第1章 CAD理论基础及应用(第一次课)

1、计算机辅助机械工程引 言一、 课程性质限选课： “计算机辅助机械工程”MCAE课程的范畴。二、 课程成绩考试成绩：一是平时成绩（上机作业平时点名；）二是课程考试（基础性、知识性、思路性的考试）。成绩比例分配大约平时占60%，考试占40%。三、讲课内容本课程包括两大内容：CAD理论基础部分和计算机辅助机械工程的几个实用高级软件。包括三种软件：（AutoCAD 2005大家已学习本次课程不讲）；Pro/ Engineer ( 高级设计制造软件)；Pro/ Engineer CAM技术（数控加工）； ANSYS有限元分析软件； 【ADAMS；】机构动态仿真分析学习重点：Pro/ E（正版20.0版）

2、和ANSYS软件（正版5.4版）。四、学习方法课堂教学为主：软件的使用基本方法、思路；使用技巧和实际应用。上机实践为副：掌握基本功能的操作，有清晰的解决实际问题思路。Pro/E参考书： Pro/Engineer 2000i零件造型使用教程，钟建林主编，机械工业出版社，38元。本书较好，内容丰富全面，价格适宜，其他书很贵。ADAMS参考书：虚拟样机技术及其在ADAMS上的实践，西北工大。原始课程大纲：机械设计虚拟样机技术；机械工程分析技术；机械设备动画仿真技术；机械产品的反求工程技术第1章 CAD理论基础及应用（知识性内容）1.1 CAD系统的概述CAD 是计算机科学与工程设计学科相结合形成的新

3、技术，是先进制造技术的重要组成部分。一、MCAE（计算机辅助机械工程）概述MCAEComputer Aided Mechanical Engineering计算机辅助机械工程中国石油大学，将“计算机辅助机械工程基础”作为机械电子硕士生学位课。主要内容：CAD基础知识；Pro/Engineer；ANSYS；【ADAMS；】 （一）计算机辅助机械工程内容计算机辅助机械工程是一新兴学科，也是机械系统辅助工程。它包括: 计算机辅助设计、计算机辅助绘图、计算机辅助制造、计算机辅助工艺设计、有限元结构分析、机构动态分析、反求技术等。1. CAD 的内函CAD 是先进制造技术的重要组成部分；CAD技术的开发

4、与应用水平，是衡量一个国家制造业现代化程度的重要标志之一；CAD也是计算机集成制造系统（CIMS：设计、分析、加工工艺、制造一个集成体系）的一项核心技术。（1）CAD 字面两种含义CAD Computer Aided Design计算机辅助设计内含丰富：包括设计理论基础、造型（绘图）、分析等。CADComputer Aided Drawing计算机辅助绘图 Drafting (草图)通常所说的CAD软件大多指的是计算机辅助绘图软件。（2）代表软件AutoCAD（美国Autodesk公司开发的作图软件包）；Pro/Engineer（美国PTC参数公司）（专门重点学习）；CAXA-CAD/CAM北

5、航海尔软件公司，是北航大、海尔、美国C-MOLD三家联手开发的CAD软件。Solidworks；Solid edge；开目KMCAD，国产二维CAD。（3）我国CAD软件大多国产CAD软件都以AutoCAD为平台所开发的软件。（4）应用ACAD软件的技术与经验在我们应用CAD技术中积累丰富经验，并做了很多开发应用工作。如下：（AutoCAD开放性CAD软件）加入用户菜单便于从菜单中插入内容，编辑ACAD.MNS主菜单原文件，此文件为ASCII文件，根据格式添加“命令”、“单击”、“注释”。ACAD.MNS文件在ACADSUPPORT子区下。文件中，POP0POP10 为下拉菜单项。格式实例：*

6、POP1 （下拉菜单区，为主区域）*FILE （为副区域）ID_MnFile &File (文件下拉菜单) ID_New &New.Ctrl+NCC_new ID_Open &Open.Ctrl+OCC_open -ID_Save &SaveCtrl+SCC_qsave ID_Saveas Save &As.CC_saveas ID_Export &Export.CC_export -ID_Config P&rinter Setup.CC_config ID_Preview Print Pre&viewCC_preview ID_Print &Print.Ctrl+PCC_plot -最前面以

