这种情况下的图幅设计将和比例尺的确定同时进行。

海图的图幅设计还要考虑面积小的, 不宜单独作图的图幅, 可以用附图形式配置在主图的适当位置, 称主附图;对于狭长的水道、海峡海湾或海岸线走向与内图廓斜交使陆地面积过大, 可作移图处理, 经移图处理的图幅称拼接图:个别海图图幅较小, 可把两幅或多幅拼接在一幅图上, 又称拼合图;个别表示海域范围的地理走向, 还可以设计斜幅图, 以及破图廓等等。

最常用的是航海图的图幅设计, 总原则是充分满足航海定位导航需要, 保证航行安全和方便航海人员使用, 主要遵循:保证地理单元的相对完整, 海陆面积分布适当, 同比例尺成套航海图之间应有一定的重叠, 尽量减少图幅的数量。

6 符号和要素表示方法

海图符号是海图把海域及沿海陆地的各种信息传输给用图者的特殊语言, 它的主要功能表现在三个方面:首先使用海图符号能对客观事物进行不同程度的抽象、概括和简化, 能满足各个方面的不同要求, 并在比例尺缩小的情况下, 仍能反映区域的基本面貌, 同时保持清晰易读;其次, 海图符号赋予海图极大的表现能力, 它即能表示具体的事物, 如航标、沉船等, 也能表现抽象的事物, 如海区界线等:既能表示现实上存在的事物, 如石油平台, 又能表示历史上有过的事物及未来将出现的事物, 如古河道, 设计中的码头等;既能表示事物的外形, 如海岸线性质, 又能表示事物的内部性质。如海水的盐度等;第三, 海图符号能提高海图的应用效果, 它能在平面上建立或再现客观现象的空间模型, 并为无法表示的现象设计想象的模型。

按海图符号所表示事物的分布特点分为:点状符号、线状符号、面状符号;按符号的尺寸与海图比例尺的关系分为:依比例尺符号、半依比例尺符号、不依比例尺符号;按符号的形状与事物的关系分为:正形符号、象征符号。海图的基本符号, 就是《海图图式》, 包含了绘制航海图的全部符号和缩写, 它同时也是绘制其它海图的基本符号。

海底地貌作为海图的一个内容要素, 主要是指海底表面起伏的变化情况和形态特征。航海图、海底地形图及各种海洋专题图, 由于它们的用途不同, 对海底地貌的表示有不同的要求, 常常采用不同的表示方法。就是同一种海图, 由于比例尺不同及制图资料详细程度的差异, 采用的表示方法也不一样。海图上常用的海底地貌表示法有:符号法, 深度注记法, 等深线法等等。

7 编辑过程研究

数字海图的编辑设计大体分为以下四个阶段。

(1) 编辑设计准备阶段:这一阶段的工作与传统的制图过程基本相同, 包括收集、分析、评价和确定编图资料, 根据编图要求选定投影、比例尺、海图内容, 表示方法等, 并按自动制图的要求做好准备, 如为了数字化, 应对原始资料进一步处理, 确定海图资料的数字化方法, 进行数字化前的编辑处理, 现在, 我们一般尝试, 采用计算机直接处理原始资料。设计地图内容要素的数字编辑系统, 研究程序设计的内容和要求, 完成数字制图的编辑计划。 (2) 数字化阶段:一般采用手扶跟踪和扫描数字化两种, 以矢量形式记录, 建立数据库, 供调用。 (3) 数据处理和编辑阶段:这是数字制图的核心工作。数字化信息输入计算机后要对信息本身进行检查、纠正、生成数字化文件, 转换特征码, 统一坐标, 不同资料的数据合并归类等;另一方面进行数据处理, 包括数字基础的建立、投影变换、对数据进行选取和概括等。无论以何种方式输入的数据, 都会出现误差, 最常见的有多边形不闭合, 相邻多边形出现重叠和裂口, 相邻线段出现断头, 相邻图幅边缘不匹配等, 所以都应进行编辑检查, 还要对要素分成进行校核。 (4) 图形输出阶段:最终的数字海图产品不仅包括各种分层要素, 还可能有各种图表, 所以要进行存储或显示在屏幕上或打印在纸上。

参考文献

[1]胡鹏, 游涟, 杨传勇, 等.地图代数[M].武汉武汉大学出版社, 2001.

制图技术的发展 篇4

关键词：三维建模技术;机械制图;组合体;剖视图

机械制图是机电类各专业的一门专业基础课程，该课程的主要任务是培养学生绘制和识读机械图样的能力，培养学生的空间想象能力和空间思维能力。但由于机械制图课程具有抽象、难懂的特点，很多学生学习起来很困难，因此教师就应该探索较好的教学方法及教学手段，激发学生的学习兴趣，引导学生轻松学习。

