陳振興

摘? 要：為提高《工程制圖》課程的教學(xué)效果，設(shè)計(jì)了一種簡(jiǎn)單的作業(yè)自動(dòng)評(píng)判系統(tǒng)。采用了ObjectARX技術(shù)，以AutoCAD 2020為系統(tǒng)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)作業(yè)的智能評(píng)判、顯示習(xí)題三維模型和顯示答案等功能，闡述了各個(gè)功能詳細(xì)的設(shè)計(jì)原理。為方便學(xué)生操作，設(shè)計(jì)了一個(gè)面板，設(shè)置三個(gè)按鈕分別對(duì)應(yīng)各個(gè)功能。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)評(píng)判;ObjectARX;系統(tǒng)

Abstract： In order to improve the teaching effect of Engineering Drawing， this paper develops a simple homework evaluation system. By ObjectARX technology and using AutoCAD 2020 for system platform， the functions of the intelligent evaluation for the works， the 3D models displaying and the answers displaying are implemented. This paper describes the detail of the design principles. To make it convenient and available for students， a panel is designed and three buttons are set for each corresponding function.

《工程制圖》是工科學(xué)生重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，它涉及專業(yè)多、開課面廣。其本身實(shí)踐性很強(qiáng)，需要學(xué)生進(jìn)行大量的練習(xí)?，F(xiàn)行的教學(xué)實(shí)踐中，出現(xiàn)了教師上課信息量大、學(xué)生容易聽懂但課后難做作業(yè)的現(xiàn)象。為提高《工程制圖》課程的教學(xué)效果，幫助學(xué)生在課后很好地復(fù)習(xí)、鞏固所學(xué)內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)《工程制圖》的積極性與主動(dòng)性，幫助學(xué)生建立較為牢固的空間想象力，使用《工程制圖》作業(yè)自動(dòng)批改系統(tǒng)，幫助學(xué)生在課后自主學(xué)習(xí)，具有積極的意義。

1 開發(fā)環(huán)境

當(dāng)前AutoCAD的二次開發(fā)工具主要有：ADS、AutoLISP/Visual LISP、VBA及ObjectARX等。其中，VisualLisp與VBA使用方便且開發(fā)速度較快，但其功能相比ObjectARX有所不足。

ObjectARX技術(shù)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，可以在ARX應(yīng)用程序中直接進(jìn)入AutoCAD數(shù)據(jù)庫(kù)、圖形系統(tǒng)以及內(nèi)部的原始命令。本系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境為：AutoCAD 2020，0bjectARX2020和Microsoft Visual Studio 2017。因?yàn)樵贠bjectARX 2020軟件包中會(huì)調(diào)用或驗(yàn)證大量VC++的庫(kù)文件，所以三者的選擇版本要相對(duì)適應(yīng)。ObjectARX 2020對(duì)應(yīng)AutoCAD 2020版本開發(fā)，開發(fā)時(shí)需要.net framework 4.7的支持，所以采用Visual Studio 2017來(lái)支持開發(fā)[1]。

2 AutoCAD數(shù)據(jù)庫(kù)概述

AutoCAD圖形是一個(gè)儲(chǔ)存在數(shù)據(jù)庫(kù)中的對(duì)象的集合。當(dāng)用AutoCAD打開一副圖形時(shí)，AutoCAD便將圖形的所有數(shù)據(jù)讀入AutoCAD數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行管理。

基本的數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象是實(shí)體、符號(hào)表和詞典。實(shí)體是在AutoCAD圖內(nèi)部可用于顯示的圖形對(duì)象，如線、圓、弧、文本、橢圓等都是實(shí)體。符號(hào)表是存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象的容器，用于組織和管理數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象。在開始新建一個(gè)圖形時(shí)，AutoCAD會(huì)在數(shù)據(jù)庫(kù)中自動(dòng)創(chuàng)建9種類型的符號(hào)表，每種符號(hào)表都有確定類型的記錄與之關(guān)聯(lián)。其中的塊表，包含塊表記錄，所有AutoCAD實(shí)體都屬于塊表記錄。詞典是為存儲(chǔ)對(duì)象提供了比符號(hào)表更加普通的容器。一個(gè)詞典可以包含任何類型的AcDbObject及其子類的對(duì)象[2]。在對(duì)符號(hào)表中的記錄進(jìn)行操作時(shí)，不能創(chuàng)建或者刪除符號(hào)表，而只能增加或者修改符號(hào)表中記錄。實(shí)體包含在塊表記錄中，因此要訪問(wèn)一個(gè)圖形對(duì)象，需要遵循下面的基本步驟[3]：

（1）確定要?jiǎng)?chuàng)建對(duì)象的圖形數(shù)據(jù)庫(kù)。

（2）獲得圖形數(shù)據(jù)庫(kù)的塊表。

（3）獲得一個(gè)存儲(chǔ)實(shí)體的塊表記錄，所有模型空間的實(shí)體都存儲(chǔ)在模型空間的特定記錄中。

（4）訪問(wèn)實(shí)體類的一個(gè)對(duì)象，獲取或設(shè)置該對(duì)象的屬性。

3 總體方案設(shè)計(jì)

