师：今天和大家一起来学习计算机辅助设计。这部分内容包含两个任务：一是计算机辅助设计的特点及应用；二是应用计算机辅助设计软件绘制设计图。下面我们进入第一个任务的学习。
在上次课结束时，布置了一个课后拓展：请大家绘制台灯加工图样并标注尺寸。有的小组画得很快，但图样美观性欠缺，表现在擦除的图线留有痕迹，线条质量粗糙。有的小组图纸既美观又准确，但绘制得很慢。这组同学说，遇到中间出错，橡皮擦除导致不美观时，他们又重新拿了一张A4纸开始画，所以用了很多时间。还有一组同学让我们很惊讶，他们用了计算机软件绘图，并把图纸打印了出来，其他组的同学都很羡慕。那么今天，我们就来了解一下这些计算机辅助设计软件，看看它们是怎么协助我们工作的，有什么样的特点，以及应用范围。
计算机辅助设计，是指计算机帮助设计人员进行设计工作，英文表达是computer AIDED design，简称CAD。它是人和计算机相结合、各尽所长的新型设计方法。在设计过程中，人可以进行创造性的思维活动，完成设计方案构思、工作原理拟定等，并将设计思想、设计方法经过综合分析，转换成计算机可以处理的数字模型和解析这些模型的程序。在程序运行中，人可以评价设计结果，控制设计过程。而计算机可以发挥其分析、计算和存储信息的能力，完成信息管理、绘图、模拟优化和其他数据分析任务。一个好的计算机辅助设计系统，既能充分发挥人的创造性作用，又能充分利用计算机的高速分析计算能力，找到人和计算机最佳结合点。
CAD已在各个领域得到广泛应用，比如说建筑设计、电子电气科学研究、机械设计、软件开发、机器人、服装业、出版业、工厂自动化、土木工程、地质、计算机艺术等行业。CAD带来的收益包括降低了产品开发成本，提高了生产力，提高了产品质量，并且加快了新产品上市速度。
我们选了几种计算机辅助软件，来看看它们的特点和应用场合。第一款软件Casa电子图版，是一个开放的二维CAD平台，易学易用，稳定高效，性能优越。3D实体设计，集创新设计、工程设计、协同设计于一体。Caesar是一款高效、便捷、智能化的通用中文设计绘图软件，它可以进行零件图、装配图、工艺图表、平面包装的设计，在建筑、机械制造、航天航空、纺织行业都适用。
介绍第二种软件，Autocad是一种计算机辅助设计软件，可依靠它来创建精确的二维和三维图形。前面介绍的Cosa软件，是由北京数码大方科技股份有限公司开发的国产CAD软件。而Autodesk软件，是由美国的Autodesk公司开发的，产品Autocad结合专业化的工具包，可以为设计人员节省宝贵的时间。现在我们看的视频是在绘制机械图样，当Autocad和mechanical工具结合起来，可以更快地创建机械设计。Autocad是通用设计软件，在很多行业都可以用，比如说建筑、机械、道路、电器控制、平面设计、服装设计等等，它的强项是二维设计，三维设计是它的弱项。美国的Autodesk公司不仅有Autocad软件，还有很多优秀的其他计算机辅助设计软件，下面我们就来介绍其中的几个。
这是我们介绍的第三种软件，event软件是一个专门以机械设计为主要设计目标的软件，它提供了专业级的三维机械设计文档编制和产品仿真工具，可以进行参数化建模，进行部件装配，也可以转化为工程图，它的强项在三维设计上面。三款软件我们主要看到是用在工程上，那下面我们来看看其他行业中的应用，比如说电影制作、游戏制作、室内家具设计等等方面的应用。
