建模技術是CAD的核心技術，建模技術的研究、發(fā)展和應用，代表了CAD技術的研究、發(fā)展和應用水平。
%Gv8 ]Yb -(ABQgSO] 1. 二維CAD技術的發(fā)展
TnCN2#BO .{*V ^ [. CAD技術起步于50年代后期。進入60年代后，CAD技術隨著在計算機屏幕上繪圖成為可能而開始迅速發(fā)展。人們希望借助此項技術來擺脫繁瑣、費時和低精度的傳統(tǒng)手工繪圖。當時，CAD技術的出發(fā)點是用傳統(tǒng)的三視圖方法來表達零件，以圖紙為媒介進行技術交流，這就是二維計算機繪圖技術，CAD的含義僅僅是圖板的替代品，即Computer Aided Drawing的縮寫。以二維繪圖為主要目標的算法一直持續(xù)到70年代末期。隨著技術的發(fā)展，CAD系統(tǒng)介入產(chǎn)品設計過程的程度越來越深，系統(tǒng)功能越來越強，逐步發(fā)展成為真正的計算機輔助設計（Computer Aided Design）。
7xz|u\?_2 X~G!{TT_x6 2. 曲面造型技術與三維CAD系統(tǒng)的發(fā)展
A#\NVN8sk 0sLR5A 60年代出現(xiàn)的三維CAD系統(tǒng)只是極為簡單的線框式系統(tǒng)。這種初期的線框造型系統(tǒng)只能表達基本的幾何信息，不能有效表達幾何數(shù)據(jù)間的拓撲關系。由于缺乏形體的表面信息，CAM及CAE均無法實現(xiàn)。
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"N4! 70年代飛機和汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展給三維CAD帶來了良好的機遇。為了解決飛機和汽車設計制造中遇到的大量自由曲面問題，法國人提出了貝賽爾算法，使得人們用計算機處理曲線及曲面問題變得可以操作，同時也使得法國的達索飛機制造公司的開發(fā)者們能在二維繪圖系統(tǒng)CADAM的基礎上，提出以表面模型為特點的自由曲面建模方法，推出了三維曲面造型系統(tǒng)CATIA。CATIA的出現(xiàn)標志著計算機輔助設計技術從單純模仿工程圖紙的三視圖模式中解放出來，首次實現(xiàn)了在計算機內(nèi)較完整地描述產(chǎn)品零件的主要信息，同時也為CAM技術的開發(fā)打下了基礎。曲面造型系統(tǒng)帶來了第一次CAD技術革命，它改變了以往只能借助油泥模型來近似表達曲面的落后的工作方式。
b7p&EK"Hm %70sS].@ 曲面造型系統(tǒng)帶來的技術革新，使汽車開發(fā)手段有了質的飛躍，新車型開發(fā)速度也大幅度提高，許多車型的開發(fā)周期由原來的6年縮短到約3年。汽車工業(yè)對CAD系統(tǒng)的大量采用，反過來也大大促進了CAD技術本身的發(fā)展。
A90o X1l eI/9uR% 3. 實體造型技術與三維CAD系統(tǒng)的發(fā)展
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+<&;( udMDE=1~L 80年代初，CAD系統(tǒng)價格依然令一般企業(yè)望而卻步，這使得CAD技術無法擁有更廣闊的市場。為使自己的產(chǎn)品更具特色，在有限的市場中獲得更大的份額，以CV、SDRC和UG為代表的系統(tǒng)開始朝各自的發(fā)展方向前進。70年代末到80年代初，CAE和CAM技術也有了較大發(fā)展。表面模型使CAM問題基本得到解決。但由于表面模型技術只能表達形體的表面信息，難以準確表達零件的其它特性，如質量、重心和慣性矩等，對CAE十分不利。在當時星球大戰(zhàn)計劃的背景下，為降低巨大的太空實驗費用，許多專用分析模塊得到開發(fā)�；趯AD/CAE一體化技術發(fā)展的探索，SDRC公司于1979年發(fā)布了世界上第一個完全基于實體造型技術的大型CAD/CAE軟件──I-DEAS。