CAD技術(shù)已進(jìn)入我們生活的各個(gè)領(lǐng)域,中望CAD軟件包因其卓越的優(yōu)良性能在我國(guó)得到了廣泛的使用。但CAD本身的文字功能存在一定的局限性,不能滿足設(shè)計(jì)工程需要。本文詳細(xì)分析了CAD字形的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和其存儲(chǔ)方式,找出擴(kuò)充字形文件的方法,并構(gòu)造了一個(gè)滿足自己工作需要的字形文件,取得了較好的效果。


設(shè)計(jì)CAD字庫字形

一、概述

  人類從未停止設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)的對(duì)象從人類居住的房屋,人類生活的必需品,到人類的整個(gè)生存、生活、學(xué)習(xí)、工作所涉及的環(huán)境,以及人類勞動(dòng)的工具。CAD(Computer Aided Design)的出現(xiàn),讓人類的設(shè)計(jì)告別繪圖板和鉛筆,使設(shè)計(jì)進(jìn)入了現(xiàn)代的計(jì)算機(jī)時(shí)代。特別是進(jìn)入90年代后,微機(jī)的性能大步提高,基于微機(jī)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件的性能也大大提高,而微機(jī)和CAD軟件的價(jià)格也不斷下降,使CAD正廣泛應(yīng)用到各個(gè)行業(yè)和領(lǐng)域。

  CAD技術(shù)是一項(xiàng)綜合性的,集計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)通訊等計(jì)算機(jī)及其他領(lǐng)域知識(shí)于一體的高新技術(shù);是先進(jìn)制造技術(shù)的重要組成部分;也是提高設(shè)計(jì)水平、縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、增強(qiáng)行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。

采用CAD技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)不但可以使設(shè)計(jì)人員"甩掉圖板",更新傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想,實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)自動(dòng)化,降低產(chǎn)品的成本,提高企業(yè)及其產(chǎn)品在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)能力;還可以使企業(yè)由原來的串行式作業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)椴⑿凶鳂I(yè),建立一種全新的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)技術(shù)管理體制,縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期,提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。


1、CAD技術(shù)應(yīng)用概況

  CAD/CAM(計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)及制造)技術(shù)產(chǎn)生于本世紀(jì)50年代后期發(fā)達(dá)國(guó)家的航空和軍事工業(yè)中,隨著計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)和計(jì)算機(jī)圖形學(xué)技術(shù)的發(fā)展而迅速成長(zhǎng)起來。1989年美國(guó)國(guó)家工程科學(xué)院將CAD/CAM技術(shù)評(píng)為當(dāng)代(1964-1989)十項(xiàng)最杰出的工程技術(shù)成就之一。三十幾年來CAD技術(shù)和系統(tǒng)有了飛速的發(fā)展,CAD/CAM的應(yīng)用迅速普及。在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家,CAD/CAM技術(shù)的應(yīng)用已迅速從軍事工業(yè)向民用工業(yè)擴(kuò)展,由大型企業(yè)向中小企業(yè)推廣,由高技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用向日用家電、輕工產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造中普及。

  CAD是一個(gè)包括范圍很廣的概念,概括來說,CAD的設(shè)計(jì)對(duì)象有兩大類,一類是機(jī)械、電氣、電子、輕工和紡織產(chǎn)品;另一類是工程設(shè)計(jì)產(chǎn)品,即工程建筑,國(guó)外簡(jiǎn)稱AEC(Architecture、Engineering和Construction)。而如今,CAD技術(shù)的應(yīng)用范圍已經(jīng)延伸到藝術(shù)、電影、動(dòng)畫、廣告和娛樂等領(lǐng)域,產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益,有著廣泛的應(yīng)用前景。


