第4講二維CAD系統(tǒng)及開發(fā)技術(shù)簡介

4.1、二維CAD系統(tǒng)功能需求分析4.2、二維CAD系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)4.3、二維CAD系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)4.4、CAD系統(tǒng)圖形交互技術(shù)（選）4.5、二維CAD系統(tǒng)開發(fā)簡介4.6、AutoCAD二次開發(fā)簡介第4講二維CAD系統(tǒng)及開發(fā)技術(shù)簡介1、了解二維CAD系統(tǒng)組成及體系結(jié)構(gòu)2、簡要了解二維CAD系統(tǒng)開發(fā)方法及過程本章目的4.1、二維CAD系統(tǒng)功能需求分析對二維機(jī)械CAD系統(tǒng)的功能基本要求：

集設(shè)計(jì)、計(jì)算與繪圖于一體，實(shí)用化程度高；符合國家有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)；全漢化界面、多級彈出式菜單、圖標(biāo)菜單及對話框等接口形式；提示醒目，操作簡單，容錯能力強(qiáng)，適合從事機(jī)械設(shè)計(jì)的人員使用。想一想：從機(jī)械工程專業(yè)學(xué)生的角度考慮，二維機(jī)械設(shè)計(jì)CAD軟件需要什么功能才能最好的滿足工程設(shè)計(jì)人員的需求。

