基于數(shù)據(jù)庫(kù)模式的圖形開(kāi)發(fā)與應(yīng)用

陳 寧，李榮川，2

(1.江蘇科技大學(xué)船舶與海洋工程學(xué)院，江蘇 鎮(zhèn)江 212003;2.92538部隊(duì)，遼寧 大連 116041)

0 引言

在以AutoCAD為平臺(tái)的工程制圖過(guò)程中，圖形的引用與圖形信息統(tǒng)計(jì)是一項(xiàng)繁瑣的工作。盡管其為此提供了塊的解決圖形引用的問(wèn)題，但其操作不夠簡(jiǎn)單快捷，而且不能實(shí)現(xiàn)將圖形塊保存到統(tǒng)一的圖形數(shù)據(jù)庫(kù)中，以方便其他工程人員的引用。而對(duì)于圖形信息的統(tǒng)計(jì)，作為AutoCAD本身更是無(wú)法做到?？梢?jiàn)，如何做到方便快速的生成圖形、插入圖形、統(tǒng)計(jì)圖形信息成為提高繪圖效率的關(guān)鍵所在。二次開(kāi)發(fā)能夠提高工作效率和減輕工作量，其開(kāi)放式結(jié)構(gòu)能滿足不同專(zhuān)業(yè)的需要，來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，達(dá)到改進(jìn)和加強(qiáng) AutoCAD功能的目的［1］。因此，在建立統(tǒng)一的圖形數(shù)據(jù)庫(kù)的基礎(chǔ)上對(duì)AutoCAD進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)成為了提高繪圖效率的有效途徑。通過(guò)VBA(Visual Basic For Application)可以用ActiveX技術(shù)對(duì)AutoCAD進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，且其與其他二次開(kāi)發(fā)工具相比，VBA具有突出的優(yōu)點(diǎn):①應(yīng)用程序運(yùn)行速度快;②其編程語(yǔ)言和開(kāi)發(fā)環(huán)境簡(jiǎn)單;③與Windows交互性好［2］。利用VBA與數(shù)據(jù)庫(kù)相結(jié)合的模式對(duì)AutoCAD進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，不但可以方便地將具有屬性的圖形保存到統(tǒng)一的圖形數(shù)據(jù)庫(kù)下，而且可以實(shí)現(xiàn)方便快速地插入數(shù)據(jù)庫(kù)中的圖形，并且還能夠?qū)D形的操作記錄及屬性保存到記錄數(shù)據(jù)庫(kù)中。通過(guò)讀取處理記錄數(shù)據(jù)庫(kù)中的信息，不僅可以達(dá)到實(shí)現(xiàn)對(duì)圖形統(tǒng)計(jì)的目的，還能夠結(jié)合一定的程序自動(dòng)生成明細(xì)表。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)針對(duì)的是在AutoCAD平臺(tái)下如何實(shí)現(xiàn)圖形數(shù)據(jù)庫(kù)的創(chuàng)建、圖形的插入與記錄及圖框和明細(xì)表的自動(dòng)生成3個(gè)功能。采用VBA與通用性較好的Microsoft Access工具進(jìn)行聯(lián)合開(kāi)發(fā)，并在實(shí)物關(guān)系模型基礎(chǔ)上建立數(shù)據(jù)庫(kù)，并以相關(guān)關(guān)系運(yùn)算為指導(dǎo)，采用ADO技術(shù)實(shí)現(xiàn)VBA與Microsoft Access數(shù)據(jù)庫(kù)之間的通信，最終分別以3個(gè)VBA工程來(lái)實(shí)現(xiàn)要達(dá)到的3個(gè)功能，從而實(shí)現(xiàn)程序設(shè)計(jì)的要求。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖如圖1所示。

2 數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)系模型建立與相關(guān)關(guān)系運(yùn)算

基于集合理論，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的關(guān)系模型要以嚴(yán)格的數(shù)學(xué)概念為基礎(chǔ)，具有嚴(yán)格的數(shù)學(xué)定義和完整的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)，還要能夠進(jìn)行查尋、插入、修改等工作。在實(shí)際的數(shù)據(jù)庫(kù)操作過(guò)程中，常要用到關(guān)系代數(shù)運(yùn)算，任何一種運(yùn)算都是將一定的運(yùn)算符作用到一定的運(yùn)算對(duì)象上，得到預(yù)期的運(yùn)算結(jié)果［3］。因此，要求AutoCAD圖形數(shù)據(jù)庫(kù)和繪圖記錄數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)模型均在嚴(yán)格的數(shù)學(xué)概念的基礎(chǔ)之上進(jìn)行建立和在關(guān)系代數(shù)的指導(dǎo)下進(jìn)行操作。