一、传统机械制图教学中存在的问题

在传统教学中，为了逐步培养学生的空间想象能力和空间构思能力，提高教学效果，教师会利用一些木质的模型来增强学生的感性认识，以便提高学生对实物、图形相应面线关系的理解能力。但是由于购买的模型大都比较简单，而且也不够全面，因此有些老师就会自制教具，以弥补教学模型的不足。但复杂的模型，特别是一些具有复杂相贯线和截交线的模型难以制造，且费时费力，成本较高。为了解决制图教学中存在的种种问题，现在很多教材都配备了多媒体课件，但是这些多媒体课件在形式上都是平面的，即使是一些轴测图或者是立体图也不能实时从不同的方向观察几何体的形状、内部结构，仍然不能解决教学中向学生讲解清楚空间几何体的形体这一难题。因此，就要求教师在教学中不断开拓，大胆创新，探求新的教学手段，满足新形势下的教学需要。于是我想到了将三维建模技术应用在制图教学中，结合其他的教学方法使上述问题得以解决。

二、三维建模技术的特点

三维建模技术是采用参数化和特征造型技术由二维草图创建任意复杂的实体，灵活地生成工程图，快捷地组成装配体，并可以进行装配体干涉检查，生成爆炸图，而且还可以针对实体进行后续的数控加工仿真及编程等工作。随着三维建模技术的大力

发展和广泛应用，其相应的软件种类也增多，如UG、Pro/Engineer、

Solid Works等等，在机械、电子、建筑、汽车等各个领域均有应用。

三、三维建模技术在机械制图教学中的应用

1.建立三维立体模型

在组合体视图画法的教学中，题型多为补画第三视图和补缺线，要求学生由三视图想象出空间三维实体的形状，学生在学习过程中常常因想象困难而导致不愿想、想不清，不能完成视图补画及线条补画，而老师讲解起来也很困难，其结果就是学生很难画出正确的三视图，

现在我们可以借助三维建模软件，方便快捷地建立物体的三维模型，逐步向学生演示组合体的形成过程，使他们建立起二维视图和实物模型之间的对应关系，逐步培养学生的空间思维能力。

在讲解截交线、相贯线时，可以直观地将立体表面的交线修改成其他的颜色，着重表示或者从立体上提取出来，加强学生对其形状的了解;也可利用三维建模软件的参数化功能，修改立体的尺寸或相对位置，观察截交线、相贯线的变化。

2.直观展示各种剖视图

剖视图是表达机件内部形状和结构的常用方法，学生在学习中往往不知道如何合理选择剖切方法及剖切平面的剖切位置，在作图时搞不清哪些部分被剖切平面剖切，哪些地方要画剖面线。于是我们可以先对几何体造型，然后在不同位置对几何体进行剖切，并生成工程图，引导学生分析剖切位置对剖视图画法的影响，由学生发现最合理的方法，教师进行归纳总结，从而加深对剖视图画法的理解。

3.直观展示装配图中零件间的装配关系

识读装配图是学生在学习中很难掌握的一部分内容，对此也可以借助三维建模软件分别建立各零件的模型，并可根据不同的位置和装配约束关系组装成部件。使学生深入了解各零件间的装配关系，还可以将装配好的部件进行爆炸式分解，进一步展示各零件的相对位置和装配关系。同时可利用三维建模软件的动画功能生成动画，使学生更好地了解部件的工作原理、装拆顺序，提高学生画图与读图的能力。

综上所述，利用三维模型的直观性、形象性、易修改等特点，将三维建模技术与机械制图的教学结合起来，可以使学生的空间想象能力、空间分析能力得到提高，可在使学生掌握知识的同时，实现教师与学生的良好互动，提高学生的学习效率和积极性，激发学生的创造力，有利于培养学生的创新能力，从而使学生的综合素质得到进一步提高，使他们能更好地适应社会需要。

参考文献：

[1]张海霞.利用CAD三维技术提高工程制图教学.中国水运，-04.

[2]卢志伟，王丹.UG在机械制图教学中的应用.广西轻工业，-09.

基于虚拟现实技术的机械制图教学 篇5

随着新技术的迅猛发展, 为培养适应新形势的高级技能型人才, 许多高等院校各学科的教学改革在如火如荼地进行着。《机械制图》课程是高等院校理工科学生必修的一门实践性较强的专业基础课, 如何优化《机械制图》课程的教与学, 是值得研究的重要课题[1]。近年来, 始于军事和航空航天领域的虚拟现实技术, 已大步走进工业、建筑设计、教育培训、文化娱乐等方面, 并且在许多领域中表现出了强劲的势头, 越来越被各界所重视, 具有广阔的应用前景[2]。本文将虚拟现实技术运用于机械制图教学中, 这是教育领域应用信息技术的一种创新。

1. 虚拟现实技术简介。

虚拟现实技术也称灵境技术或人工环境, 是一种以沉浸性、交互性和想象性为基本特征的, 可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统。它综合利用实时三维计算机图形技术、广角立体显示技术、仿真技术、多媒体技术、人工智能技术、计算机网络技术、并行处理技术和多传感器技术等一系列先进技术, 模拟人的视觉、听觉、触觉等感觉器官功能, 使用者戴上特殊的头盔、数据手套等传感设备或利用键盘、鼠标等输入设备, 便可以进入虚拟空间, 成为虚拟环境的一员, 进行实时交互, 可以及时地、没有限制地观察三维空间内的事物, 获得对虚拟事物的感性和理性认识, 让使用者如同身临其境一般, 从而深化概念和构建新的构思和创意, 创建了一种以人为中心的多维信息空间[3]。

