徐太花

(天津大學(xué)軟件學(xué)院，天津 300072)

0 引言

利用三維建模軟件建模過程中，經(jīng)常會(huì)需要輸入文字標(biāo)識(shí)符，包括二維平面文字和三維立體文字。雖然SolidWorks、UG等建模軟件可直接輸入文字并進(jìn)行特征操作，但是在CATIA中要輸入二、三維文字的過程復(fù)雜繁瑣、不易修改，可重用性差?？紤]到CATIA的應(yīng)用范圍廣，很多廠商都選用CATIA作為自己的建模工具，因此如何簡(jiǎn)單、方便、快捷、靈活地輸入文字，提高建模人員的工作效率就變得尤為重要。本文以CATIA文字為研究對(duì)象，基于CAA開發(fā)工具根據(jù)不同需求實(shí)現(xiàn)了輸入二、三維文字的功能。

1 CAA基本概念

1.1 CAA組件應(yīng)用架構(gòu)

CAA是對(duì)達(dá)索(Dassault Systems)公司一系列產(chǎn)品如CATIA、ENOVIA、DELIMA等進(jìn)行二次開發(fā)的一個(gè)環(huán)境，與VS結(jié)合得比較緊密，通過API函數(shù)調(diào)用CATIA的核心程序，并進(jìn)行程序開發(fā)，從而實(shí)現(xiàn)客戶程序和原系統(tǒng)的緊密集成。CAA組件應(yīng)用架構(gòu)［1-5］如圖1所示，它由一系列的模塊組成，在CAA架構(gòu)的支撐之下，Dassault Systems系統(tǒng)可像搭積木一樣建立起來，這種結(jié)構(gòu)非常適宜于系統(tǒng)的擴(kuò)充和發(fā)展［6］，各個(gè)模塊之間相互關(guān)聯(lián)、滲透，極為復(fù)雜。

CATIA V5的二次開發(fā)遵循面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)思想，構(gòu)建了完全基于COM(Component Object Mode1)組件的體系結(jié)構(gòu) PPR(Products，Process，Resource)，有效地解決了其維護(hù)、管理、擴(kuò)展困難的問題，并大量使用了最新的計(jì)算機(jī)技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)以及軟件工程技術(shù)，其中包括基于組件架構(gòu)思想的Java Bean、COM/OLE、CORBA技術(shù)和 Web技術(shù)、C++語言、Visual Basic Journaling、STEP-SDAI、XML、OpenGL 等，使得 CATIA V5具有與眾不同的鮮明特點(diǎn):數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)單一，各個(gè)模塊全相關(guān)，某些模塊之間還是雙向相關(guān)，屬于端到端的集成系統(tǒng)，擁有強(qiáng)大的專業(yè)應(yīng)用擴(kuò)展能力［7］。除此之外，CAA二次開發(fā)還涉及軟件組件結(jié)構(gòu)SCI(Software Component Infrastructure)的3個(gè)基本概念:框架(Framework)、組件(Component)及對(duì)象總線(Products Bus)。

圖1 CAA組件應(yīng)用架構(gòu)

1.2 RADE快速應(yīng)用開發(fā)環(huán)境

圖2 快速應(yīng)用開發(fā)環(huán)境

CAA通過提供的快速應(yīng)用開發(fā)環(huán)境RADE(Rapid Application Development Environment)(如圖 2所示)和不同的COM組件應(yīng)用接口來幫助用戶實(shí)現(xiàn)其自身應(yīng)用?？焖賾?yīng)用開發(fā)環(huán)境是一個(gè)可視化的集成開發(fā)環(huán)境，它提供完整的編程工具組。RADE以VC++為載體，開發(fā)工具完全集成在VS環(huán)境中，并且提供了一個(gè)CAA框架程序編譯器［8-11］。這個(gè)強(qiáng)大的開發(fā)平臺(tái)使開發(fā)者能夠有效地應(yīng)用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)工具和方法，這些方法指導(dǎo)開發(fā)者編輯和擴(kuò)展CATIA V5和ENOVIA V5的圖形用戶界面、應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)模型。作為CAA-RADE的有益補(bǔ)充，開發(fā)環(huán)境還廣泛設(shè)置了在線編程向?qū)?，允許應(yīng)用CATIA V5和ENOVIA V5的基于組件的應(yīng)用編程接口(APIS)。

2 CAA二次開發(fā)方法

在CAA工程中，需要先創(chuàng)建至少一個(gè)框架，即Framework，它包含了一個(gè)工程項(xiàng)目的所有需要的元素，即一個(gè)Framework就是一個(gè)工程項(xiàng)目，是對(duì)相似的應(yīng)用集合的解決方案，但并非是完整的，需要用戶加上自己的代碼來對(duì)其進(jìn)行開發(fā)并將整個(gè)應(yīng)用完整化。Framework的體系結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 Framework的體系結(jié)構(gòu)

使用Framework時(shí)需要首先創(chuàng)建一個(gè)CAA工程，添加一個(gè)Framework，在其下可以添加多個(gè)Module，Module中可以自定義地添加 Component、Command、Dialog等。在工程中使用一個(gè)新的API時(shí)要將所屬的頭文件添加到工程使用文件中，將所屬M(fèi)odule添加到工程調(diào)用對(duì)應(yīng)Module下的Make文件中，將所屬Framework添加到工程Framework下的IdentityCard.h文件中，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)新的API的使用。

2.1 創(chuàng)建新工程

創(chuàng)建一個(gè)新的CAA工程，即在文件菜單下，創(chuàng)建一個(gè)新的Workspace，并添加一個(gè)Framework。具體如圖4所示。