各種輔助工程繪圖零件計(jì)算與分析漢字標(biāo)注裝配圖自動消隱和明細(xì)表自動生成基于尺寸驅(qū)動的參數(shù)化設(shè)計(jì)交互式參數(shù)化零件建庫工具智能尺寸標(biāo)注與符號標(biāo)注參數(shù)化標(biāo)準(zhǔn)件、常用件、夾具零件庫簡圖符號庫多種信息查詢圖號編碼與管理……二維CAD系統(tǒng)具體功能需求如下：Windows、TCP/IP協(xié)議、DBMS基本圖形定義基礎(chǔ)算法庫交互界面工具圖形庫管理圖形編輯管理圖形顯示管理文件輸入輸出內(nèi)存數(shù)據(jù)管理二次開發(fā)接口數(shù)據(jù)庫專業(yè)應(yīng)用開發(fā)工具尺寸標(biāo)注工具設(shè)計(jì)計(jì)算工具標(biāo)準(zhǔn)件庫工具專業(yè)符號工具查詢管理工具協(xié)同管理工具工藝設(shè)計(jì)工具4.2、二維CAD系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)參數(shù)化管理通用層專用層數(shù)據(jù)層支撐層專業(yè)化應(yīng)用CAD軟件4.3、二維CAD系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)1）基本圖形生成（圖形學(xué)）2）基礎(chǔ)算法庫（數(shù)學(xué)算法庫）3）參數(shù)化技術(shù)4）內(nèi)存管理技術(shù)5）二次開發(fā)技術(shù)6）通用圖形庫技術(shù)7）數(shù)據(jù)交換接口技術(shù)1）基本圖形生成（圖形學(xué)）直線、圓弧、曲線、字符及其它組合圖形的建模、生成與顯示算法等圖形基本算法：如填充算法、裁剪算法、曲線離散、求交計(jì)算等關(guān)鍵在于：效率和穩(wěn)定性2）基礎(chǔ)算法庫基本數(shù)學(xué)運(yùn)算：如矢量計(jì)算、矩陣運(yùn)算、方程求解、插值計(jì)算、優(yōu)化方法等度量、物性計(jì)算：如長度、角度、距離、面積、質(zhì)量等幾何驗(yàn)證算法：如是否平行、垂直、相交、干涉及包容性等判斷檢驗(yàn)等關(guān)鍵在于：效率和穩(wěn)定性3）參數(shù)化技術(shù)參數(shù)化（Parametric）設(shè)計(jì)也叫尺寸驅(qū)動（Dimension-Driven），為用戶提供方便的尺寸定義及圖形的參數(shù)驅(qū)動技術(shù)，用戶可高效繪制、修改圖形。它不僅可使CAD系統(tǒng)具有交互式繪圖功能，還具有自動繪圖的功能。目前參數(shù)化求解技術(shù)大致可分為如下三種方法：（1）基于幾何約束的數(shù)學(xué)方法，又分為初等方法（PrimaryApproach）和代數(shù)方法（AlgebraicApproach）；（2）基于幾何原理的人工智能方法；（3）基于特征模型的造型方法。abdce參數(shù)化管理工具（1）約束定義工具：如共點(diǎn)、共線、共面、平行、垂直、距離、角度等（2）約束求解算法：約束分解、求解序列規(guī)劃、數(shù)值求解、推理求解等（3）變量驅(qū)動管理（變量表）4）內(nèi)存管理技術(shù)內(nèi)存的分配、訪問、碎片收集整理關(guān)鍵在于訪問效率，大內(nèi)存的管理，避免內(nèi)存泄露開發(fā)工具的選擇內(nèi)存管理對系統(tǒng)影響巨大，直接運(yùn)行影響效率例如：部分軟件運(yùn)行多次后，速度明顯變慢，必須重新啟動計(jì)算機(jī)目前，unix操作系統(tǒng)仍然比windows穩(wěn)定，其內(nèi)存管理和系統(tǒng)資源管理更穩(wěn)定（當(dāng)然windows歷史更短一些）。5）二次開發(fā)接口技術(shù)提供通用的調(diào)用接口函數(shù)，便于模塊化，節(jié)省代碼量，便于維護(hù)和擴(kuò)充關(guān)鍵在于平臺的無關(guān)性、兼容性、可移植性外部接口的穩(wěn)定性更難以控制6）通用圖形庫技術(shù)提供通用的圖形庫定義機(jī)制（多用模板機(jī)制），便于構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)件庫、常用零件庫、用戶自定義庫等工具關(guān)鍵在于：圖形庫定義、添加、修改、刪除等維護(hù)機(jī)制，通常采用數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)。標(biāo)準(zhǔn)件庫管理工具：1）各種標(biāo)準(zhǔn)件庫（常用國標(biāo)庫：螺栓聯(lián)接、軸承、齒輪等，汽車標(biāo)準(zhǔn)件庫，飛機(jī)標(biāo)準(zhǔn)件庫等）；2）標(biāo)準(zhǔn)件庫管理（添加、修改、刪除、查詢等）；3）用戶專用零件庫管理（添加、修改、查詢等）。