2. 虚拟现实技术的特点。

虚拟现实技术以其基本的“3I”特征, 特别是以人为中心的人机交互特征在国内外的各领域得到了广泛应用。“3I”即沉浸 (Immersion) 、交互 (Interaction) 和想象 (Imagination) , 这三个“I”反映了虚拟现实系统的关键特性, 就是系统与人的充分交互, 它强调人在虚拟现实环境中的主导作用[4]。

“沉浸性”使用户全身心地投入到计算机创建的三维虚拟环境中, 一切看上去是真的, 听上去是真的, 动起来是真的, 甚至闻起来、尝起来等一切感觉都是真的, 如同在现实世界中的感觉一样。“交互性”是指用户对模拟环境内物体的可操作程度和从环境得到反馈的自然程度 (包括实时性) 。例如, 用户可以用手去直接抓取模拟环境中虚拟的物体, 这时手有握着东西的感觉, 并可以感觉物体的重量, 视野中被抓的物体也能立刻随着手的移动而移动。“想象性”强调虚拟现实技术应具有广阔的可想象空间, 可拓宽人类的认知范围, 不仅可再现真实存在的环境, 也可以随意构想客观不存在的甚至是不可能发生的环境。

3. 虚拟现实制作常用软件。

虚拟现实制作常用的软件包有3DMax、Virtools、Quest3D、Open GL等[4]。“3DMax”是集造型、渲染和制作动画于一身的三维制作软件。通过3Dmax软件能够制作出真实的立体场景与动画, 是在个人PC机上最优秀的三维动画制作软件, 受到了全世界无数三维动画制作爱好者的热情赞誉。“Virtools”是功能非常强大的游戏和虚拟现实开发工具, 是一套整合软件, 可以将现有常用的档案格式整合在一起, 如3D的模型、2D图形或是音效等。“Quest3D”是一个容易且有效的实时3D建构工具, 能在实时编辑环境中与对象互动, 轻松实现虚拟现实的效果。“Open GL”是个专业的图形程序接口, 是一个功能强大、调用方便的底层图形库, 主要是用来读入标准3D模型, 然后处理漫游等动画效果的。

4. 虚拟现实技术常用硬件配备。

完备的虚拟现实系统需要配备许多硬件设备:如数据手套、数据衣、立体眼镜、传感器、头盔显示器、BOOM显示器和声学硬件等[4]。

数据手套是最常见的输入装置。人机交互时, 可以看到虚拟手随着真手在虚拟环境中活动, 可进行物体的抓取、移动、装配、操纵和控制等。数据衣是一种穿在用户身上, 把他的整个身体中各个部位运动的数据输入到计算机的装置。立体眼镜以其简单的结构、轻巧的外形和便宜的价格成为目前最为流行和经济适用的虚拟现实观察设备。

二、虚拟现实技术应用于机械制图教学

由于学生缺乏空间想象力, 在校接触零部件的机会不多, 无专业工作经验, 当他们在书本或课件中见到一些机器和零件的二维视图时, 无法勾勒出物体的正确轮廓, 感到学习枯燥没吸引力, 因此, 在机械制图教学中, 首先要解决的是学生的感性认知问题。对此, 我们可以在机械制图教学中引入虚拟现实技术。利用虚拟现实技术对机械制图中一些典型机构进行模型的创建, 并采用虚拟仿真和动态演示的方式, 学生可清楚认识机械零件的结构, 机构运动规律及其工作原理, 更容易理解机械零件的二维设计图, 这样就大大提高了学生的接受水平, 激发了学生学习的热情和主动性, 为后续课程的学习打下了基础。

当学生戴上数据手套和头盔显示器等设备时, 可以对虚拟环境中的模型进行移动、翻转等动作, 如同手中拿着真实的物体从不同的角度充分地观察, 使学生完全沉浸在虚拟环境中, 从而在脑海中准确地建立各模型的空间概念。这样就把学生感到头疼难以理解的内容形象、生动、直观地展现在他们眼中, 从而解决了由于抽象思维能力不强引起的感性认知不足的问题, 帮助学生迅速掌握所学内容。

1. 虚拟现实技术在组合体读图中的应用。

在机械制图组合体的教学中, 已知两个视图求作第三个视图是教学中的重点和难点, 它考查了学生的空间想象力和作图技巧。通常对于一些叠加、挖切多处的形体, 且图形中线条的交叉重叠而且虚线较多, 求作第三个视图时, 学生作图速度会很慢, 甚至无从下手或完全想象不出形体的形状。利用虚拟现实技术对组合体进行实体模型仿真, 学生可以将虚拟实体和二维视图进行反复对照, 培养学生将各个视图联系起来的读图能力和分析能力, 使学生对图中的线框和图线的含义有直观的印象, 提高学生对组合体的综合分析能力。

