淺談CAD軟件二次開(kāi)發(fā)的方法及工具

摘 要：計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)（Computer Aided Design）作為杰出的工程技術(shù)成就，已廣泛地應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)的各個(gè)領(lǐng)域。它推動(dòng)了幾乎所有領(lǐng)域的設(shè)計(jì)革命，對(duì)于加速工程建設(shè)和縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本、增強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力發(fā)揮著巨大作用。CAD二次開(kāi)發(fā)指根據(jù)客戶(hù)的特殊用途進(jìn)行軟件的客戶(hù)化定制和二次開(kāi)發(fā)。它往往能夠大大提高企業(yè)的生產(chǎn)效率和技術(shù)水平，故其二次開(kāi)發(fā)在工業(yè)日益發(fā)達(dá)的今天仍顯得十分重要和迫切。

關(guān)鍵詞：CAD軟件；二次開(kāi)發(fā)；

1 CAD軟件的發(fā)展背景

計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)（Computer Aided Design）作為杰出的工程技術(shù)成就，已廣泛地應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)的各個(gè)領(lǐng)域。CAD最早出現(xiàn)于二十世紀(jì)60年代，是美國(guó)麻省理工學(xué)院提出的交互式圖形學(xué)的研究計(jì)劃，由于當(dāng)時(shí)硬件設(shè)施昂貴，只有美國(guó)通用汽車(chē)公司和美國(guó)波音航空公司使用自行開(kāi)發(fā)的交互式繪圖系統(tǒng)。二十世紀(jì)70年代，小型計(jì)算機(jī)費(fèi)用下降，美國(guó)工業(yè)界才得以開(kāi)始廣泛使用交互式繪圖系統(tǒng)。二十世紀(jì)80年代，隨著PC機(jī)的應(yīng)用，CAD得以迅速發(fā)展，出現(xiàn)了專(zhuān)門(mén)從事CAD系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的公司。當(dāng)時(shí)這其中專(zhuān)業(yè)的CAD制作公司VersaCAD開(kāi)發(fā)的CAD軟件功能強(qiáng)大，但其昂貴的價(jià)格限制了它的普遍應(yīng)用。而現(xiàn)在的Autodesk公司那時(shí)是一個(gè)僅有員工數(shù)人的小公司，但由于其開(kāi)發(fā)的CAD系統(tǒng)課免費(fèi)拷貝，故雖然功能較少，但在社會(huì)中得以廣泛應(yīng)用。同時(shí)，該CAD軟件升級(jí)迅速也與其系統(tǒng)的開(kāi)放性此密不可分。

2 CAD軟件二次開(kāi)發(fā)的方法

CAD二次開(kāi)發(fā)指根據(jù)客戶(hù)的特殊用途進(jìn)行軟件的客戶(hù)化定制和二次開(kāi)發(fā)。而CAD軟件二次開(kāi)發(fā)的方法有許多，大部分情況下，開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)會(huì)使用參數(shù)化、成組化或交互式的方法進(jìn)行對(duì)應(yīng)的開(kāi)發(fā)，由此提高軟件的應(yīng)用效率。

2.1 CAD軟件二次開(kāi)發(fā)參數(shù)化方法

參數(shù)化方法是在CAD軟件二次開(kāi)發(fā)中應(yīng)用最多的一種方法。在這種方法中，主要是根據(jù)軟件在二次開(kāi)發(fā)的過(guò)程中所產(chǎn)生的不同的需求來(lái)制定不同的軟件管家，故在進(jìn)行CAD軟件二次開(kāi)發(fā)的過(guò)程中，應(yīng)該在開(kāi)發(fā)之前對(duì)CAD軟件有一個(gè)整體的規(guī)劃，并在此中將人們對(duì)軟件的不同需求轉(zhuǎn)化為參數(shù)，并將它們進(jìn)行統(tǒng)一管理。確保CAD在進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)過(guò)程中具有更高的效率和更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。因此也可以將此參數(shù)化方法與大數(shù)據(jù)聯(lián)系起來(lái)，由于CAD軟件二次開(kāi)發(fā)面向不同的人群，不同的企業(yè)，有著相似或完全不同的要求，但當(dāng)運(yùn)用參數(shù)化方法進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)應(yīng)的CAD二次開(kāi)發(fā)人員按照收集的數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，能更加符合客戶(hù)的要求。