圖4 創(chuàng)建新的Workspace和Framework

2.2 創(chuàng)建新的Module

在創(chuàng)建了Workspace和Framework后，就可以添加Module，基本的開發(fā)都在Module里面進(jìn)行，步驟如圖5。在文件菜單下選擇Add CAAV5 Project里面的New Module來添加Module。

圖5 創(chuàng)建新的Module

2.3 加載必要的API函數(shù)

創(chuàng)建Module后，需要向Workspace里面加載一些必要的API函數(shù)，以供開發(fā)者使用。這些函數(shù)在CAA框架中已經(jīng)提供，開發(fā)人員需要通過圖6所示的步驟進(jìn)行加載操作。

圖6 加載API

2.4 添加資源、工具條及選框等

在菜單中Add CAAV5 Item子項(xiàng)下可根據(jù)開發(fā)者不同需求添加自定義 Component、Dialog、Command等，以實(shí)現(xiàn)通過輸入?yún)?shù)直接用代碼生成一個(gè)三維模型，并在CATIA主窗口中顯示。

3 CATIA文字輸入的實(shí)現(xiàn)

3.1 三維文字的實(shí)現(xiàn)

在CATIA中輸入文字，添加特征實(shí)現(xiàn)三維化，其前提是文字必須轉(zhuǎn)化為圖形，其開發(fā)思路為借用Drawing格式的文字輸入接口，從對(duì)話框獲取用戶輸入文字及字體、字號(hào)等相關(guān)屬性后轉(zhuǎn)為圖形格式，將轉(zhuǎn)換后的圖形粘貼于目標(biāo)草圖平面，再進(jìn)行拉伸等其他特征操作，實(shí)現(xiàn)中需要先定位CATIA中的對(duì)象，然后創(chuàng)建Drawing格式的文件，通過GetText函數(shù)獲取用戶填寫到文本框里面的文字，并通過Drawing文件的文本輸入接口將文字輸入到Drawing文件中，再轉(zhuǎn)化為DWG文件格式，接下來將DWG文件中的文字粘貼到草圖中，通過草圖文件的顯示將文字顯示出來。按照二次開發(fā)方法添加至對(duì)話框并設(shè)計(jì)對(duì)話框后，在對(duì)話框確定按鈕下添加詳細(xì)功能實(shí)現(xiàn)代碼，詳細(xì)的步驟及關(guān)鍵代碼如下所示。

(1)獲取對(duì)于CATIA中對(duì)象的訪問。獲取過程需要遵循COM組件構(gòu)建技術(shù)的訪問規(guī)則，從高到低的順序依次得到。獲取對(duì)象的代碼如下所示，首先定位到當(dāng)前的編輯器Editor，再通過Editor獲取當(dāng)前對(duì)象的定位信息。

(2)在獲取CATIA中對(duì)象訪問之后，需要?jiǎng)?chuàng)建Drawing格式文件，以借助文本輸入接口實(shí)現(xiàn)文字的功能。

(3)通過GetText函數(shù)獲取用戶在指定的文本框中輸入的文本信息，設(shè)置文本的相關(guān)屬性，包括字體、字號(hào)并轉(zhuǎn)為DWG圖形格式。

(4)將圖形文字粘貼于目標(biāo)草圖。

(5)通過草圖的一系列顯示操作完成對(duì)文字的顯示，具體結(jié)果如圖7所示。

圖7 三維文字結(jié)果展示

3.2 二維平面文字的實(shí)現(xiàn)

圖8 二維平面文字結(jié)果展示

二維平面文字的輸入，關(guān)鍵是要文字完全依附于目標(biāo)平面。主要開發(fā)思路為借助注釋下文本輸入接口，創(chuàng)建新批注集(CATIDrwTextProperties)，并在目標(biāo)平面創(chuàng)建視圖，在視圖中創(chuàng)建注解文本;通過對(duì)話框獲取用戶輸入的文字，并設(shè)置字體、字號(hào)等屬性。注釋下文本輸入接口的特點(diǎn)是會(huì)將輸入的文本與選定的平面垂直呈現(xiàn)，為了實(shí)現(xiàn)直接在選定的平面上呈現(xiàn)文字，在用戶選定了平面后輸入到文本輸入接口中的平面參數(shù)是垂直于用戶選定的平面的，這樣用戶直接輸入輸出的文字就會(huì)顯示在選定平面上。在輸入文字后再利用3D預(yù)覽接口(CATNavigation3DViewer)預(yù)覽文字效果，從而提高工作效率。得出的結(jié)果展示如圖8所示。

4 結(jié)束語

本文介紹了CAA和CAA二次開發(fā)的基本概念，并介紹了兩種文字的文本輸入顯示方法，均是采用CAA二次開發(fā)的架構(gòu)實(shí)現(xiàn)。從本文可見，通過使用基于CAA開發(fā)工具實(shí)現(xiàn)CATIA多種文字格式輸入的功能，可以避免利用CATIA軟件手工建模的繁瑣性，提高設(shè)計(jì)效率。與其它CAD軟件相比雖然具有較高的復(fù)雜性和難度［12］，但同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)更強(qiáng)大的功能，開發(fā)者可以根據(jù)需求自定義地開發(fā)組件模塊及功能，從而大大縮短產(chǎn)品開發(fā)周期。在此基礎(chǔ)上，可進(jìn)一步學(xué)習(xí)并深入拓展開發(fā)，運(yùn)用CAA二次開發(fā)的思想和平臺(tái)、技術(shù)，開發(fā)更為復(fù)雜的功能，如在曲線或曲面上的二、三維文字等的實(shí)現(xiàn)，從而實(shí)現(xiàn)CAD/CAM技術(shù)的真正意義上的有效應(yīng)用。

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