表达零件内部结构常常采用剖视图, 但在讲解剖视图时, 如果形体结构复杂, 学生则很难想象出零件的内部形状, 甚至弄不清剖视图的形成过程、剖切平面的剖切位置, 不知道哪些部分被剖切平面剖切, 图中哪些地方要画剖面线。为此, 我们用虚拟现实技术制作零件模型, 利用“剖切”功能, 通过设置好的剖切位置和剖切平面, 对零件进行全剖、半剖或者局部剖。学生戴上立体眼镜和数据手套后, 可以对剖开的两部分模型进行分合、旋转等动作, 更直观地观察剖切体。这样, 就可以清楚地看到零件的内部结构, 进而可以清楚地分辨出在视图中各线条所代表的意思。这对教师讲课和学生学习剖视图有很大的帮助, 不用费很多课时就能很好地完成教学任务, 达到事半功倍的效果。

2. 虚拟现实技术在零件结构方面的认知。

机械制图的教学通常是针对大一学生来开设的。大一的学生对机械零件的接触很少, 对于零件结构, 尤其是零件的工艺结构知之甚少, 很多工艺结构学生不认识、不理解。例如倒角、倒圆、铸造圆角、拔模斜度、键槽、砂轮越程槽等, 学生光看二维工程图或者三维模型图很难理解并记住这些画法, 如果采用虚拟现实技术将这些结构直观地展现在学生眼前, 并让他们带上立体眼镜和数据手套触摸这些结构, 必然会加深对这些结构的认识和理解。

除此之外, 对于各种标准件、常用件以及轴套类、轮盘盖类、叉架类、箱体类零件, 学生难以把实际中的物体与之对应上, 会出现张冠李戴的现象。利用虚拟现实技术创建一些标准件、常用件和各类零件的模型库, 在教学中, 当讲到什么零件时就从库里调出该零件, 让学生直接观察该零件的结构, 分门别类地记忆, 这样既节约经济, 可以省去了购置大量实体模型的费用, 又可以让他们印象深刻, 掌握得更扎实, 从而加强学生绘制并阅读零件图的能力。

3. 虚拟现实技术在装配结构方面的认知。

对于装配图部分的教学, 不仅教师觉得比较难教, 而且学生也普遍觉得难以掌握。学生对于装配体的结构、工作原理、零件间的装配连接关系等都缺少感性的认识, 无论是阅读还是绘制装配图, 学生都感到非常吃力。为此, 可以利用虚拟现实技术构建虚拟装配系统, 将机构中的各零件装配在一起形成装配体, 并对装配体进行模拟装配和动画演示。在装配过程中不仅可以验证设计和装配的可行性和工艺性, 还能定出最优的装配工艺与路径, 还可以利用虚拟现实技术的硬件装备, 让学生自行完成虚拟装配。这样, 学生就可以轻松地掌握装配体各零件间的装配关系和装配体的工作原理以及运作过程等, 提高了学生阅读并绘制装配图的能力, 并且为后续机械原理和《机械设计》课程打下基础。

三、结语

虚拟现实技术在《机械制图》课程的教学中, 其直观、形象、生动的模式易于教师的教授和学生的学习, 有利于学生全方位感知组合体的内外部结构、零件的工艺结构和装配结构等, 使抽象的投影关系与直观的视觉印象能相互转换, 有助于提高学生阅读和绘制二维工程图的能力, 同时培养了学生现代设计的意识和创新思维, 适应当前卓越工程师教育的培养方针, 随着虚拟技术的发展, 将在机械制图教学中发挥更大的作用。

摘要：随着新技术的迅猛发展, 机械制图的教学在不断的革新。本文简介了虚拟现实技术, 并将虚拟现实技术运用于机械制图的课堂教学中。采用虚拟现实技术进行机械制图教学有利于学生感知组合体的内外部结构、零件的工艺结构和装配结构等, 有助于提高学生阅读和绘制二维工程图的能力。

关键词：虚拟现实技术,机械制图教学,组合体内外部结构,零件的工艺结构,装配结构

参考文献

[1]陈敏, 王国勇, 伍胜男.虚拟现实技术在机械创新实验教学中的应用[J].中国教育技术装备, 2011, (21) :114-116.

[2]朱凤艳, 赵维信.运用Solidworks软件, 建立机械制图虚拟模型库[J].科技资讯, 2009, (10) :53.

[3]李洁, 陈林.虚拟技术在机械制图教学中的应用研究[J].职业教育研究, 2012, (2) :12-14.