系統(tǒng)主要包括隱藏習(xí)題答案和三維模型答案、智能評(píng)判、顯示答案和顯示三維模型等功能。

首先，由教師在AutoCAD中設(shè)置三類十二個(gè)圖層，其分別為：第一類為答案類層，用于隱藏標(biāo)準(zhǔn)答案，包括“答案_粗實(shí)線層、答案_細(xì)實(shí)線層、答案_點(diǎn)劃線層、答案_虛線層”;第二類為作業(yè)題類層，用于教師出題，包括“作業(yè)_粗實(shí)線層、作業(yè)_細(xì)實(shí)線層、作業(yè)_點(diǎn)劃線層、作業(yè)_虛線層”;第三類為學(xué)生作業(yè)類層，用于學(xué)生做題，包括“粗實(shí)線層、細(xì)實(shí)線層、點(diǎn)劃線層、虛線層”。教師把各題答案繪制在答案類層上，并使用本系統(tǒng)命令設(shè)置為不可見。教師在作業(yè)題類層上繪制出各個(gè)作業(yè)題，使之成為獨(dú)立的、擴(kuò)展名為.dwg的圖形文件，文件名設(shè)置為與作業(yè)題對(duì)應(yīng)的題號(hào)。學(xué)生依據(jù)題號(hào)打開相應(yīng)的CAD文件，在學(xué)生作業(yè)類層上做題。學(xué)生做完作業(yè)后，點(diǎn)擊設(shè)置在面板上的“評(píng)判”命令，計(jì)算機(jī)就對(duì)學(xué)生作業(yè)進(jìn)行自動(dòng)評(píng)判，并將作業(yè)圖中的對(duì)的圖線設(shè)置為紅色，錯(cuò)的圖線設(shè)置為藍(lán)色。

4 功能模塊的實(shí)現(xiàn)

為了能實(shí)現(xiàn)以上功能，對(duì)于AutoCAD系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，就是需要編寫相對(duì)應(yīng)以上功能的命令封裝在arx文件中，再由AutoCAD加載后使用。經(jīng)過(guò)仔細(xì)分析后，我們把以上功能在AutoCAD系統(tǒng)中分解為四個(gè)命令來(lái)實(shí)現(xiàn)。那么也就是要利用以上開發(fā)工具分別開發(fā)出四個(gè)對(duì)應(yīng)的函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)其功能。其四個(gè)函數(shù)分別對(duì)應(yīng)的功能是：隱藏習(xí)題答案和三維模型功能、智能評(píng)判功能、顯示三維模型功能和顯示答案功能。

4.1 隱藏習(xí)題答案和三維模型功能

隱藏習(xí)題答案功能的對(duì)應(yīng)函數(shù)編程思路為：選擇所要隱藏的答案對(duì)象，添加到選擇集中，確認(rèn)選擇后，遍歷所選擇對(duì)象，判斷是否為不可見，如為可見，設(shè)置為不可見，否則不做處理。如圖1所示。

隱藏三維模型功能，可把制作的習(xí)題的三維模型，轉(zhuǎn)換為普通圖片格式，然后插入到習(xí)題文件中，然后把圖片轉(zhuǎn)換為塊，再利用隱藏習(xí)題答案功能函數(shù)隱藏。

由于此功能應(yīng)由教師操作，故此功能在其后的系統(tǒng)安裝設(shè)置中并不顯示在面板中。

4.2 智能評(píng)判功能

采用常用的圖案對(duì)比的方式進(jìn)行比較，以直線的比較來(lái)說(shuō)明其算法流程，如圖2。

4.3 顯示習(xí)題答案功能

為了能夠區(qū)別答案和學(xué)生作業(yè)，可將答案類層設(shè)置為紅色，當(dāng)調(diào)用顯示答案命令時(shí)，系統(tǒng)會(huì)使隱藏的答案類層顯示出來(lái)。

4.4 顯示三維模型功能

為了滿足有些學(xué)生希望看模型來(lái)輔助學(xué)習(xí)的需要，與前對(duì)應(yīng)，制作三維模型的顯示功能，其過(guò)程為隱藏的反過(guò)程。與前者的區(qū)別在于只用遍歷塊即可，因?yàn)槿S模型圖片是用塊對(duì)象的方式來(lái)隱藏的。

5 系統(tǒng)的設(shè)置

為了便于學(xué)生使用該系統(tǒng)，可自定義一個(gè)面板，設(shè)置三個(gè)按鈕分別對(duì)應(yīng)智能評(píng)判功能、顯示三維模型功能和顯示答案功能。隱藏習(xí)題答案和三維模型功能是由教師來(lái)設(shè)置的，故不在面板中為其設(shè)置對(duì)應(yīng)按鈕。如圖3所示。

參考文獻(xiàn)：

[1]布魯斯·約翰遜.Visual Studio 2017高級(jí)編程（第7版）[M].李立新，譯.清華大學(xué)出版社，2018.

[2]Autodesk ObjectARX for AutoCAD 2020： Developer's Guide.

[3]張帆，朱文俊.AutoCAD ObjectARX（VC）開發(fā)基礎(chǔ)與實(shí)例教程[M].中國(guó)電力出版社，2014.