起重機(jī)參數(shù)化制圖程序的所見即所得技術(shù)

梁文燾，趙 鵬

（河南衛(wèi)華重型機(jī)械股份有限公司，河南 長垣 453400）

0 引言

經(jīng)過這些年發(fā)展，通用橋式雙梁起重機(jī)產(chǎn)品日趨完善，結(jié)構(gòu)形式亦穩(wěn)定下來，形成了5t、10t、16/3.2 t、20/5t、32/5t、50/10t等若干系列產(chǎn)品，此類產(chǎn)品占據(jù)橋式雙梁起重機(jī)產(chǎn)品的80%以上。電磁類、抓斗類等起重機(jī)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與通用起重機(jī)結(jié)構(gòu)高度類似。起重機(jī)產(chǎn)品之間的區(qū)別基本在于跨度、小車基距、小車軌距、主梁截面、端梁截面的不同，這些變化有規(guī)律可循，完全可以使用計(jì)算機(jī)代替工程設(shè)計(jì)人員完成部分工程圖紙的繪制工作。

1 當(dāng)前可視化技術(shù)分析

目前，已有多個(gè)起重機(jī)廠家開發(fā)出自己的參數(shù)化制圖程序，替代工程設(shè)計(jì)人員完成低技術(shù)附加值的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，使技術(shù)人員從重復(fù)性工作中解放出來。然而，這些程序在人機(jī)交互時(shí)常會(huì)遇到一些問題：①無可視化界面，難以理解界面參數(shù)所代表的含義；②有可視化界面，圖形為預(yù)先設(shè)計(jì)好的圖片，不能實(shí)時(shí)表達(dá)設(shè)計(jì)意愿；③可視化界面圖形可以隨著參數(shù)變化，但僅是示意圖，圖形簡單，不能完整地反映真實(shí)圖形，影響參數(shù)設(shè)定。人機(jī)通話不暢，使得程序繪制的圖紙質(zhì)量不高，仍需要做大量的更改，工作效率低下。

2 所見即所得技術(shù)

如果工程圖與可視化圖形完全一致，可視化界面所見到的圖形就是所需要的工程圖，設(shè)計(jì)人員就可快速設(shè)計(jì)出需要的產(chǎn)品，這就是所見即所得技術(shù)。該技術(shù)需要可視化模塊與二維制圖模塊同源，在可視化圖形中輸入與工程圖一致的圖形元素；可視化圖形還須具有縮放、平移等功能。圖1為QD5-50t參數(shù)化制圖程序橋架部分。

2.1 同源的實(shí)現(xiàn)

同源即可視化模塊與工程圖出圖模塊使用相同的數(shù)據(jù)輸入，需要將AutoCAD和VB的圖形繪制方法統(tǒng)一起來。由于VB的圖形繪制方法只有Line方法、Circle方法，所以須將工程圖形中復(fù)雜圖元分解為最基本的直線、圓、圓弧、橢圓。另外，AutoCAD中各個(gè)圖元都處在不同的圖層之中，圖層一般有“粗實(shí)線”、“細(xì)實(shí)線”、“中心線”、“虛線”、“雙點(diǎn)劃線”、“標(biāo)注”，可以通過圖層來統(tǒng)一設(shè)置圖層下圖元的顏色、線型等屬性，每個(gè)圖元也可以不引用圖層的設(shè)置而設(shè)置單獨(dú)的顏色、線型等屬性。圖層的目的就是統(tǒng)一管理顏色、線型等屬性，VB沒有圖層的概念，我們需要將顏色、線型屬性與VB的ForeColor與DrawStyle對應(yīng)起來，其他屬性對于可視化來說沒有必要，完全可以舍棄。

圖1 QD5-50t參數(shù)化制圖程序橋架部分

以繪制直線為例，AutoCAD的實(shí)現(xiàn)方法為“object.AddLine（StartPoint，EndPoint）”，StartPoint與EndPoint為一維三元數(shù)組，第3個(gè)元素通常為0；VB的實(shí)現(xiàn)方法為“object.Line［Step］（x1，y1）［Step］（x2，y2），［color］，［B］［F］”，（x1，y1）與（x2，y2）可以看作是一維二元數(shù)組。

AutoCAD與VB繪制直線的統(tǒng)一函數(shù)代碼如下：

2.2 可視化圖形操作

實(shí)現(xiàn)可視化圖形的縮放、平移等操作，首先需要完成客戶區(qū)坐標(biāo)系的變換，然后采用“雙緩沖”技術(shù)完成可視化圖形的繪制，最后轉(zhuǎn)換鼠標(biāo)滾輪消息，根據(jù)鼠標(biāo)坐標(biāo)、鍵盤消息等實(shí)現(xiàn)圖形縮放、平移等動(dòng)作。