7、“ID_功能名称”来表示。“ID开头是身份注解，如ID_NEW。identity“ ”方括号内容是菜单功能名称和使用的快捷键；“&”表示随后的字符画上底线，表示Ctrl+该字符，快捷执行命令。CC：中断当前执行命令，执行后续命令。最后为执行命令，点击菜单执行后面内部命令。ACAD.MUN 主菜单样本文件（ASCII文件），其中包括ACAD.MNS的内容。ACAD.MNC是由ACAD.MNS经编译成的可执行的菜单文件。MENU命令：装入ACAD.MNS的菜单文件命令。MENULOAD命令：装入执行菜单文件命令。用户样板图形处理（作图环境处理）：在用户样板图形中设置应用线性、标注参数技术、图层及内

8、容。几个主要标注技术参数：尺寸变量设置DIMTIH 尺寸文字方向 尺寸文字永远水平；OFF 随尺寸方向变，应设OFF。DIMTAD 尺寸文字位置 文字在尺寸线中间；ON文字在尺寸线上，应设为ON。R14、ACAD2000 版本“0”文字在尺寸中间，“1” 文字在尺寸线上。DIMZIN: 去迁到零为4；去掉小数尾零，设为8；去前导和尾零为12。文字镜射不反写设定用SETVARMIRRTXT1文字反象；0文字保持原样（应设）。属性块应用将常用的机械符号做成参数可变的有属性图形块。【概念：给块加上属性功能，用来标记块的特征，属性内容为块的一部分存于块中。所谓属性就是块中可变的不固定的东西使它作为块的

9、属性。例，粗糙度符号不变，数值可变将值定义为块的属性，插入块时输入变值。属性定义：先作块固定部分，即图形；用ATTDEF命令定义属性（下拉菜单中DRAWBLOCKDefine Attribute、屏幕菜单Draw2Ddattdef选出现对话框）：tag （标签）属性代表符号；prompt属性提示，供插入时提示，例，输入粗糙度；给缺省值；书写文字定义块（用BLOCK）和写块（WBLOCK）（包括属性）LISP程序Auto CAD存在许多缺陷，例细实线圆、多义线逐条编辑等，为克服CAD中缺点开发有效应用的LISP程序，同CAD命令一样随便调用，尤其将WORD文字插入图形界面中是当时新举措。Auto

10、LISP 是AutoCAD内部使用的LISP语言。它是一种表语言（程序行均用括号括起来），程序的运行可在AutoCAD中作为一条命令执行。图形交换接口技术与各种软件的图形交换，只要弄清输出与输入格式对等即可。扫描图形转换成CAD格式。转换成功但转换后的直线成为多段错位线，效果不理想，直线段成为多条折线段。AutoCAD可接受的扫描图文件格式：.TIF（或tiff）Tag Image File Format；.PCX（Word也可直接调用，占空间小。）；.GIF （graphics Interchange format 图形交换格式），（Word也可直接调用）；AutoCAD可插入扫描图新格式有

11、：扫描图传送到ACAD应用思路：*经扫描获取选定格式的扫描光栅图形。*在ACAD中插入光栅。Insert Raster Image，首次应用CAD划分有限元网格应用到SAP91中。将带有网格的CAD图形转换成DXF图形交换格式的图形文件，将ASCII格式的DXF图形文件作为程序可读取的数据文件，程序读数网格节点坐标（用行读取命令读取，截取有用的坐标值部分。），很少有人考虑这样做。【早期的有限元分析手工划分网格，统计节点坐标，用CAD划分的单元接点图转换成DXF，其中含有格线交叉点的坐标，有限元分析中人工生成的数据文件，需要这些坐标值。节点的坐标值获取用高级程序的行读命令得到。】利用CAD三维造

12、型绘制3DMAX所需的动画图优越无比。用ACAD中的VPOINT视点，投影方便，绘制图形准确。利用AutoCAD实体造型生成层叠块状实体，由DXF格式存入，然后SAP91程序接收实体块状有限元结构图。CAD中进行编辑幻灯片：插入图块要使之显示图形图标，必须使用幻灯技术由用户自己开发。即点击插入命令，出现图形可视对话框。简命令处理文件：编辑ACAD.PGP文件，在ACADSUPPORT子区下。简命令格式实例，从ACAD.PGP文件中截选部分常用的简命令。现在版本简命令内容齐全，不需要自己编写，但需要了解其内核。用简命令作图快，我们一直有使用简命令的习惯。A, *ARCAA, *AREAAL, *