2、CAD的文字輸入及存在的問題

  CAD是由美國(guó)公司為微機(jī)開發(fā)的一個(gè)交互式繪圖軟件,是一套功能極強(qiáng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)工具,具有較強(qiáng)的繪圖、編輯、剖面線和圖案繪制、尺寸標(biāo)注以及方便用戶的二次開發(fā)功能。它是目前世界上應(yīng)用最廣的CAD軟件,占整個(gè)世界個(gè)人微機(jī)CAD/CAE/CAM軟件市場(chǎng)的37%左右,是諸多微機(jī)CAD軟件的佼佼者。

  用CAD繪圖實(shí)際上無任何限制,凡手工能繪制的,CAD都能做到。由于其具有的強(qiáng)大的二次開發(fā)能力,目前CAD已被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。

  一個(gè)完整的設(shè)計(jì)文件,除圖形外,還含有必須的文字說明。在手工制圖中,文字注釋是用打字機(jī)、鋼筆或鉛筆手工完成的,這是一件費(fèi)時(shí)且煩瑣的工作。計(jì)算機(jī)輔助繪圖使這件事變得非常簡(jiǎn)單。

在CAD中,所有的操作均由相應(yīng)的命令來完成,文字輸入也不例外,其基本命令為T E X T。CAD通過STYLE命令來設(shè)置字體,通過文本標(biāo)注命令(如TEXT,DTEXT等)可以從相應(yīng)的形文件中提取圖形所需的字符信息。文字標(biāo)注的格式為

Command: TEXT或DTEXT 


CAD把文本當(dāng)作一類實(shí)體,作為圖形的一部分而存在,圖形中的文本的顯示放大、旋轉(zhuǎn)、繪制等操作都可以由CAD自己實(shí)現(xiàn)。除了在裝入漢字字體時(shí)略有不同(必需同西文字體一起裝入),漢字的標(biāo)注過程同西文文本完全一樣。不同的字形通過裝入不同的字體來實(shí)現(xiàn)。

CAD圖形中的文字是由其自帶的后綴名為.SHX格式的文件支持的,該文件被稱作形文件,而專用于顯示文字符號(hào)的形文件則稱為字形文件或字庫文件。根據(jù)常規(guī)要求,系統(tǒng)已帶有普通文字(含英文、德文、意大利文、南斯拉夫語)和特殊符號(hào)(天文、地圖、氣象、音樂)等字庫。為滿足顯示速度和字體美觀方面的要求,普通文字字庫含有快速、簡(jiǎn)體、雙線體、三線體和哥特體等字體。系統(tǒng)自帶的字形文件可滿足大部分的要求。

  CAD正文字體中的每一個(gè)文字對(duì)應(yīng)于形狀號(hào),形狀號(hào)的編制遵循ASCII碼,可參見附表一。代碼1到31為控制碼,僅他們中的一個(gè)代碼用于CAD正文字體中。即代碼10(LF)—換行符,其含義是向下走一行但不繪圖。另外,還定義了一些特殊符號(hào)(見表1-1)。

隨著版本的升級(jí),CAD文字功能逐漸增強(qiáng),在原來單行文本輸入的基礎(chǔ)上,增加了動(dòng)態(tài)文字(DTEXT)、段落文字(MTEXT)。同時(shí)操作系統(tǒng)由DOS全面進(jìn)入Windows系統(tǒng)后,原來存在的漢字輸入問題現(xiàn)在也得到迎刃而解。雖然CAD經(jīng)過了近幾十次的升版(其版本由1.0到14.0,直至最新的CAD2003,國(guó)內(nèi)最早引入的版本為2.16,由2.6版得到推廣),但是,CAD在文字輸入處理方面存在的二個(gè)問題一直未能得到解決:


3.1、特殊符號(hào)的輸入

  幾乎在所有的制圖應(yīng)用中,都需要在一般文本與尺寸文本中繪制特殊字符(符號(hào))。例如,有時(shí)需要繪制角度符號(hào)與直徑符號(hào),或者需要給一些字符畫下劃線或上劃線。標(biāo)準(zhǔn)字庫文件中提供了幾個(gè)控制符,借助有關(guān)控制符(控制碼)序列就可以實(shí)現(xiàn)這些功能。對(duì)于每一個(gè)符號(hào),控制符序列都是以連續(xù)的兩個(gè)百分號(hào)“%%”打頭的。跟在兩個(gè)百分號(hào)后的控制符描述所需符號(hào)。見表1 -1:

表1- 1 CAD系統(tǒng)自帶特殊符號(hào)

控制序列特殊字符控制序列特殊字符

%%c直徑符號(hào)(Ф)%%O上劃線模式開/關(guān)切換

%%d角度符號(hào)(°)%%u下劃線模式開/關(guān)切換

% % p正/負(fù)公差符號(hào)(±)%%%% % %單個(gè)%號(hào)

  注意:特殊控制符%%O和%%U是作切換鍵用的。例如,如果輸入“This %%Utoggles%%U the underscore”,則字toggles將加上下劃線(toggles)。

CAD R14.0以后的版本增加了對(duì)Windows系統(tǒng)字庫(True Type)的支持,通過使用Windows系統(tǒng)字庫或字符映射表也可輸入各種字符。但在工程設(shè)計(jì)中,仍有一些常用的符號(hào)無法解決,如各種型鋼符號(hào)(角鋼、扁鋼、槽鋼、工字鋼等),有些符號(hào)雖然可通過CAD和Windows系統(tǒng)來解決,但在使用前需定義成不同的字體(用STYLE命令),一行文字需分幾次輸入以調(diào)用不同的字體來完成,使用上很不方便。


3.2、文本文件的排版和美觀

  使用過字處理軟件如Microsoft Word、WPS的人們都知道,這些軟件均可實(shí)現(xiàn)文本文件的排版,以滿足用戶的各種需要,而CAD本身現(xiàn)有的功能尚不能實(shí)現(xiàn)這種功能,其文本輸入只能實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的功能(上劃線、下劃線)。而在設(shè)計(jì)文件中,經(jīng)常要輸入單位,如m2、m3等,有時(shí)在說明中還要輸入一些數(shù)學(xué)公式。

  一個(gè)漂亮美觀的文章,總能增加人們對(duì)該文章的喜悅,同樣美觀的設(shè)計(jì)文件也能增加閱讀者的親和力。由于漢字一般比英文單詞的筆畫來得復(fù)雜,為了能清晰地表示一段文章,在中英文混合輸入時(shí),視覺習(xí)慣上應(yīng)該漢字略高于英文,而在CAD中,以同一高度輸入中英文,往往是英文高于中文,在視覺上覺得比例失調(diào),影響美觀。

  為解決上述兩個(gè)問題,必須對(duì)Text命令進(jìn)行擴(kuò)充。要擴(kuò)充TEXT命令,必須先弄清楚此命令寫文字的處理過程:(1)確定文字(西文字符、漢字)的各種屬性;(2)置"文字解釋器"(Translater for text)初值;(3)讀入一行文字;(4)對(duì)此行文字中的每個(gè)文字(西方字符為單個(gè)字符、漢字為兩個(gè)字符)按其先后順序逐個(gè)進(jìn)行以下操作;(5)落筆(置寫方式);(6)從形文件(西文字符從普通形文件、漢字從多字形文件)中取出對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù);(7)文字解釋器將取出的數(shù)據(jù)按其數(shù)據(jù)定義邊解釋邊寫入圖中。

  要擴(kuò)充TEXT命令,且又不修改CAD程序,那么只能從此命令所使用的數(shù)據(jù)上作文章,由以上給出的處理過程可知:TEXT命令所使用的主要數(shù)據(jù)為形文件(西方字庫、漢字字庫),即應(yīng)從形文件上作文章。為此,必須要了解形文件,不僅要了解文件格式,更重要的是要了解其中數(shù)據(jù)的定義。








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