2.2.1 坐標(biāo)變換

可視化繪圖區(qū)坐標(biāo)系的坐標(biāo)原點(diǎn)是位于客戶區(qū)的左上角，而AutoCAD的圖形輸出客戶區(qū)坐標(biāo)系的坐標(biāo)原點(diǎn)位于左下角。通過object.Scale（x1，y1）－（x2，y2）方法，完成坐標(biāo)系的變換。（x1，y1）指示object左上角的水平和垂直坐標(biāo)；（x2，y2）指示object右下角的水平和垂直坐標(biāo)。

坐標(biāo)變換函數(shù)代碼如下：

2.2.2 雙緩沖

因?yàn)榭梢暬瘓D形反映產(chǎn)品工程圖的所有細(xì)節(jié)，圖形較為復(fù)雜，窗體在響應(yīng)WM＿PAINT消息時(shí)要進(jìn)行復(fù)雜的圖形處理。一次WM＿PAINT響應(yīng)事件為圖形在重繪時(shí)，需要先將原來圖形擦除，然后利用繪圖區(qū)背景色填充，再調(diào)用新的代碼繪制新的圖形。這樣的擦除、重繪導(dǎo)致了圖形顏色的反差，出現(xiàn)“閃爍”現(xiàn)象。當(dāng)WM＿PAINT的響應(yīng)很頻繁的時(shí)候，比如在移動(dòng)圖形時(shí)，經(jīng)測試，程序在1s之內(nèi)需要繪制圖形30次之多，這種反差、“閃爍”現(xiàn)象也就非常明顯。為解決這個(gè)問題，一方面，需要優(yōu)化程序結(jié)構(gòu)及算法，減少計(jì)算機(jī)計(jì)算強(qiáng)度及時(shí)間；另一方面，需要采用“雙緩沖”技術(shù)。

可以事先建立兩個(gè)PictureBox控件，thePicture和backPicture。先將圖形繪制在backPicture上，在一次WM＿PAINT響應(yīng)事件中，只需要利用BitBlt函數(shù)，backPicture上的圖形會(huì)完全覆蓋到thePicture上，這個(gè)過程非?？欤@樣就消除了“閃爍”現(xiàn)象。

雙緩沖函數(shù)代碼如下：

2.2.3 轉(zhuǎn)換鼠標(biāo)滾輪消息

進(jìn)行圖形操作時(shí)，大部分都是通過鼠標(biāo)滾輪來進(jìn)行。而VB中PictureBox未提供鼠標(biāo)滾輪事件，無法接收到鼠標(biāo)滾輪信息，需要自定義Hook程序截獲處理Windows消息，然后將鼠標(biāo)滾輪消息轉(zhuǎn)換成為“UP ARROW”鍵和“DOWN ARROW”鍵。

hook程序啟動(dòng)函數(shù)代碼如下：

自定義hook程序函數(shù)代碼如下：

2.2.4 圖形操作

根據(jù)鼠標(biāo)、鍵盤消息，完成圖形的縮放、平移等操作。以放大操作為例，當(dāng)前鼠標(biāo)坐標(biāo)（Wheel＿cX，Wheel＿cY）為縮放中心，當(dāng)前可視化圖形客戶區(qū)的邊界為（Wheel＿x1，Wheel＿y1）－（Wheel＿x2，Wheel＿y2），一次放大比例為0.8。

圖形縮放函數(shù)代碼如下：

3 結(jié)束語

這樣實(shí)現(xiàn)的可視化圖形與二維工程圖完全一樣，圖形操作也和AutoCAD一致，不僅方便工程設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)與干涉檢查，而且后期的維護(hù)也非常簡單快捷，只需要修改一次就可以保證兩個(gè)圖形之間的同步。

可視化圖形里面會(huì)有大量的文字，因?yàn)椴捎谩癟rue Type”字體，在圖形放大到一定程度時(shí)，會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的畫面卡頓現(xiàn)象，可以自定義字體，通過直線、圓弧等模擬“True Type”字體來解決這一問題。

［1］楊宏磊，劉永剛，吳軍，等.基于AutoCAD二次開發(fā)技術(shù)的主梁解體高強(qiáng)度螺栓組計(jì)算程序的開發(fā)［J］.起重運(yùn)輸機(jī)械，2013（1）：88-90.

［2］陶元芳，謝文寧，沈才華，等.起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)可視化CAD軟件的開發(fā)［J］.起重運(yùn)輸機(jī)械，2007（12）：35-36.

［3］張建輝.Visual Basic從初學(xué)到精通［M］.北京：電子工業(yè)出版社，2010.