圖形顯示管理：圖形顯示狀態(tài)，如顯示、隱藏；圖形顯示模式，如圖層、線型、顏色；字符顯示，如字體、顏色；圖形顯示流程，從模型定義到設(shè)備無關(guān)的接口，再到顯示設(shè)備。文件輸入輸出管理：文件的輸入與輸出，其它文件格式轉(zhuǎn)換，打印、繪圖等硬件設(shè)備的輸出，文件的加密與解密（包括軟件狗）等。尺寸標(biāo)注工具：尺寸字體、引線、箭頭，直線標(biāo)注，圓弧標(biāo)注，形位公差標(biāo)注，國標(biāo)符號標(biāo)注。專業(yè)符號工具：常用機(jī)械設(shè)計(jì)符號、焊接符號、液壓符號、電器符號、設(shè)備符號、飛機(jī)設(shè)計(jì)專業(yè)符號、汽車設(shè)計(jì)專業(yè)符號等。協(xié)同管理工具：網(wǎng)絡(luò)連接通信服務(wù)，設(shè)計(jì)提交、發(fā)布、交流討論、圖形瀏覽、遠(yuǎn)程訪問PDM數(shù)據(jù)庫。7）CAD系統(tǒng)的其它功能圖形編輯管理：各種圖形的參數(shù)修改，曲線編輯，圖形的切角、過渡、拼合連接、復(fù)制、陣列，圖形的回退（Undo）、重作（Redo）等。4.4、CAD系統(tǒng)圖形交互技術(shù)（選）在現(xiàn)代設(shè)計(jì)過程中，工程師們經(jīng)常使用CAD/CG系統(tǒng)，把自己的設(shè)計(jì)構(gòu)思通過交互設(shè)備輸入到計(jì)算機(jī)中，計(jì)算機(jī)經(jīng)計(jì)算、處理、顯示等過程把工程師輸入的設(shè)計(jì)方案反饋給工程師，如此反復(fù)輸入、反饋、修改，直到滿意為止。在這個過程中，工程師和計(jì)算機(jī)之間不斷交換信息，完成交互任務(wù)，稱為人機(jī)交互。交互技術(shù)也是CG&CAD的一個重要組成部分。人機(jī)交互使用的設(shè)備主要有鍵盤、顯示器、鼠標(biāo)、各種模式識別設(shè)備等。早期的人機(jī)交互通過鍵盤輸入命令，操作系統(tǒng)接到命令后立即執(zhí)行并將結(jié)果通過顯示器顯示。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，操作命令越來越多，功能越來越強(qiáng)。隨著圖形軟件及硬件技術(shù)、模式識別技術(shù)（如語音識別、漢字識別）等輸入設(shè)備的發(fā)展，采用類似于自然語言進(jìn)行交互成為可能。這些人機(jī)交互可稱為智能化的人機(jī)交互。CAD系統(tǒng)圖形交互技術(shù)必要性：人機(jī)交互技術(shù)的發(fā)展1）圖形交互設(shè)備1）物理輸入設(shè)備（硬件設(shè)備）鍵盤(Keyboard)鼠標(biāo)（Mouse）跟蹤球（Trackball）操縱桿（Joystick）數(shù)字化儀（Digitizer）觸摸板（TouchPanel）光筆（LightPen）數(shù)據(jù)手套（DataGlove）掃描儀（ImageScanner）數(shù)碼相機(jī)（DigitalCamera）2）邏輯輸入設(shè)備定位設(shè)備（LocatorDevice）筆劃設(shè)備（StrokeDevice）字符串設(shè)備（StringDevice）定值設(shè)備（ValuatorDevice）選擇設(shè)備（ChoiceDevice）拾取設(shè)備（PickDevice）圖形系統(tǒng)使用邏輯輸入設(shè)備的概念來減少系統(tǒng)對物理設(shè)備的依賴性，提高系統(tǒng)的獨(dú)立性和靈活性。雖然每種邏輯輸入設(shè)備的功能都可以用多種圖形輸入設(shè)備來實(shí)現(xiàn)，但是有些輸入設(shè)備卻比其它設(shè)備更加方便地完成特定的邏輯輸入功能。比如說，鼠標(biāo)和數(shù)字化儀擅長于定位，鍵盤可以方便地輸入字符串，光筆適合在屏幕上拾取圖形。定位設(shè)備用來輸入位置坐標(biāo)，如鼠標(biāo)等輸入一系列坐標(biāo)，是定位設(shè)備的連續(xù)調(diào)用用來輸入一串字符。鍵盤、手寫體識別等用于輸入數(shù)值。如標(biāo)尺、刻度盤等從選擇集中挑選出一個元素，如功能鍵用來拾取屏幕上的一些對象，如鼠標(biāo)等2）圖形交互技術(shù)交互技術(shù)的出現(xiàn)使得圖形系統(tǒng)能提供各種不同的交互功能，使用戶能方便、高效地完成傳統(tǒng)方法做起來較為困難的工作。常用的交互技術(shù)有：對話框、橡皮筋技術(shù)、約束技術(shù)、網(wǎng)格技術(shù)、引力場技術(shù)、拖動技術(shù)、操作柄技術(shù)、菜單技術(shù)等。對話框技術(shù)DialogueBox