制图技术的发展 篇6

对于机械制图的学习,中学生常会感到枯燥乏味,对一些视图的画法和学习也缺乏耐心,利用信息技术能够为学生创设良好的教学情境,激发学生的学习兴趣。例如,在教授《视图》时,教师可以利用信息技术从不同角度演示视图,再加上语音的讲解,增加学生的想象力,营造出积极的学习环境,让学生能够从图文两个角度更加清晰地理解和学习,也使学习过程变得更加轻松愉快。

●利用信息技术拓展课堂的信息量

机械制图这一课程主要是针对机械工程类专业的学生而设,由于教师要帮助学生理解不同角度下零件结构的形态特点,所以在讲解时往往会浪费大量的时间和精力,学生学习也会感觉比较吃力。而在教学中融入信息技术能够有效地解决这些问题,利用强大的网络平台,教师可以将要学习的零件相关资料,以及立体图形的演示视频整理好,然后在课堂上播放给学生看,特别是在一些难懂的地方可以采取重复播放,或者暂停放大观察的方式,这样既节省了时间又能够帮助学生理解,还可以延伸相关知识,对学生进行拓展练习,从而丰富了教学的信息量,提升了学生的学习能力。

●利用信息技术培养学生的思维能力

思维能力是思考问题、解决问题的重要途径,是进行一切学习活动的灵魂。在教学中教师不仅要教会学生知识,而且要培养学生思考的能力,寻找解决问题的方法。以前那种灌输式的教学方式已经不再适用了,学生需要时间进行独立的学习和思考,而教师利用信息技术能为学生展示立体图形,让学生根据图形进行深入的研究和讨论,自主地进行探究式学习,独立地思考问题、解决问题,培养他们的思维能力。

●增加师生之间的互动,提高教学效率

在传统教学中教师讲解图形,学生只是作为倾听者,师生之间互动沟通的机会很少,这导致师生之间的关系越来越生疏,教师只是在完成教学任务,学生也只是一门心思的学习,师生之间存在的问题不能及时地沟通解决。而教师运用各种绘图软件讲解图形,能让学生根据自己看到的,大胆地提出一些假设的问题,教师自己也可以适当地进行提问。教师与学生共同探讨,验证学生的猜想,学生也在求知欲望的驱使下,愿意进行思考和学习,有效地促进了学习效率的提高,同时也增进了师生之间的感情,营造了活跃的课堂气氛,发挥了学生的主观能动性,拉近了师生之间的距离。

制图技术的发展 篇7

关键词：flash,制图画板,制图

选择Flash作为制作平台由于以下几点,强大的动画编辑能力;文档小清晰度高;交互性强;多元化;兼容性高;基于Flash CS6制作的制图画板不但可以导出能够在电脑上通过多种方式打开的文件,还能够导出APK文件安装在基于安卓操作系统的手机或平板电脑上,从而大大扩展了它的适用范围,能够随时随地使用。

1绘图画板的应用背景

1.1课程的衔接与学习方法衔接问题

机械制图课程的学时较少,同时由于立体思维能力的个体差异和授课条件的影响。为了节约教学时间,提高教学技术方法,教师普遍采用多媒体教学代替普通黑板教学,用动画演示代替手工绘图,运用PPT、Flash等工具制作教学课件。但学生感觉讲授速度较快,很多学生只是被精美的动画所吸引,而不去思考和关注制图绘制过程。

虽然专业制图软件有很多,如Auto CAD、Solidworks等,绘图工具也有很多,如画图板、Photoshop等,但都不能很好地满足教师在课堂对机械制图讲授过程中图形绘制的需要。教师希望上课时随时可以涂画,满足对学生的习题讲解和区别化授课。

1.2设计制图画板的课堂需要

专业制图软件和绘图工具并不能很简便的满足教师在课堂上进行图形绘制的需要,主要原因有以下几点:(1)教师上课教室并不固定,不是所有教师机都有安装专业制图软件,这导致每节课安装,非常不便;(2)大多数教师课件采用PPT制作,在绘图时采用黑板手工绘图,或者绘图软件绘图。投影幕布影响了手工绘图的黑板使用面积,降低绘图效果,而使用绘图软件绘图又导致软件间的不断切换,使教学过程断续不连贯;(3)一些简单绘图软件又不能满足制图的专业要求,如不能进行线型选择,没有绘制虚线、细点画线的功能;不能进行坐标显示;不能加入演示功能;不能标注尺寸等。

2制图画板的制作

2.1设计功能实现

(1)绘制制图常用线型及图形,如点、实线、虚线、三视图等;如图1所示。(2)颜色选取,此功能参考Auto CAD设置图层时,不同图层、线型、颜色分别设置;(3)图库图片载入,该功能主要帮助教师在习题讲解时,不用再重新绘制原题,从而大大节省时间;(4)擦除与清除功能,该功能主要用于图形最终的整理与错误的修改;(5)尺寸标注与坐标显示功能,该功能是制图软件专有的功能;(6)简单演示讲解功能,对于简单的投影的基本理论可以制作为影片进行播放;(7)在移动设备上可以使用;(8)轴测图的绘制;(9)退出保存功能;

2.2制作过程

(1)因为Flash有自己强大的基于对象的编程语言Action Script,通过graphics方法可以画出满足要求的直线、虚线、圆、矩形,下面举例说明绘制虚线的程序:如图2所示。

(2)对于颜色选取方法较多,可以自己制作色板,也可以用Flash自带组件,自制色板选取颜色程序如图3所示。

(3)坐标轴显示可以制作专门的影片剪辑,需要时就可调用,相对比较简单。

(4)在制图过程中,有必要显示坐标、标注尺寸,由以下程序实现:如图4所示。

(5)简单的演示讲解功能是该制图画板的辅助功能,可以通过对外部带语音讲解的Flash动画的调用实现。

(6)由于Flash CS6具有发布成为APK文件的功能,该功能发布出的APK文件可以装入安卓手机,在手机上安装Adobe AIR软件便可以运行,故可随时随地学习和绘图。