2.1 關(guān)系模型的建立

實(shí)物的關(guān)系結(jié)構(gòu)是建立關(guān)系模型的依據(jù)基礎(chǔ)。由于圖形文件占用存儲(chǔ)空間比較大，如果直接以二進(jìn)制格式存放在數(shù)據(jù)庫(kù)字段中，那么在頻繁查詢數(shù)據(jù)庫(kù)表時(shí)，則必然會(huì)大大增加服務(wù)器內(nèi)存的負(fù)擔(dān)［4］。因此將圖形文件的路徑存入數(shù)據(jù)庫(kù)可以有效降低數(shù)據(jù)庫(kù)的占用空間，并提升數(shù)據(jù)庫(kù)查尋數(shù)據(jù)的效率，所以圖形數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)際關(guān)系結(jié)構(gòu)為:

(名稱(chēng)，重量，材料，路徑，備注)?圖形塊?圖形文件?圖形庫(kù) (1)

為了在程序中屬性的提取和操作方便，將屬性與圖形分別存放，以屬性中的路徑來(lái)指定圖形文件的位置。則屬性數(shù)據(jù)庫(kù)與圖形庫(kù)關(guān)系分為:

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖

由于路徑與圖形文件具有映射關(guān)系，則:

從屬性數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)系結(jié)構(gòu)可以推導(dǎo)屬性數(shù)據(jù)庫(kù)的關(guān)系模式:屬性數(shù)據(jù)庫(kù)(名稱(chēng)，重量，材料，路徑，備注)，其中屬性數(shù)據(jù)庫(kù)為關(guān)系名，括號(hào)中的項(xiàng)目為屬性，見(jiàn)表1。

表1 圖形數(shù)據(jù)庫(kù)的關(guān)系模型

同理，圖形記錄數(shù)據(jù)庫(kù)的關(guān)系模型為:圖形記錄數(shù)據(jù)庫(kù)(編號(hào)，名稱(chēng)，插入點(diǎn)X，插入點(diǎn)Y，插入點(diǎn)Z，旋轉(zhuǎn)角，放大X，放大Y，放大Z，圖層，材料，重量，備注)，見(jiàn)表 2。

表2 圖形記錄數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)系模型

2.2 數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)系模型的關(guān)系運(yùn)算

關(guān)系運(yùn)算的方式包括傳統(tǒng)的集合運(yùn)算和專(zhuān)門(mén)的關(guān)系運(yùn)算。在本系統(tǒng)中，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的操作集中于數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)與查找，因此，關(guān)系運(yùn)算集中于專(zhuān)門(mén)的關(guān)系運(yùn)算中的選擇運(yùn)算。在關(guān)系R中選擇滿足給定條件的元組，可以表示為σF(R)，其中F表示選擇條件，它是一個(gè)邏輯表達(dá)式，取邏輯值“真”或“假”［5］。如在表1中查名稱(chēng)為法蘭的模型，則表達(dá)式為:

在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)表中的數(shù)據(jù)選擇時(shí)應(yīng)用此原理。

3 程序功能的實(shí)現(xiàn)及關(guān)鍵技術(shù)

在程序中，整個(gè)所應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)主要可以分為兩個(gè)方面，一方面是如何實(shí)現(xiàn)VBA對(duì)AutoCAD的操作，另一方面如何實(shí)現(xiàn)VBA對(duì)Microsoft Access的操作。對(duì)于這兩個(gè)方面的關(guān)鍵技術(shù)，在下面將結(jié)合VBA工程實(shí)現(xiàn)來(lái)進(jìn)行闡述。

3.1 圖形數(shù)據(jù)庫(kù)創(chuàng)建工程的實(shí)現(xiàn)

從整個(gè)程序的設(shè)計(jì)圖中可以看出，該工程的主要任務(wù)有兩個(gè)，一是如何將圖形塊保存到圖形庫(kù)中，二是如何將屬性值寫(xiě)入到屬性數(shù)據(jù)庫(kù)中。

圖形數(shù)據(jù)庫(kù)創(chuàng)建是利用VBA與AutoCAD和Microsoft Access的接口來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其邏輯圖如圖2所示。

(1)首先分析圖形塊的保存。由于VBA與AutoCAD集成在一起，因此通過(guò)AutoCAD界面的界面菜單即可進(jìn)入到Visual Basic編輯器，通過(guò)其提供的工具箱建立如圖3所示窗口。

圖2 圖形數(shù)據(jù)創(chuàng)建邏輯圖

圖3 創(chuàng)建屬性塊窗體圖

(2)其次分析圖形屬性與路徑如何保存到數(shù)據(jù)庫(kù)中。

采用ADO(ActiveX Data Object)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)VBA與Microsoft Access的通信。ADO同DAO或RDO相比較，在效率上更高，速度更快，并且編寫(xiě)應(yīng)用程序更加簡(jiǎn)單，更加方便，比其他的數(shù)據(jù)訪問(wèn)接口更加全面［6］。但其使用前提條件是必須在VBA環(huán)境中引用“Microsoft ActiveX Data Objects 2.5 Library”。