實體造型技術能夠精確地表達零件的全部屬性，有助于統(tǒng)一CAD、CAE和CAM的模型表達，給設計帶來了方便，代表著未來CAD技術的發(fā)展方向。但實體造型技術在帶來了算法的改進和未來發(fā)展希望的同時，也帶來了數(shù)據(jù)計算量的極度膨脹。在當時的計算機硬件條件下，實體造型的計算及顯示速度很慢，離實際應用還有較大的差距。另外，面對算法和系統(tǒng)效率的矛盾，許多贊成采用實體造型技術的公司并沒有下大力氣進行開發(fā)，而是轉向攻克相對容易實現(xiàn)的表面模型技術。在以后的10年里，隨著硬件性能的提高，實體造型技術又逐漸為眾多CAD系統(tǒng)所采用。
C2<!.l 0j F~cV 4. 參數(shù)化技術與三維CAD系統(tǒng)的發(fā)展
_jQ"_Ff M8oI8\6[ 進入80年代中期，CV公司提出了一種比無約束自由造型更加新穎的算法——“參數(shù)化實體造型方法”。這種方法的特點是，基于特征、全尺寸約束、全數(shù)據(jù)相關和尺寸驅動設計修改。由于在參數(shù)化技術發(fā)展初期，很多技術難點有待于攻克，又因為參數(shù)化技術的核心算法與以往的系統(tǒng)有本質差別，采用參數(shù)化技術，必須將全部軟件重新改寫，因而需要大量的開發(fā)工作量和投資。同時，由于當時CAD技術應用的重點是自由曲面需求量非常大的航空和汽車工業(yè)，參數(shù)化技術還不能提供解決自由曲面問題的有效工具，所以這項技術當時被CV公司所否決。
oD XUa5x _ko16wfg 參數(shù)技術公司（Parametric Technology Corp.，PTC）就在這樣的環(huán)境下應運而生。PTC推出的Pro/E是世界上第一個采用參數(shù)化技術的CAD軟件，它第一次實現(xiàn)了尺寸驅動的零件設計。80年代末，計算機技術迅猛發(fā)展，硬件成本大幅度下降，很多中小型企業(yè)也開始有能力使用CAD技術。處于中低檔的Pro/E軟件獲得了發(fā)展機遇，它符合眾多中小型企業(yè)CAD的需求，從而獲得了巨大的成功。進入90年代后，參數(shù)化技術變得越來越成熟，充分體現(xiàn)出其在許多通用件、零部件設計時的簡便易行等方面的優(yōu)勢。
dd@qk`Zl&A T XWi5f[ 5. 變量化技術與三維CAD系統(tǒng)的發(fā)展
$z)r(N$ E9!u|&$S 參數(shù)化技術在90年前后幾乎成為CAD業(yè)界的標準，許多軟件廠商紛紛起步追趕。由于CATIA、CV、UG、EUCLID等都已經(jīng)在原來的非參數(shù)化模型基礎上開發(fā)或集成了很多其它應用，開發(fā)了許多應用模塊，所以，重新開發(fā)一套完全參數(shù)化的造型系統(tǒng)困難很大，因為這樣做意味著必須將軟件全部重新改寫。因此這些公司采用的參數(shù)化系統(tǒng)基本上都是在原有模型技術的基礎上進行局部的、小規(guī)模的修補。這樣，CV、CATIA和UG在推出自己的參數(shù)化技術時，均宣傳其采用了復合建模技術。
3i/$YX5@ za ` 復合建模技術把線框模型、曲面模型及實體模型疊加在一起，難以全面應用參數(shù)化技術。由于參數(shù)化技術和非參數(shù)化技術內(nèi)核本質不同，用參數(shù)化技術造型后進入非參數(shù)化系統(tǒng)，還要進行內(nèi)部轉換才能被系統(tǒng)接受，而大量的轉換極易導致數(shù)據(jù)丟失或產(chǎn)生其它的不利情況。
`BG{\3> G'{$$+U^K 90年代初，SDRC公司的開發(fā)人員以參數(shù)化技術為藍本，提出了“變量化技術”。1990至1993年，SDRC投資一億多美元，將軟件全部重新改寫，推出了全新體系結構的I-DEAS Master Series。
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