第四款要介绍的软件就是3DMAX软件，这个软件提供了丰富而且灵活的工具组合，通过全方位的艺术控制打造高级设计。这个视频是《奥维尔号》太空大战中的片段，其中3DMAX就参与了制作。这个软件可以打造游戏中的宏伟世界，对建筑进行可视化、高质量的渲染，对内部细节和对象进行精细建模，通过动画和视觉特效使角色和特征栩栩如生。另一款软件是玛雅软件，这个软件中使用了直观的建模工具，设置三维对象和场景的造型，它可以创建逼真特效，从爆炸到布料仿真，从雪和沙子到沙尘暴。在制作一个产品的时候需要很多软件联合起来使用，接下来我们就来看看一个综合使用多种计算机辅助软件的制作流程，其中用到了玛雅、3DMAX、阿诺德、motionbuilder软件，阿诺德是一个做渲染的软件，Motionbuilder是一个三维设计软件。下面我们一起来看一下它会制作一个什么样的场景呢。
现在大家看到这样一个场景，飞行器在山体前飞过，这个场景如何制作的呢？首先是草绘，概念化的图形绘制，制作出飞行器的结构。现在这是一款强大的3D激光扫描与摄影项目测量软件，它先是通过无人机拍摄真实3D的照片和视频，导入到软件，再做处理生成场景，再用3DMAX进行动画布局。MBOX软件是数字雕刻软件，进行超精细的三维制作。再用Maya软件进行视觉效果开发。这是用阿诺德软件，能进行交互式的渲染，可以进行批量的渲染，也就是调整光源、颜色、材质、属性、纹理等等，使动画获得更好的效果。下面我们要来看看国产大飞机与计算机辅助设计。
飞机制造业是工业体系自诞生以来工业领域最复杂、最高端的装备制造业，被称为工业领域的皇冠。飞机的设计与生产只有与现代计算机技术实现了深度融合以后，才能够有更优化的设计和更精湛的工艺。运20“鲲鹏”、C919干线客机、AG600“鲲龙”水陆两栖飞机，是我国大飞机发展战略中的“三剑客”，其在研制中广泛采用了计算机辅助设计技术。下面我们一起见识一下。
“三剑客”之运20，是我国依靠自己的力量研制的一种大型多用途运输机，可在复杂气象条件下执行各种物资和人员的长距离航空运输任务。运20是世界上第一个由发展中国家自主研制的大飞机，说明我国已经正式迈入了拥有大型运输机的国家之列，这是很值得骄傲的事。在运20研发过程中，我们采用了MBD技术，我们通过一个视频来做一下简单的介绍。
（播放视频）
军武对面，军民共同的节日。MBD技术将所有的尺寸、公差、工艺乃至物料信息集成到相应三维数字模型中，在设计人员和施工人员间建立起一套统一的数据体系。这一思想最早由美国波音公司提出标准，但因传统的设计理念过于根深蒂固，在国外也只有少数几家航空企业将其运用到了实践中，多数企业即便引入了计算机辅助设计，依然需要从三维模型转化成平面图纸才来进行生产。中国航空业的数字化基础远远不如美国，且各院所间的规范标准也不尽相同，但大运团队决策层顶着巨大的阻力，在大运团队全线推行MBD技术，并下令一律不得发放传统图纸。对许多老员工而言，这无异于将他们过去数十年的经验归零，但为将这个不可能的任务变为现实，这却是一道必须经历的阵痛。
有了MBD技术为基础，在线关联设计技术也很快在大运的研制团队中推行开来。这一技术通过引入骨架与接口的概念，在上游设计人员与下游设计人员间实现了设计迭代过程的无延时交互。与此同时，大运团队还投入大量精力对各院所的硬件系统进行升级，建立起了一个空前庞大的数字化异地协同研制平台。至此，这支机构遍布全国、人数不超过30万的队伍，真正实现了在同一目标下的同步。运20的研制进度开始以难以想象的速度飙升。建立在数字化基础上的这三大革命，将大运工程的研发效率提升到了一个前所未有的水平。放眼全球，除了大运工程外，也只有波音公司在研制波音787时将数字化的深入程度推进到了如此地步。有了革命性的研发模式为后盾，中国航空人终于能在设计与制造中做出大胆的突破了。