13、ALIGNAR, *ARRAYAT, *DDATTDEFB, *BLOCKBH, *BHATCHBR, *BREAKC, *CIRCLECH, *DDCHPROPCO, *COPYD, *DDIMDI, *DISTDO, *DONUTDT, *DTEXTE, *ERASEED, *DDEDITEX, *EXTENDEXIT, *QUITEXP, *EXPORTF, *FILLETG, *GROUPH, *BHATCH-H, *HATCHHI, *HIDEI, *DDINSERT-I, *INSERTL, *LINELA, *LAYERLI, *LISTLS, *LISTLT, *LINETYP

14、ELTS, *LTSCALEM, *MOVEMI, *MIRRORML, *MLINEMT, *MTEXTO, *OFFSETP, *PANPE, *PEDITPL, *PLINEPO, *POINTPU, *PURGER, *REDRAWRE, *REGENRO, *ROTATES, *STRETCHSC, *SCALESN, *SNAPST, *STYLET, *MTEXTTR, *TRIMX, *EXPLODEZ, *ZOOM 07-1-22. CAEComputer Aided Engineering 计算机辅助工程分析代表软件： 紫瑞CAE（ZRCAE） 国产自主版权傻瓜有限元软件。

15、紫瑞CAE“傻瓜”版软件是一个与三维 CAD软件无缝连接的有限元分析软件，主要用于结构分析计算。是国家科技部“九五”科技攻关专题机械CAE系统产业化开发项目中推出的具有自主版权的通用软件。 紫瑞CAE“傻瓜”版软件是由郑州机械研究所、中科院计算数学与工程计算研究所、郑州紫瑞软件有限公司共同开发的商品化工程软件。可进行装配级、多单元组合结构的线性、非线性静力、动力响应分析，模态分析，屈曲分析，稳态瞬态温度场及热应力分析。V1.1教学版可免费下载. SAPSAP程序较早从美国引进我国，是我们中大多数人早期使用有限元程序的软件之一。属于线性有限元程序，桁架结构和钢架结构的计算分析更具有特色。SAP9

16、1就有前后处理程序模块，目前SAP2000桁架结构建模简单。ADINA 属于非线性有限元分析程序。ADINA公司1986年始创于美国麻省。广泛的工程问题求解类型：线性、非线性，静力、动力，传热，计算流体动力学，流-固耦合等。与设计造型软件： Pro/E，PATRAN，UG，SolidEdge，SolidWorks等直接连接。NASTRAN （MSC.Nastran）美国宇航局的飞机着陆系统有限元分析软件。 ANSYS 线性、非线性多物理场有限元分析软件。机械（机构）、结构、电磁、热、流体，国内应用最广泛。有正版权（专门重点学习）。Strucad*3D桁架、钢架和板壳结构分析有限元软件。在我国应

17、用不太广泛，主要原因是此软件主要针对最常见的工业结构进行数值求解。在求解桁架、钢架和板壳结构数值模型时较其它大型软件包独具自己的特点和优势。ABAQUS 非线性、三维结构、动态有限元分析软件。美国ABAQUS有限公司成立于1978年，专门从事非线性有限元力学分析软件ABAQUS的开发。针对固体结构非线性力学分析。在塑性和大变形分析中独具特色。ABAQUS公司在中国已有20多个国内商业用户，有近50所大学采用ABAQUS作为教学和科研的工具。/ 该软件商业软件太贵，可以租赁使用。国外应用广泛，近5年开发了CAE前后处理模块。（服务于高校23万美元）2003

18、.9.10 中国区首席代表兼总经理来我校介绍该软件（清华大学毕业的博士，原来是ANSYS公司在中国的首席代表）。ABAQUS 服务对象“非线性力学的高端用户”，专门性软件。应用实例，海底输油管线需要移位，不破坏、不影响工作，事先计算多少拉力点、多大拉力、多大拉动速度才能安全可靠。 ABAQUS应力分析实例3. CAMComputer Aided Manufacture计算机辅助加工（制造）Pro/Engineer软件之中包括计算机辅助制造功能。【2002.11,人民邮电出版社，Pro/Engineer CAM技术。】RPM（Rapid Prototyping Manufacturing）快速成