(7)运用按钮进行三视图和轴测图绘制模式的切换。

(8)该制图画板有退出功能,退出前可选择对所画图形进行保存。

3结语

基于flash的绘图板制作简便,操作简单,可以储存在U盘中随身携带、随时使用。可以将教师的思维表达给学生,将共性的课程进行差异化的授课。

教师在授课时可以更方便、直观的和学生在视图上进行交流和对局部图形细致讲解。新颖的方式可以更好地提高学生们的注意力和兴趣。大大提升高职机械制图课程的授课效果。

参考文献

[1]陈纪霞.基于Flash的绘图板的设计与实现[J].重庆科技学院学报,2013(3).

制图技术的发展 篇8

关键词：机械制图,教学目标,教学现状,多媒体技术

机械制图是中等职业学校机电专业学生必修的一门基础专业课程。由于该课程的学习能够训练学生的逻辑思维能力和空间想象能力,培养学生严谨的工作态度,帮助学生全面提升自身能力,因此机械制图这一课程的教学在中职学校机电专业的专业课程中有着举足轻重的位置,一直得到学校教学部门的高度重视。而如何教好这门课更是每位执教者需要不断探索研究的课题。

一、机械制图的教学目标

机械制图课程教学的最终目标是培养学生的识图绘图能力,因此本课程的教学主要在立体图形和平面图形相互关联的基础上,重点培养学生的空间思维能力,将立体图像和平面图形有机结合,让学生学会识图和绘图。在传授知识的过程中,不仅要向学生教授专业的课程知识和技能,还要将思想教育和职业道德规范教育融入其中,引导学生端正学习态度,培养其学习的主观能动性,帮助其养成良好的学习习惯,培养良好的思想品质和工作能力,使学生能在将来的工作中做到爱岗敬业、无私奉献。

二、机械制图的教学要求

1.激趣入门。机械制图是机电专业课程里的一门基础科目,对于每位刚从初中升入中等职业学校的学生来说,他们的学习起点都是一样的,不存在因为基础知识缺乏而出现学习困难的情况。因此,对于初学者,就如孩子的大脑像一张白纸,随便的一涂一抹都会给他们留下深刻印记,这就对课程的安排指明了方向,应在课程的最初,向学生解释说明该课程的学习目的和内容,消除学生的畏难情绪,使学生清楚了解机械制图这门课程的基础性和重要性,了解学好这门课程对于今后工作开展的重要指导意义,从而激发学生的学习兴趣,使其积极主动地进行课程学习。

2.从严要求。机械制图是一门非常严谨、科学的课程,由于其内容极具专业性、科学性,在教学的时候就要教育学生本着科学、严谨的态度,认真学习相关知识。例如尺寸、符号等方面,在教学过程中要严格要求学生认真仔细,培养严谨的工作作风和认真的工作态度。要让学生明白,在将来的工作中,可能由于工作一时的粗心大意,就会影响整个产品的质量或规格,就会给企业或国家造成不可挽回的损失。

三、机械制图的教学现状

目前, 中等职业学校机电专业的学生中男生的数量居多,而男生的普遍特点便是活泼好动、自由散漫、学习基础薄弱、不爱学习。同时中职校学生由于年龄较小,思想不够成熟,因此缺少对人生的规划,学习目标不明确,态度不认真。

同时,由于机械制图课程的教学内容主要以识图绘图为主,需要学生在学习过程中先将平面图形想象成空间立体图形,再将空间图形以平面图纸的方式呈现。机械制图课程被学生普遍认为既抽象又难学,虽然大部分学生已经认识到这门学科的重要性,并且投入了大量的时间和精力,但是最终的学习效果却不是十分理想, 不少学生因而出现畏难情绪,进而对课程学习失去兴趣。

四、机械制图的教学对策———应用多媒体技术教学

鉴于中职校学生的学习现状和机械制图这门课程的特殊性,如何搞好机械制图课程的课堂教学,提高教学效率,是教者们一直探讨的课题。作为一线教师,笔者也作了多年的探索,认为运用多媒体技术教学应该是一个很好的途径。

事实上,在复杂图形比较多的机械制图教学中,教师不可能将每个图形在黑板上一一画出, 如果单靠教师照本宣科,学生可能无法跟上所讲的节奏,很难理解或想象出具体图形,传统的教学模式往往很难达到预期的效果,这时候就需要通过直观清楚的表达方式来进行教学。随着科学技术的进步,多媒体技术越来越多地被应用到机械制图教学中。通过多媒体技术可以给学生提供直观的图像,避免以往的教学缺点,同时锻炼了学生的动手能力,调动了学生的学习积极性。