用戶常常需要從一個選擇集中選擇多個元素。菜單技術(shù)不適合多選，如彈出式菜單在選擇后就消失。對話框可以解決上述問題。對話框在確認(rèn)關(guān)閉前一直可見。此外，對話框允許用戶從多個選擇集中作選擇，可以提供輸入文本和數(shù)值的區(qū)域，在用戶確認(rèn)之前都可以修改，并經(jīng)用戶確認(rèn)后才消失。對話框圖示橡皮筋技術(shù)RubberBand橡皮筋技術(shù)畫直線就是在起點(diǎn)確定后，光標(biāo)移動定終點(diǎn)時，在屏幕上始終顯示一條連接起點(diǎn)和光標(biāo)的直線，該直線隨光標(biāo)位置移動而變動，就像在起點(diǎn)和光標(biāo)間緊緊地拉著一根橡皮筋。該方法也可畫圓弧、矩形等。橡皮筋技術(shù)畫直線實(shí)際上是不斷地進(jìn)行“畫－擦（與或模式重畫）－畫”簡易動畫過程。即：（1）從起點(diǎn)到光標(biāo)中心點(diǎn)（x，y）處畫圖；（2）擦除起點(diǎn)到光標(biāo)中心點(diǎn)（x，y）處圖形；（3）光標(biāo)移動到新的位置：x=x+△x，y=y+△y（4）轉(zhuǎn)第（1）步，重復(fù)這個過程，直到按下確認(rèn)鍵為止。想一想：橡皮條技術(shù)如何通過畫線方式實(shí)現(xiàn)的。網(wǎng)格技術(shù)Grid網(wǎng)格是另一類約束技術(shù)，它強(qiáng)迫輸入點(diǎn)落在屏幕的坐標(biāo)網(wǎng)格交點(diǎn)上。坐標(biāo)網(wǎng)通常以線網(wǎng)或點(diǎn)陣網(wǎng)顯示在屏幕上，該技術(shù)既可用于畫線，也可用于定位。網(wǎng)格可取同等間隔并且覆蓋整個屏幕，也可以使用部分網(wǎng)格以及在不同屏幕區(qū)域有不同大小的網(wǎng)格。約束技術(shù)是指交互輸入過程中施加特定約束限制條件進(jìn)行圖形交互，如繪制水平線、垂直線、平行線、相切線，給定長度、距離等。CAD中的參數(shù)化技術(shù)是最常見的約束交互技術(shù)。約束技術(shù)Constraint拖動就是將形體在空間移動。選擇拖動功能后，先在作圖區(qū)用定位設(shè)備拾取某個要拖動的物體，再按住鍵移動光標(biāo)，則這個被拾取的物體將隨著光標(biāo)的移動而移動。拖動過程是不斷地進(jìn)行畫、擦、畫的過程。拖動技術(shù)Drag操作柄技術(shù)Handle操作柄技術(shù)可以用來對圖形對象進(jìn)行縮放、旋轉(zhuǎn)等幾何變換。先選擇要處理的圖形對象，該對象的周圍會出現(xiàn)多個操作柄，移動或旋轉(zhuǎn)操作柄就可以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的變換。Undo/Redo技術(shù)在大型CAD應(yīng)用軟件中均提供了一些無限級的UNDO和REDO功能，使用戶編輯修改圖形更加方便。Undo、Redo操作圖形拾取是交互技術(shù)的重要內(nèi)容之一。在交互式圖形系統(tǒng)中，圖形的增、刪、改等操作都是以拾取圖形或拾取圖形的某一位置點(diǎn)為基礎(chǔ)。拾取圖形的速度和精度又極大地影響著交互系統(tǒng)的質(zhì)量。點(diǎn)拾?。狐c(diǎn)的顯示域是以該點(diǎn)為圓心，r為半徑的圓形域，r是系統(tǒng)捕捉精度。鼠標(biāo)位置落在此區(qū)域即拾取成功。直線拾取：判斷鼠標(biāo)位置是否落在直線段的包容盒之內(nèi)，且到直線段的距離是否小于等于系統(tǒng)設(shè)定精度。曲線拾?。呵€在顯示輸出時，己離散成小直線段集，故曲線拾取的算法與某一直線段拾取的算法類似。封閉區(qū)域拾?。阂来闻袆e多邊形邊界上每條線段的顯示域是否包含拾取點(diǎn)，如果該圖案的某一條邊界線段滿足拾取條件，則對該區(qū)域的拾取成功。圖形拾取操作3）菜單技術(shù)Menu菜單是程序提供用戶進(jìn)行命令和操作選擇的可選操作表，其技術(shù)的特點(diǎn)是：（1）可清楚地在屏幕上顯示出可供用戶選擇的全部選項(xiàng)，就像餐廳點(diǎn)菜的菜單一樣，一目了然。（2）可以防止用戶選擇在范圍以外的項(xiàng)目，解決了錯誤命令問題。（3）菜單很靈活，可以改變內(nèi)容。大多數(shù)圖形系統(tǒng)都采用了菜單結(jié)構(gòu)，菜單可是字符串，也可是圖標(biāo)（如工具條），由用戶通過選擇設(shè)備進(jìn)行選擇利用鼠標(biāo)、光筆、觸摸屏等輸入設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)菜單選擇功能。菜單設(shè)計(jì)原則菜單主要分為三種方式：主菜單、下拉式菜單、彈出式菜單。主菜單始終固定顯示在屏幕某區(qū)域上；下拉式菜單是當(dāng)選擇某些項(xiàng)才呈現(xiàn)到屏幕上；彈出式菜單用鼠標(biāo)右鍵單擊某個熱區(qū)后才呈現(xiàn)到屏幕上，二者都在需要時出現(xiàn)，不需要時立即消失，不會遮擋原顯示圖形。主菜單（固定菜單）子菜單（下拉式菜單）浮動菜單（彈出式菜單）一般來說，選擇項(xiàng)較少的菜單效率較高。通常菜單位于屏幕一側(cè)，使其不影響圖形顯示，如果菜單內(nèi)容太多，可把菜單分層，由主菜單引出第二級菜單，由第二級引出下一級菜單，菜單層數(shù)不宜超過三層。除了固定菜單外，另一種布局方式是“可移式”菜單，如“彈出式”菜單，它可以在任意屏幕光標(biāo)處出現(xiàn)。A）界面整體設(shè)計(jì)4）圖形界面設(shè)計(jì)人機(jī)操作界面是計(jì)算機(jī)與人交互的窗口。良好的用戶界面是軟件產(chǎn)品實(shí)用化、商品化的重要因素之一。界面設(shè)計(jì)涉及到生理學(xué)（人們對環(huán)境的感覺），心理學(xué)（人們對知識獲取的方式），以及人的其它因素（人們?nèi)绾闻c機(jī)器交互作用）等。界面的屏幕設(shè)計(jì)涉及屏幕布局、顯示內(nèi)容、顏色選擇等，有一些經(jīng)驗(yàn)可參考。