19、形技术。在Pro/E 造型模块中构造零件图形，在加工模块中进行毛坯处理、加工艺处理、选刀具、定义加工路径，加工过程仿真过程演示，转换成自动加工中心接受的加工程序。 (造型方法直接影响加工过程)现在广泛宣传的CAM软件有：MasterCAM 专门加工软件。优点：干净的操作界面、刀具路径参数化、加工参数设定的模块化、丰富的后处理连接库、铣床和车床刀具路径等特色，易学易用。TopSolid CAD/CAM系统：设计模块实现与UG、SoliEdege和SolidWork等数据交换；CAXA-CAD/CAM制造工程师。 4. CAPP Computer Aided Process Planning计算机

20、辅助工艺设计（规程）【最新调查国内企业，CAPP的应用仍为空白。】用计算机辅助制订产品制造过程中规范化的工艺计划，包括制造所需的环境、条件、资源消耗、工作流程及时间节拍。在机械产品的加工过程中应用计算机辅助手段，制订机械加工过程中规范化的工艺计划，其中包括工艺路线卡、工序卡（含工序图）以及检验工序卡等。此系统实质上就是一个工艺过程技术文件档案管理系统。根据零件的相似性，将零件分类和编号，系统把零件分为若干零件族，经专家优化出方案以技术文件存放、调用。在已有典型工艺过程的基础上修改，生成一个新工艺规程。必须有丰富的实际经验。5. CIMSComputer Integrate Manufactur

21、e System(计算机集成制造系统) （1）CIM与CIMS的区别与联系CIM是CAD（计算机辅助设计）、CAPP（计算机辅助工艺规划）、CAM（计算机辅助制造）、MAP（制造资源规划）等的集成。CIMS则是CIM包括的集成内容建立的制造系统，通过计算机及其软件把制造过程中各种分散的自动化系统有机地集成起来。（2）CIMS的体系结构及组成CIMS包括：营销管理、工程设计、产品制造、质量保证和物资保障等五个功能系统，包括有效连接这些系统的支持环境，即计算机网络和数据库系统。 6. ANSYSANalysis SYStem 分析系统（专门学习） 7. ADAMS机构动态学仿真（有正版软件）机械机

22、构的动力与运动分析软件。美国MDI(Mechanical Dynamics Inc.)公司开发的虚拟样机技术商业软件。ADAMS（Automatic Dynamic Analysis of Mechanical System）软件。ADAMS是世界上最具权威性的，使用广范的机械系统动力学分析软件。使用ADAMS软件，可以自动生成包括机电液一体化在内的、任意复杂系统的多体动力学数字化虚拟样机模型。为用户提供从产品概念设计、方案论证、详细设计、到产品方案修改、优化、试验规划甚至故障诊断各阶段、全方位、高精度的仿真计算分析结果。缩短产品开发周期、降低开发成本、提高产品质量。应用AMAMS 完成：“液

23、压往复泵系统仿真”、“双驴头抽油机系统仿真分析”两篇硕士论文。上海航天局805所，1995年用ADAMS软件设计分析了“神舟”飞船太阳电池阵及驱动机构。应用ADAMS软件，进行了多项空间与地面机构的仿真研究。利用ADAMS软件，完成的“导弹发射车模态分析计算与测试”课题，获得了部级科技成果三等奖。ADAMS -抽油机实体模型驴悬点位移图驴悬点速度图8. 反求设计近两年才称叫的技术及术语。与以前的通过测绘产生的图形类似。（1）反求设计的概念基于原型或实物的反求设计是快捷的开发方式，极大的缩短了开发周期。特别是对没有原始几何信息的零件，反求工程是完成零件精确造型的唯一手段。（2）反求设计的实例叶轮

24、的叶片形状复杂，设计的形状和精度对工作性能影响较大。叶轮叶片的曲面形状多由反复试验确定，叶轮批量生产之前，必须将试验样品反求成三维实体。对于不规则叶片截面的叶轮零件，采用激光测量机多位测量，利用计算机辅助几何设计的理论对叶轮进行反求设计，最终求得叶轮的三维实体模型。 原型数字化及点云数据预处理：用接触式和非接触式（激光测量为主），对叶轮表面数据进行测量。获得叶轮基体的弧形线、叶片表面及边界曲线数据。 叶轮特征曲线的提取与编辑：编辑主要是对曲线拟合，使曲线曲率变化均匀连续，形成最终的特征曲线。 创建叶轮的三维实体：（3）用Pro/ENGINEER 实现叶轮反求设计 通过坐标测量机等数据采集设备获