1.多媒体技术与传统教学方式相结合

多媒体教学方式是对传统教学模式的继承和补充,作为一种教学方式,可帮助教师更好地展示教学内容。举例来说,教学中可以通过计算机绘图软件, 将课程中的物体进行绘制,绘制出三维立体图形,这些图形能在空间中无限地扩大和旋转,这样就便于学生从各个角度观察物体,加深理解,使学生在脑海里构建出相应图形,进而进行自主绘图。这样既能提高机械制图课程的教学效率,也提升了学生的计算机操作能力,可谓是一举多得。当然采用多媒体技术的同时,还不能忽略传统教学,不能单纯依靠多媒体技术,在一些简单的课程内容上仍可以使用传统教学,比如点、线、面的三面投影,我们仍然可以在黑板上演示作图步骤,这样能加深学生的印象。所以在机械制图的课堂上应根据具体的教学内容将多媒体技术与传统教学方式完美结合,以达到最佳教学效果。

2.CAD 技术的应用可极大提高学生动手能力

随着现代科技的发展和迅速传播,不少企业已经告别了手工绘图,取而代之的是计算机绘图,中职学校机械制图的教学要跟上时代的步伐,为社会培养出适应型人才就要引入计算机辅助教学, 将CAD教学应用到机械制图上。常用的CAD软件有AUTO CAD、PRO/E、UG等, 它们在图形功能和造型建模等方面各有千秋,都能够快速高效地绘图且修改方便,大大节省了工作时间,提高了工作效率。我们要求学生在使用CAD软件时,可根据自己的需求构建自己所要的模型,这给学生创造了良好的机会,学生需通过探索新知,想方设法来制作各类模型。教师可通过各种作图比赛、造型比赛来激励学生,以提高他们的机械制图水平和CAD水平。

3.注重多媒体课件的编写质量

多媒体课件是多媒体教学的精髓所在,质量高的课件可以将教学内容充分地展示给学生。将课程内容利用图像、音频等方式制成多媒体课件,使教学内容更加丰富充实,比如在学习组合体视图这个章节时, 教师可将制作组合体的过程,如叠加、切割等,录成视频,配上语言旁白或文字,图文并茂,这样能很大程度地调动学生的积极性,提高学生的学习热情,加深学生的感官认识。当然这对教师信息化水平就提出了很高的要求。学校应大力鼓励教师以多种方式编写多媒体课件,可以适当组织多媒体课件的评比比赛,调动教师的积极性。学校应定期组织多媒体技术培训,通过培训提高教师的计算机水平及编写课件的能力。学校还要对教师编写的多媒体课件加大监督力度,保证课件的质量,对于不合格的课件要及时通知教师加以修正,保障学生在多媒体课堂上的学习效率。

4.建立共享资源的信息平台

建立共享资源的信息平台也是多媒体技术的应用部分之一,随着科技的进步,现代网络技术使共享资源已经变成了现实。学生可以将自己所做的机械产品图样通过平台上传到校内的共享空间,达到与其他同学和老师交流的目的。在交流的过程中,可以了解到自身的不足,然后加以改正,从而提高自己的制图能力。教师也可以将一些优秀的机械设计作品上传到共享资源信息平台,展示给学生,给学生提供范样,帮助学生进步。

制图技术的发展 篇9

关键词：机械制图,三维建模,教学

在计算机应用领域, 三维建模技术是非常关键的一项技术, 最近几年, 我国的计算机整体发展水平呈上升趋势, 同时作为计算机应用中的重要组成部分, 三维建模技术也得到了十分普遍的应用。在机械专业当中, 机械制图是一门基础性课程, 但是这门课程所学的知识比较晦涩难懂, 很多学生都无法很好的掌握相关的知识, 而如果能够在教学的过程中采取三维建模技术, 就可以提高知识本身的直观性, 对学生掌握知识具有十分积极的作用。

1 传统机械制图教学存在的问题

《机械制图》是很多工科院校设置的一门必须掌握的基础性课程, 这门课程主要是让学生对正投影法基本理论和国家制图标准的相关规定予以充分的了解。此外在教学的过程中还要不断的锻炼学生的思维, 让学生通过学习充分的掌握绘图和读图的方法, 而这些能力也是每一个工程技术从业者必须要具备的专业能力, 但是这门课程一般都是在一年级的时候就开设, 学生没有实践经验, 而且课程内容又比较抽象, 所以很多学生都无法正确的掌握知识的要点。在传统的教学中, 上课的时候, 教师会使用一些模型或者是平面图, 这样就使得学生对图形有了更加全面的认识但是这些模型本身就比较笨重, 这样一来就给教师上课带来了很大的不便, 而且模型也不是很全, 不能根据课程的实际需要对其进行变更和处理, 这些模型的复杂程度较高, 所以制作的时候也需要大量的资金投入, 如果使用三维建模技术就可以很好的弥补这些方面存在的不足。