（1）屏幕劃分：對稱型和非對稱型。設(shè)計(jì)中注意空間優(yōu)化，突出重點(diǎn)。

（2）字符選擇：字體、字型、大小、中西文及大小寫、對齊方式、間隔、頁邊空白等。好的設(shè)計(jì)可給屏幕帶來生氣，增加可讀性。（3）顏色、亮度選擇：避免同時使用光譜邊緣色；字符、細(xì)線、小物體應(yīng)避免用藍(lán)色；避免紅、綠色同時使用。利用顏色把用戶注意力吸引到重要信息上，并對信息進(jìn)行分類，增強(qiáng)人的興趣，減少視覺疲勞。B）界面設(shè)計(jì)原則（1）保持一致性。界面設(shè)計(jì)時，應(yīng)遵從統(tǒng)一的、簡單的規(guī)則；（2）提供反饋。反饋用戶計(jì)算機(jī)正在進(jìn)行的操作、結(jié)果、出錯處理以及下一步應(yīng)怎樣進(jìn)行等。如果響應(yīng)時間長，反饋信息就更顯重要；（3）盡量減少失誤的可能。減少用戶的操作失誤，引導(dǎo)用戶只在有效的范圍內(nèi)工作，不讓用戶做不允許做的工作。例如沒有選擇任何東西，就屏蔽“拷貝”操作；（4）提供出錯恢復(fù)。四種恢復(fù)方法：復(fù)原（UNDO）、中止（ABORT）、取消（CANCEL）、校正（CORRECT）；（5）面向多層次用戶。使新手及熟練用戶都能找到合適的交互手段。如提供加速鍵，增加提示信息，可擴(kuò)充功能及隱藏功能；（6）簡潔易懂。盡量減少要記憶的內(nèi)容；（7）提供聯(lián)機(jī)幫助（OnlineHelp）。能在操作過程中隨時提供幫助。界面設(shè)計(jì)在工作流程上分為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、交互設(shè)計(jì)、視覺設(shè)計(jì)三個部分。C）界面設(shè)計(jì)流程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：也稱概念設(shè)計(jì)。通過對用戶研究和任務(wù)分析，制定出產(chǎn)品的整體架構(gòu)、界面整體風(fēng)格。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，目錄體系的邏輯分類和語詞定義是用戶易于理解和操作的重要前提。

交互設(shè)計(jì)：其目的是使產(chǎn)品讓用戶能簡單使用，人的因素應(yīng)作為設(shè)計(jì)的核心被體現(xiàn)出來。交互設(shè)計(jì)的原則如下：

(1)有清楚的、針對性的錯誤提示；(2)

讓用戶控制界面，面對不同層次用戶提供多種選擇；(3)

允許兼用鼠標(biāo)和鍵盤；(4)

允許工作中斷；(5)

使用用戶的語言，而非技術(shù)的語言；(6)

提供快速反饋；(7)

方便退出；(8)快速導(dǎo)航；(9)讓用戶知道自己當(dāng)前位置，便于決定下一步。

視覺設(shè)計(jì)：包括色彩、字體、頁面等，達(dá)到用戶愉悅之目的。原則如下：

(1)界面清晰明了，允許定制；(2)減少短期記憶負(fù)擔(dān)；(3)依賴認(rèn)知而非記憶，如圖標(biāo)、菜單；(4)提供視覺引導(dǎo)；如Where,

Next

等按鈕提示；(5)提供undo、redo功能

；(6)提供快捷方式；(7)界面協(xié)調(diào)一致；(8)同樣功能用同樣的圖示、顏色；(9)整體不用過多色系，盡量少用紅色、綠色。

D）界面設(shè)計(jì)技巧良好的界面無需用戶閱讀手冊就知道如何使用。通常界面設(shè)計(jì)應(yīng)注意：一致性。要有統(tǒng)一的操作方式、統(tǒng)一的字體、統(tǒng)一的色調(diào)、統(tǒng)一的提示、統(tǒng)一的窗口位置、統(tǒng)一的按鈕位置。遵循標(biāo)準(zhǔn)。參照一些工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，如IBM的界面規(guī)范或MS的設(shè)計(jì)規(guī)則。設(shè)置向?qū)?。最好的方式是在桌面上設(shè)置一個流程向?qū)?。提示?guī)范。容易理解、稱呼統(tǒng)一、口徑統(tǒng)一、位置一致。納人所長。了解同行，分析差別，既要模仿，也要創(chuàng)新。操作一致。同一軟件中如添加、修改、刪除等類似功能應(yīng)操作相同。變灰功能。有些功能有時需抑制不可用，應(yīng)使他們變灰為不可用狀態(tài)。默認(rèn)按鈕。定義默認(rèn)按鈕簡化操作，即使誤操作也不破壞系統(tǒng)。想一想：從CAD角度，展望交互技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展需求。E）界面質(zhì)量評價(jià)對界面設(shè)計(jì)的質(zhì)量評價(jià)通?？捎盟捻?xiàng)基本要求衡量：

（1）界面設(shè)計(jì)是否有利于用戶目標(biāo)的完成?