25、取叶片三维数据点，测量工作集中在三条曲线上（两侧曲线和截面曲线）。 测量数据输出文件改写成Pro/ENGINEER要求的格式。 由于测量曲线误差存在，对被测曲线进行光滑拟合处理。创建叶片模型，有了三条曲线，在Pro/ENGINEER中利用扫掠建立三维实体模型。二、 CAD技术产生和发展 （第二次课2006. 9）计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助制造（CAM）机械工业已广泛应用，成为机械工程师不可缺少的技术手段。1. CAM的出现早于CAD。1. CAM 应用，50年代美国麻省理工学院（MIT：Massachusettes Institute of Technology）首次开发了自动控制铣

26、床。2. CAD始于1959年在MIT召开的规划会议。3. 1963年，MIT 发表5篇CAD论文，同年CAD 的先驱者 Sutner Land 开发了 Sketch-PAD （Problem Analysis Diagram问题图表）软件包一种用图表示程序逻辑结构的软件详细设计工具，使用互交图形功能设计。4. 1964年，产生图形拷贝。5. 1967年，交互设计概念，同年提出消除隐藏线算法。6. 1978年，波音公司和通用摩托车公司证实了CAD/CAM集成技术的有效性。三、CAD软件的发展1. AutoCAD的故事（版本）1982年12月诞生1.0版，那时知道的人很少，之后有许多版本问世。我

27、国大多开始使用AutoCAD版本为9.0版（87年9月版）、10.0版（88年10月）、11.0版（过渡版91.11.14）、12.0版（92.6.21）95年见到13.0版模拟版本（94.11.27），97年有14.0版（97.6），98年又出了减肥版AutoCAD LT98，98年4月有了R14.0中文版，99年出了AutoCAD2000（99.3.25），AutoCAD2002 版（2002.1.22），AutoCAD2005 版（2004.2.25）。（1） R10.0版（88.10）应用最广泛，是我国工程人员掌握CAD技术的推广版本，R10.0为我国普及CAD技术立下汗马功劳。主要用

28、于平面作图，完全可满足机械制图要求。使用简单方便。（2） R12.0 （92.6.21问世）95年我国使用者增多，97年开始将R10.0淘汰使用R12.0。主要特点，加强三维作图功能，即实体造型技术（AME：Advanced Modeling Extension），可生成立体图形，进而转换成工程图。（图形产生用并、差、交成布而运算。）（2） R14.0 97.6推出，支持WIN95/NT（WINDOW 新技术）放弃DOS版。98年4月10日R14中文版问世。内部三维造型加强，图标化操作更方便。使用周期较长，至今广泛应用。R14.0后可以实现多选多一线一次性进行改变线宽进行编辑。全部安装可出现【

29、Bous】菜单，其中有多重多义线编辑选项。下拉菜单中【Tools】【Preference】【Files】【Support File Search Path】查看路径。（4）AutoCADLT98又名R15，98年10月日，减肥版50M，增加了“目标探测器”工作区有直接插入图块功能。无实体造型功能，无屏幕菜单。（5） AutoCAD 2000（99.3.25）增加功能较多：多文档设计环境、三维实体加强、CAD设计中心（也称控制板）、增强的对象捕捉功能、三维动态可视、三维编辑功能等。（6）AutoCAD 2002、AutoCAD 2004、AutoCAD 20052. CAD软件向三维实体造型发展

30、大多CAD软件开始向PRO/E建模方式靠拢，即三维实体造型。四、我国CAD应用情况1. 95年在大型企业推广2. 98年开始实施中小企业CAD计划3. 新世纪普及三维CAD技术目前，急需CAD、CAM、CAPP 综合性人才。4. 以前主要应用美国CAD5. 后起之秀CAXA北航海尔软件公司，是北航大、海尔、美国C-MOLD三家联手。产品CAXA-CAD/CAM成为庞大制造业家族，用户超40000。到2002与全国1000所院校或培训机构共建，合作设立“CAXA教育培训中心”，我们学院是其中之一。6. 以色列的Cimatron公司CAD/CAM进入我国高校。7. 源于英国剑桥大学的Delcam优