2 三维建模技术

机械制图当中主要研究的就是工程图样, 它是通过一组平面图来对三维形体进行展现和阐述, 很长时间以来, 工程图样一般就是技术工人进行生产和技术交流的一个非常重要的辅助工具, 同时对人们的生产和生活产生了非常积极的作用, 工程样图在应用的过程中具有非常好的度量性, 但是它不是非常的直观, 以往所使用的方法是设计人员在自己的思维当中首先构造出产品的立体模型, 之后将其用二维图形的模式展现出来, 在经过了一定的加工和改进之后将其制作完成。当前我国的计算机科学技术不断的发展, 同时绘图的质量和速度都有了非常大的提升, 三维建模技术的应用使得整个设计的过程和模式都发生了非常大的变化, 其自身的直观性和空间性更强, 同时在设计的过程中也可以和其他的软件形成更加默契的配合。三维建模技术在近期有了非常明显的发展, 同时其应用的范围也越来越广。

3 三维建模技术在教学领域的应用

在使用三维建模软件的过程中, 其可以十分便捷的建立某一个物体的三维模型, 在教学的过程中将其立体图展现给学生, 同时还可以根据实际的需要对模型的质感以及颜色等进行适当的调整, 从而也就使得模型和真正的实物完全一致, 这样就可以使其在各种角度旋转之后还能对其采用不同的角度观察, 同时还可以根据实际的情况对模型进行适当的调整。比如说可以在讲解截交线的时候将立体面的交线调整成其他的颜色, 这样就能够将其突出的重点展现出来, 学生也可以在这一过程中更好的对物体本来的形状进行了解, 同时还能根据实际的情况对立体的大小尺寸以及其相应的位置进行适当的改变, 在这一过程中也可以根据其实际的情况创建一个实体类的模型, 借助一些组合的方式, 教师就可以对整个切割的顺序进行全方位的演示, 学生在这一过程中也可以看到每一步的演示过程, 从而也对整个过程都有更加全面和深刻的了解, 而这一部分如果依靠传统的方式是很难让学生理解的, 所以使用三维建模的方式就可以十分有效的帮助学生理解这一部分的内容。在教学的过程中也可以将已经装配好的部件全部拆卸下来, 这样就可以对其相对位置进行更加全面的了解, 学生在这一过程中也可以对其运行的原理予以全面的控制。不断的改善学生作图和读图的能力。

大部分的三维建模软件都具备非常好的功能性, 其可以很好的生成一些二维工程图, 教师在讲解相正投影法的时候就可以用三维建模的方式对其进行演示, 这样也就使得学生对三视图形成的过程有更加深刻和全面的理解。

三维建模软件制作的模型精度高、形象逼真、色彩丰富, 可以及时根据教学内容的调整方便快捷地进行修改, 满足教学中对模型种类及数量的需要, 达到降低成本、提高教学质量的目的。利用这些软件在课堂上现场演示, 一方面, 可以加强教师与学生的交流, 使抽象的问题具体化, 加深学生对课堂知识的理解和掌握, 有利于激发学生的观察力、想象力;另一方面, 还可以提高学生对本课程的学习兴趣, 使学生养成独立思考的习惯, 逐渐提高学生的空间想象能力和空间分析能力, 大大提高教学效率, 并为后续的课程打下良好的基础。

零部件测绘是机械制图教学过程中不容忽视的一个重要的环节, 它将以往所学的知识有机的结合在一起, 所以在实际的教学中, 教师完全可以使用三维建模软件对零部件的安装次序以及其作用的基本原理进行详细的介绍。

在组合体视图画法的教学中, 题型多为补画第三视图和补缺线, 要求学生由三视图想象出空间三维实体的形状, 学生在学习过程中常常因想象困难而导致不愿想、想不清, 不能完成视图补画及线条补画, 而老师讲解起来也很困难, 其结果就是学生很难画出正确的三视图。现在可以借助三维建模软件, 方便快捷地建立物体的三维模型, 逐步向学生演示组合体的形成过程, 使他们建立起二维视图和实物模型之间的对应关系, 逐步培养学生的空间思维能力。

在讲解截交线、相贯线时, 可以直观地将立体表面的交线修改成其他的颜色, 着重表示或者从立体上提取出来, 加强学生对其形状的了解;也可利用三维建模软件的参数化功能, 修改立体的尺寸或相对位置, 观察截交线、相贯线的变化。

剖视图是表达机件内部形状和结构的常用方法, 学生在学习中往往不知道如何合理选择剖切方法及剖切平面的剖切位置, 在作图时搞不清哪些部分被剖切平面剖切, 哪些地方要画剖面线。于是我们可以先对几何体造型, 然后在不同位置对几何体进行剖切, 并生成工程图, 引导学生分析剖切位置对剖视图画法的影响, 由学生发现最合理的方法, 教师进行归纳总结, 从而加深对剖视图画法的理解。

4 结语

使用三维建模的方式可以非常有效的提高工程图纸的直观性和生动性, 同时, 将三维建模技术和机械制图教学充分的结合在一起, 能够使得学生更加全面的掌握相关的知识点, 同时学生的学习质量和学习效率也得到了显著的提升, 对学生后续的学习奠定了良好的基础。

参考文献

[1]朱凤春.机械制图教学方法探究[J].职业, 2012 (08) .

[2]刘丽芝, 刘蜀.浅谈项目教学法在机械制图中的应用[J].科技信息, 2012 (20) .