（2）界面學(xué)習(xí)和使用是否容易?

（3）界面使用效率如何?

（4）設(shè)計(jì)的潛在問題有哪些?界面品質(zhì)評測原則參考：（1）實(shí)用性。從用戶調(diào)查表中獲取數(shù)據(jù)；（2）有效性。度量指標(biāo)錯誤率、完成時間、系統(tǒng)使用率等；

（3）易學(xué)習(xí)性。系統(tǒng)使用后錯誤率下降、完成時間減少、正確執(zhí)行命令、用戶知識增加等統(tǒng)計(jì)衡量；

（4）功能使用率。若有功能從未用過，可能設(shè)計(jì)有誤；（5）用戶滿意程度。以用戶滿意程度，問題多少及使用興趣來衡量。界面評測方法：測試實(shí)驗(yàn)、使用監(jiān)測、用戶調(diào)查等方法。1）什么是二次開發(fā)？二次開發(fā)是指在通用的平臺軟件上，利用其開發(fā)接口進(jìn)行特定的功能定制開發(fā)。典型的例子：基于AutoCAD平臺的機(jī)械設(shè)計(jì)系統(tǒng)InteCAD；基于UG，Pro/E等平臺的三維標(biāo)準(zhǔn)件庫系統(tǒng)和典型零部件設(shè)計(jì)系統(tǒng)等。4.5、二維CAD系統(tǒng)開發(fā)簡介2）為什么要進(jìn)行二次開發(fā)？通過二次開發(fā)可實(shí)現(xiàn)CAD系統(tǒng)的某些特定功能，方便使用，如：一組命令的集合。將通用平臺需要多次操作才能實(shí)現(xiàn)的功能整合成一個命令，方便用戶使用。例如，標(biāo)注粗糙度符號；提供一些專業(yè)的計(jì)算。通過二次開發(fā)實(shí)現(xiàn)通用平臺不提供專業(yè)計(jì)算。如InteCAD的尺寸驅(qū)動功能。實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫的支持。用二次開發(fā)工具通過ODBC或者其他方式訪問數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。如標(biāo)準(zhǔn)件庫系統(tǒng)。典型的專業(yè)化零部件設(shè)計(jì)，用二次開發(fā)工具，實(shí)現(xiàn)典型零件的專業(yè)化開發(fā)，如齒輪，軸，皮帶輪等，進(jìn)行專業(yè)化設(shè)計(jì)計(jì)算。3）怎樣進(jìn)行二次開發(fā)？不同的通用平臺提供不同的二次開發(fā)接口，一般的都提供C/C++語言編譯型開發(fā)接口。（有的還提供Basic語言、LISP語言等解釋型開發(fā)接口）C/C++語言二次開發(fā)的步驟：編輯C/C++源程序，使用該平臺提供的二次開發(fā)接口API函數(shù)或類；編譯、鏈接，生成可在該通用平臺下運(yùn)行的可執(zhí)行程序.EXE或.DLL；在通用平臺下載入可執(zhí)行程序，執(zhí)行得到相關(guān)的結(jié)果。二次開發(fā)時注意事項(xiàng)：集成編輯環(huán)境編譯、鏈接環(huán)境自編程序的裝載、自動裝載綜合調(diào)試應(yīng)用程序裝載與卸載4.6、AutoCAD二次開發(fā)簡介AutoLISP(R2.5)——VisualLISPADS(R10)ObjectARX(R13)ActiveXAutomation(VBA)……內(nèi)模式與外模式OpenDWG1）AutoCAD的二次開發(fā)模式A）基于AutoLISP的開發(fā)(AutoCADLIStProcessing)AutoLISP是AutoCAD內(nèi)部的LISP編程語言，既具有一般高級語言的基本結(jié)構(gòu)和功能，又具AutoCAD所特有的圖形處理功能。利用AutoLISP可以直接修改和調(diào)用AutoCAD命令，并能結(jié)合各類標(biāo)準(zhǔn)建立大量的參數(shù)圖形庫，還能夠?qū)Ξ?dāng)前圖形數(shù)據(jù)庫直接訪問和修改等?；贏utoLISP開發(fā)的優(yōu)點(diǎn)：1）編程簡潔，便于調(diào)試；2）直接針對AutoCAD，易于交互；3）解釋執(zhí)行，效果明顯。AutoLISP缺點(diǎn)：1）功能單一；2）解釋執(zhí)行慢；3）不適合復(fù)雜應(yīng)用開發(fā)。VisualLISP：1）在可視化的開發(fā)環(huán)境下編寫、調(diào)試；2）經(jīng)編譯后，提高了運(yùn)行性能和保密性；3）LISP代碼通過AutoCAD的ObjectARX接口，提高運(yùn)行速度；VisualLISP是一個可視化的LISP語言開發(fā)環(huán)境，AutoCAD從R14版支持VisualLISP開發(fā)工具，是AutoLISP語言的擴(kuò)展。具有以下特性：B）基于ADS的開發(fā)技術(shù)ADS(AutoCADDevelopmentSystem)是AutoCAD的C語言開發(fā)系統(tǒng)，是繼AutoLISP后的第二代開發(fā)工具，從AutoCADR14開始引入，它包括了C語言的全部功能，可以用C語言編寫AutoCAD應(yīng)用程序的頭文件和目標(biāo)庫，可直接利用各種C語言編譯器，將應(yīng)用程序編譯成可執(zhí)行的文件在AutoCAD環(huán)境下運(yùn)行。