31、惠支持高校CAD/CAM教育。8. 2002年，SolidWork 和开目CAD（国产CAD软件）免费赠送给我校并作为培训基地。五、CAD技术发展趋势1. 微机化2. 集成化，主要是提高集成水平。3. 智能化，将专家系统技术与CAD技术结合。【判断、评价、决策、优化。】4. 网络化，资源共享。5. 可视化，数据与图形互交。应用是设计虚拟产品，投入生产前已有模型。6. 并行化（Concurrent并发），各性能设计同时进行，保证质量、缩短产品周期。7. 标准化，标准接口、标准库。8. NAD网络时代的辅助设计技术（Net Aided Design）1.2 CAD系统的类型CAD 系统的类型按工作

32、方法及功能大致分为四类：1. 检索型CAD系统主要用于产品结构及零件已实现标准化、系列化及模块化的产品。设计过程中，按代码及给出某些参数的具体数据，即可输出图纸。例一，“机械工程师CAD3000（万能版）”以AutoCAD为平台，建立标准零件库（如螺钉、螺帽、液压符号、焊接符号等），利用插入功能调入相应类型零件，并输入具体参数即可构成符合设计要求的图形。“机械工程师CAD2003 （企业版）”，内容涉及到机械设计手册的标准件，另有轴、齿轮、链轮、凸轮、花健、弹簧设计模块，价值1998元。例二，我们在AtuoCAD开发应用中，利用LISP语言建立标准件材料库。如不同型号的工字钢各参数不同，把所有

33、参数列入程序中，并以一个代号记忆，运行LISP程序（AtuoCAD 中执行LISP程序相当执行一条命令）便自动形成工字钢的图形。2. 自动型CAD系统根据产品性能规格，输入基本参数，不需人工干预，计算机便能依照既定程序，自动完成设计工作，输出产品全部图纸及技术文件。适用设计理论已经成熟、计算公式确定、设计步骤及判别清楚以及资料数据完备的产品。一般是专用CAD系统。如小炼油厂用的蒸馏塔，规格不同，输入基本参数，便设计出全套图纸。实际上我们自己可以利用三维参数造型软件建立抽油机造型，适当改变零件参数可以得到不同型号的全套图纸。3. 交互型CAD系统完全自动设计不易实现，大多CAD系统为交互型。通过

34、人机对话作用实现各种操作，以实现修改、定值及拾取等活动，来达到理想的设计要求。人机交互功能是CAD系统的一个主要特点。4. 智能CAD 系统人工智能技术在机械产品设计的应用，产生机械设计的专家系统，就是智能CAD。主要由知识库、推理机、解释系统、知识获取系统及人机接口等组成。用户给出设计对象的概念、用途、性能及大致的材质等信息，利用系统提供的推理、决策计算及数据处理等各种机制，便能完成产品的详细设计。1.3 CAD系统的支持环境环境包括：硬件、系统软件（主要是程序语言）、支撑软件及计算法。1. 系统软件主要用于计算机的管理、维护、控制及计算机程序的翻译、装入与运行。包括：（1）操作系统：如DO

35、S，WINDOW95/98/2000 ，UNIX（工作站），WINDOW NT等。例R12有DOS、WINDOW版；R14、2000，WINDOW版；Pro/ENGINEER 用于WINDOW NT（WINDOW 新技术，只用于大型专业软件管理。）（2）语言编译系统：用于将高级语言编写的程序翻译成计算机能够直接执行的机器命令。目前CAD系统应用最多的是 Visual BASIC (VB), Visual C/C+, AtuoLISP（R14版本以前使用）, Visual J+, visuleLISP (AutoCAD 2000后使用)2. CAD支撑软件软件支撑是满足CAD/CAM 用户工作需

36、要，而开发的通用软件。（1）计算机分析软件。用于工程设计中各种数值计算分析。较流行的有：ANSYS， SAP91， ABAQUS ，NASTRAN，COSMOS及动力分析软件ADAMS。（2）图形支撑软件系统。分为图形处理语言及交互绘图软件。图形设备驱动程序：国际上普遍采用的是CGI（计算机图形接口）程序包；窗口管理系统：MIT （美国麻省理工学院）推出的X窗口管理软件将有可能成为国际标准。图形文件管理规范：CGM （Computer Graphics Metafile ）已成为国际标准。面向应用的图形程序包：GKS2D （二维）图形程序已成为国际标准，GKS3D （三维）图形程序包在讨论中。a. 二维三维交互处理程序：b. 三维几何造型系统：c. 真实图形生成系统：渲染（3）工