李瀟瀟 張其林

(上海市同濟(jì)大學(xué)，上海 200092)

引言

參數(shù)化建模技術(shù)是現(xiàn)代CAD 技術(shù)發(fā)展的一個里程碑，在機(jī)械類三維軟件(例如PRO/E、UG、CATIA 等)早已使用，而AutoCAD 軟件在之前版本一直沒有參數(shù)化繪圖功能，終于在2009 年4 月發(fā)行的AutoCAD 2010 版新增該功能。本文旨在揭露CAD參數(shù)化中標(biāo)注約束可能的內(nèi)在運(yùn)作機(jī)制，以供大家能夠更好地理解CAD 參數(shù)化的內(nèi)部運(yùn)作機(jī)制。

1 AutoCAD2012 參數(shù)化繪圖介紹

1.1 幾何約束

如圖1 參數(shù)化菜單，幾何約束包含了自動約束、水平、豎直、垂直、平行、相切、相等、平滑、重合、同心、共線、對稱、固定等各種不同類型約束。其中自動約束功能可以為已經(jīng)繪制好的圖形自動添加約束，如水平、豎直、平行、點(diǎn)重合等。

1.2 標(biāo)注約束

標(biāo)注約束設(shè)計(jì)是現(xiàn)代CAD 技術(shù)實(shí)現(xiàn)參數(shù)化設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)，它在圖形設(shè)計(jì)，產(chǎn)品設(shè)計(jì)中起很大作用。Autodesk 公司為AutoCAD 2010 版添加了標(biāo)注約束的功能，包含了線性、對齊、半徑、直徑、角度等不同類型的尺寸，也可以將現(xiàn)有圖形上的普通尺寸標(biāo)注轉(zhuǎn)換成標(biāo)注約束，但無法逆操作。

圖1 幾何約束類型

不論是幾何約束還是標(biāo)注約束，都離不開給表達(dá)式賦予參數(shù)值。如圖2 參數(shù)管理器對話框所示，所有參數(shù)可以賦予表達(dá)式，支持三角函數(shù)、乘方等常用的數(shù)學(xué)表達(dá)式。

2 關(guān)于AutoCAD 中標(biāo)注約束運(yùn)行機(jī)制的猜想

2.1 ObjectARX 中相關(guān)類的繼承關(guān)系

所有和參數(shù)化相關(guān)的類都是從AcRxObject 類派生出來的，其中又分為兩大塊，一塊是以AcConstraintGroupNode 為基類，用于參數(shù)化內(nèi)部圖形的處理;另一塊是以AcDbObject 為基類，用于CAD 界面的現(xiàn)實(shí)。它們各自具有不同的作用。類的派生關(guān)系見圖4。

圖2 參數(shù)管理器

2.2 標(biāo)注約束中對象的從屬關(guān)系及相互關(guān)系

我們以圖3 的標(biāo)注約束為例子，圖3 中的直線就是圖5 中的AcDbLine，圖3 中的標(biāo)注就是圖5 中的AcDbDimension。至于直線和標(biāo)注之間是如何聯(lián)系起來的，就要用到圖5 中的AcDbAssocNetwork 了。可以看到在AcDbAssocNetwork 中又包括了Ac-Db2dConstraintGroup 和AcDbAssocVariable，其中Ac-DbAssocVariable 與直線的長度變量通過AcDbAssocValueDependency 相關(guān)聯(lián)，而AcDb2d-Constraint-Group中包括AcConstrainedGeometry，AcGeomConstraint 和各個Dependency，其中AcConstrainedGeometry 與直線通過AcDbAssoc-GeomDependency 相關(guān)聯(lián)，AcGeomConstraint 與標(biāo)注通過AcDbAssocDependency 相關(guān)聯(lián)。上述中各個對象之間具體是通過何種函數(shù)來關(guān)聯(lián)的，請見圖6(圖中的AcConstrained-BoundedLine 就是AcConstrainedGeometry，AcDistanceConstraint 就是AcGeomConstraint)。

圖3 標(biāo)注約束

圖4 類的派生關(guān)系圖

圖5 類的從屬關(guān)系圖

圖6 對象相互關(guān)系圖

2.3 關(guān)于標(biāo)注約束內(nèi)部運(yùn)行機(jī)制的猜想

仍然以圖3 中的直線與約束標(biāo)注作為例子，目前d1=1000，如果我們把d1 修改為500，那么直線也要相應(yīng)的縮短，標(biāo)注也要跟隨直線做相應(yīng)的變化。在CAD 內(nèi)部，這到底是如何實(shí)現(xiàn)的呢?圖7 給出了一種猜想。首先要找到數(shù)據(jù)庫中所有的Value值，通過isReleventChange()來判斷該Value 值是否已改變;如果改變，則保存改變后的變量值，并且通過AcExplicitConstraint(AcDistanceConstraint)來找到該Value 值所對應(yīng)的直線(AcDbLine)，給這根直線賦新值，同樣通過AcExplicitConstraint(AcDistanceConstraint)來找到該Value 值所對應(yīng)的標(biāo)注(AcDbDimension)，并給該標(biāo)注賦新值。這樣，直線和標(biāo)注就都被修改了。計(jì)算流程圖如圖7 所示。

圖7 計(jì)算流程圖

3 總結(jié)

這篇文章闡述了作者對于AutoCAD 參數(shù)化內(nèi)部運(yùn)行機(jī)制的觀點(diǎn)，介紹了與AutoCAD 參數(shù)化相關(guān)的類的派生關(guān)系，對象的從屬關(guān)系，對象的相互關(guān)系，以及修改標(biāo)注約束時AutoCAD 內(nèi)部可能的運(yùn)算流程圖。希望本文能讓廣大二次開發(fā)人員更深入的理解CAD 參數(shù)化的運(yùn)作機(jī)制。

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