ADS優(yōu)點(diǎn)：源代碼的可讀性好于AutoLISP；采用結(jié)構(gòu)化編譯體系，編譯速度快；具備高強(qiáng)度數(shù)據(jù)處理，適合各種專業(yè)化應(yīng)用軟件的二次開發(fā)。ADS缺點(diǎn)：C語言比LISP語言難于掌握和熟練應(yīng)用；需編譯運(yùn)行，其隱藏錯誤往往導(dǎo)致AutoCAD乃至操作系統(tǒng)的崩潰。此外，實(shí)現(xiàn)同樣功能，ADS程序源代碼比AutoLISP代碼長很多。從AutoLISPR14后，Autodesk公司已不再發(fā)展ADS程序設(shè)計(jì)模式。并從第二代ADS開始，發(fā)展多種語言環(huán)境下的開發(fā)工具，從LISP語言到Basic、C/C++等。C）基于VBA的開發(fā)技術(shù)VBA(VisualBasicforApplication)開發(fā)工具，它是一種嵌入AutoCAD內(nèi)部基于對象的集成編程環(huán)境，并被集成到AutoCAD2000以后所有版本中，為開發(fā)者提供了一種新的選擇。VBA和AutoCAD中的ActiveX自動化對象模型的結(jié)合，具有強(qiáng)大的開發(fā)能力，代表了一種新型定制AutoCAD的模式架構(gòu)。VBA可提供強(qiáng)大的窗體創(chuàng)建功能，為應(yīng)用程序建立對話框及其他屏幕界面；可建立功能強(qiáng)大的模塊級宏指令；提供類模塊創(chuàng)建功能，利于組件重用；具備完善的數(shù)據(jù)訪問與管理能力。但是，VBA不能像VisualLISP那樣可以隨意使用AutoCAD命令，只能像腳本文件的模式，以字符串的方式向AutoCAD命令發(fā)送一串響應(yīng)；源程序始終暴露在用戶面前，易造成誤操作，導(dǎo)致應(yīng)用程序出錯。ObjectARX(AutoCADRun-timeeXtension)是AutoCADR14以上版本的一種通用的開發(fā)接口，它提供了以C++為基礎(chǔ)的面向?qū)ο蟮拈_發(fā)環(huán)境及應(yīng)用程序接口，能真正快速地訪問AutoCAD圖形數(shù)據(jù)庫。ObjectARX程序本質(zhì)上是Windows動態(tài)鏈接庫(DLL)程序，直接訪問AutoCAD數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)、圖形系統(tǒng)以及CAD幾何造型核心，以便能在運(yùn)行期間實(shí)時擴(kuò)展AutoCAD的功能。ObjectARX程序與AutoCAD、Windows之間均采用Windows消息傳遞機(jī)制。是以C++為基本開發(fā)語言，具有封裝性、繼承性及多態(tài)性的特點(diǎn)，模塊性好、獨(dú)立性強(qiáng)、使用方便、內(nèi)部功能高效實(shí)現(xiàn)，代碼可重用性好等，支持MFC基本類庫，能簡潔高效地實(shí)現(xiàn)許多復(fù)雜功能。D）基于ObjectARX的開發(fā)技術(shù)E）新一代基于.NET的開發(fā)技術(shù).NET是基于Mircosoft.NET架構(gòu)直接進(jìn)行AutoCAD二次開發(fā)的一種新技術(shù)。目前能支持.NET開發(fā)的軟件版本為AutoCAD2006以上版本。不管開發(fā)語言是VisualBasic.NET還是VisualC#.NET，使用.NET進(jìn)行AutoCAD二次開發(fā)的基本方法和步驟基本上是一樣的。在新推出的支持.NET開發(fā)的AutoCAD版本中，Autodesk公司專門為其開發(fā)增加了.NETAPI。.NETAPI使開發(fā)人員可在.NET框架下，使用任何支持.NET的語言，如VB.NET、C和ManagedC++等對AutoCAD進(jìn)行二次開發(fā)。其優(yōu)點(diǎn)是完全面向?qū)ο?，是較理想的AutoCAD二次開發(fā)工具。.NETAPI在具有ObjectARX強(qiáng)大功能的同時，也具有VBA使用方便的優(yōu)點(diǎn)。隨著新版本的進(jìn)一步完善，.NETAPI必將成為眾多開發(fā)人員的首選工具。大數(shù)據(jù)模型的快速交互與顯示技術(shù)二維模型中的工程特征表達(dá)工程圖中的工程特征自動提取工程圖紙的全參數(shù)化工程掃描圖紙的矢量識別三維模型向二維投影的工程圖國標(biāo)化由二維圖形重構(gòu)三維模型工程設(shè)計(jì)知識的表示與重用附：二維CAD的技術(shù)難點(diǎn)A）AutoLISP特性語法簡單：不用特殊的變數(shù)宣告,非常富有彈性,比起其他的程式語言,它的語法可說是非常簡單而有其獨(dú)特的風(fēng)格功能函數(shù)強(qiáng)大：除一般性的功能函數(shù)外,又擁有為數(shù)不少控制配合AutoCAD的特殊函數(shù),再加上AutoLISP可直接呼叫執(zhí)行所有AutoCAD的指令,以及掌握運(yùn)用所有的AutoCAD系統(tǒng)變數(shù),功能強(qiáng)大文本編輯環(huán)境不挑剔：只要是一般的文書編輯軟件都適用直譯式程式;