以下是程序VBA與Microsoft Access數(shù)據(jù)庫(kù)連接的實(shí)現(xiàn)代碼。

通過(guò)運(yùn)行以上代碼便可以建立起VBA與 Microsoft Access數(shù)據(jù)庫(kù)的連接。在此基礎(chǔ)上可以通過(guò)下面的方法在數(shù)據(jù)庫(kù)中增加行，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)的寫(xiě)入操作。

3.2 圖形的插入與記錄工程的實(shí)現(xiàn)

從系統(tǒng)的設(shè)計(jì)圖可以看出，本工程的技術(shù)難點(diǎn)在于以下三個(gè)方面:一是如何查找數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù);二是如何將未打開(kāi)圖形中的塊插入到當(dāng)前的工作空間;三是如何得到插入點(diǎn)的信息等屬性并將其寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)中。首先建立如圖4所示窗口。

(1)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)存數(shù)據(jù)的查找首先要進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)的連接。從原理上講，要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的查找就要依照關(guān)系代數(shù)中專(zhuān)門(mén)的關(guān)系運(yùn)算的選擇公式

進(jìn)行語(yǔ)句設(shè)計(jì)。例如，在表中1查找法蘭的對(duì)應(yīng)的路徑，則程序的任務(wù)是，在數(shù)據(jù)表中查找法蘭所對(duì)應(yīng)的元組，當(dāng)找到后，將該組中路徑所對(duì)應(yīng)的分量從數(shù)據(jù)庫(kù)中讀取出來(lái)。

在程序的部分關(guān)鍵代碼為:

圖4 圖形塊管理界面

以上代碼執(zhí)行條件是建立在VBA與Microsoft Access連接的基礎(chǔ)之上的，它的功能是從數(shù)據(jù)庫(kù)的第一行開(kāi)始查找。如果在名稱(chēng)屬性下查找到法蘭具有相同名稱(chēng)的分量時(shí)，則將其路徑屬性在元組中對(duì)應(yīng)的分量賦給path，然后退出，否則繼續(xù)在下一個(gè)元組中進(jìn)行查找。

(2)利用ObjectDBX技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)在圖形中插入其他已打開(kāi)的圖形中的圖塊。ObjectDBX包含了一系列動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù) (dll)，通過(guò)它們可以建立包含在AutoCAD圖形文件中的自定義對(duì)象，也可以使生成的應(yīng)用程序在AutoCAD環(huán)境之外對(duì)DWG圖形進(jìn)行處理［7］。使用ObjectDBX技術(shù)之前同樣要進(jìn)行引用，其引用項(xiàng)為“AutoCAD/ObjectDBX Common16.0 Type Library”。在引用后便可以進(jìn)行編程操作了。

(3)在VBA與Microsoft Access已經(jīng)建立連接的基礎(chǔ)上將屬性值與插入點(diǎn)的信息寫(xiě)入到記錄數(shù)據(jù)庫(kù)中要相對(duì)容易，在與數(shù)據(jù)庫(kù)已連接的基礎(chǔ)上，其實(shí)現(xiàn)代碼為:

其他屬性值的寫(xiě)入同理。

3.3 圖框與明細(xì)表的生成工程的實(shí)現(xiàn)

根據(jù)程序設(shè)計(jì)要求，在Visual Basic編輯器中編輯如圖5所示窗口。在本工程中，本工程有兩個(gè)重要的工作，一是在插入圖框塊后進(jìn)行的繪制明細(xì)表線框添加文字，另一個(gè)是數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的計(jì)算，生成明細(xì)表。

圖5 圖框與明細(xì)表生成界面

(1)添加文字和線段相對(duì)簡(jiǎn)單，只要利用現(xiàn)有的VBA函數(shù)就可以達(dá)到，見(jiàn)表3。

表3 直線與文字增加函數(shù)

(2)生成明細(xì)表首先要讀取記錄數(shù)據(jù)庫(kù)，獲得圖形所在的位置。為了操作方便可以將圖形的名稱(chēng)與插入點(diǎn)信息復(fù)制到數(shù)組中，其實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵代碼為:

在數(shù)據(jù)信息被復(fù)制到數(shù)據(jù)庫(kù)后，便可以通過(guò)數(shù)組的操作來(lái)進(jìn)行排序、統(tǒng)計(jì)，結(jié)合屬性數(shù)據(jù)庫(kù)獲得相應(yīng)屬性，再通過(guò)繪制線形與添加文字操作，便可生成明細(xì)表。其邏輯圖如圖6所示。程序運(yùn)行效果如圖7所示。

4 結(jié)語(yǔ)

(1)介紹了實(shí)現(xiàn)創(chuàng)建、引用數(shù)據(jù)庫(kù)存方法，并成功應(yīng)用于自動(dòng)生成圖框與明細(xì)表。

(2)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，通過(guò)VBA與MicrosoftAccess聯(lián)合開(kāi)發(fā)AutoCAD可以降低繪制圖形所需要的時(shí)間，而且在圖形統(tǒng)計(jì)上準(zhǔn)確性高，能夠進(jìn)一步提高工作效率。

圖6 明細(xì)表生成邏輯圖

圖7 程序運(yùn)行效果圖

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