不用再作編譯,『即寫即測、即測即用』,馬上可以在AutoCAD中回應(yīng)效果,馬上就有成就感橫跨各作業(yè)平臺:

雖然AutoCAD有DOS、Windows版本之分但是AutoLISP卻可在不改寫的原貌下載入與執(zhí)行。2）基于AutoLISP的AutoCAD二次開發(fā)簡介B）AutoLISP基本語法結(jié)構(gòu)

規(guī)則1：以括弧組成運(yùn)算式,左右括弧數(shù)一定要成雙成對、相對稱請依序在『指令:』列(或指令:)后面直接鍵入以下運(yùn)算式：－指令:(+12345)傳回加總和15

－指令:(max14.58.935)傳回最大值35

－指令:(getint“Enterainteger:”)傳回EnteraIntegerl:要求輸入一個整數(shù)－指令:(setqa(*12.54))傳回相乘值50,同時設(shè)定給『變數(shù)a』

－指令:!a回應(yīng)50(注:!號可用來查詢變數(shù)值)

規(guī)則2：運(yùn)算式型態(tài)(運(yùn)算元運(yùn)算子運(yùn)算子運(yùn)算子...)或(函數(shù)(式)引數(shù)引數(shù)引數(shù)...)或(函數(shù)(式)元素元素元素...)運(yùn)算子數(shù)據(jù)類型

a.整數(shù)(Integer):如8,-17,500,9999…

b.實(shí)數(shù)(Real):如8.5,-17.456…

c.字串(String):如“AutoCAD”,“123”,“EnterReal:”,“7.5”,…

d.表(List):如(“a”

“b”

“c”),(xy),(xyz),(“a”83.5),....e.圖元名稱代碼:如<entityname:6000f262>...(setqen(entlast))(entgeten)f.文件代碼:如<file:#12438>…

(setqffr(open“test.txt”

“r”))g.選擇群集代碼:如<Selectionset:1>、<Selectionset:1>…

(setqss(ssget))選取物件:(可選擇物體)

規(guī)則3：多重的括弧運(yùn)算式,運(yùn)算的先后順序是『由內(nèi)而外、由左而右』(setqkk(-(+10.2517)(/13.27)))

規(guī)則4：以defun功能函數(shù)定義新的指令或新的功能函式(注:引數(shù)及區(qū)域變數(shù)可省略)程式結(jié)構(gòu)型態(tài)：(defun函式名稱(引數(shù)/區(qū)域變數(shù))(defunC:KK(引數(shù)/區(qū)域變數(shù))

…)卸載：(set