2.2 CAD軟件二次開(kāi)發(fā)成組化方法

成組化方法同樣在CAD軟件二次開(kāi)發(fā)應(yīng)用廣泛，其來(lái)源于CAD軟件二次開(kāi)發(fā)過(guò)程中，要求復(fù)雜，需求眾多，但這些不同的需求中實(shí)際上是有一定的相似性的，因此就出現(xiàn)了在CAD軟件二次開(kāi)發(fā)過(guò)程中將相似的需求進(jìn)行組隊(duì)，這種成組化方法能夠減少CAD軟件二次開(kāi)發(fā)者的工作量，帶來(lái)一定的便利性，同時(shí)提高了其工作效率。需要時(shí)查找已經(jīng)存入數(shù)據(jù)庫(kù)的通用的集合圖像，即可得到簡(jiǎn)單快捷的數(shù)據(jù)。

2.3 CAD軟件二次開(kāi)發(fā)交互式方法

此外，CAD軟件二次開(kāi)發(fā)中的交互式方法應(yīng)用也較多，它是一種能讓CAD軟件使用者十分直觀的面對(duì)自己設(shè)計(jì)的東西的方法，圖像形成顯示系統(tǒng)是交互式方法應(yīng)用的主要部分。除了上述系統(tǒng)，CAD的數(shù)據(jù)庫(kù)、圖形庫(kù)、程序庫(kù)也是交互式方法的應(yīng)用內(nèi)容，并且這些庫(kù)的數(shù)據(jù)越多就表示CAD的交互性越強(qiáng)。交互性CAD軟件二次開(kāi)發(fā)客戶(hù)化功能定制工具一般分為四類(lèi)：用戶(hù)定義特性，知識(shí)工程，應(yīng)用程序編程端和組件應(yīng)用架構(gòu)。前兩個(gè)為CAD系統(tǒng)本身提供的定制工具，功能有一定的局限性。后兩者屬于二次開(kāi)發(fā)工具，應(yīng)用程序編程接口入門(mén)容易，不過(guò)具有一定的應(yīng)用限制。

3 CAD軟件二次開(kāi)發(fā)的工具

前述可知，近年來(lái)AutoCAD軟件的應(yīng)用相當(dāng)廣泛，故介紹相關(guān)幾種針對(duì)于AutoCAD軟件二次開(kāi)發(fā)的工具。大致分為以下三種：VBA，LISP和Object ARX。

3.1 VBA

VBA是2000版本后具備的功能，它通過(guò)AutoCADActive Automation接口對(duì)AutoCAD進(jìn)行編程控制，是一個(gè)引入了對(duì)象的設(shè)計(jì)環(huán)境，為用戶(hù)提供類(lèi)似Visual Basic語(yǔ)言所擁有的功能，可以執(zhí)行并存取AutoCAD環(huán)境的所有資源，適合編寫(xiě)中型的CAD軟件。由于AutoCAD的軟件系統(tǒng)本身就具備集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，這種通過(guò)VBA接口而進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)的程序會(huì)成為AutoCAD的內(nèi)部程序之一。

3.2 LISP

LISP（List Processing Language）是一種計(jì)算機(jī)的表處理語(yǔ)言，是廣泛應(yīng)用于人工智能學(xué)科領(lǐng)域的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。AutoLISP語(yǔ)言是嵌套于AutoCAD內(nèi)部將LISP語(yǔ)言和AutoCAD有機(jī)結(jié)合的產(chǎn)物。使用AutoLISP可以直接調(diào)用幾乎所有的AutoCAD命令。AutoLISP語(yǔ)言同時(shí)具有強(qiáng)大的圖形處理功能。Visual LISP是AutoLISP的換代，完全兼容AutoLISP，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了擴(kuò)展，可以通過(guò)Microsoft ActiveX Automation接口與對(duì)象交互。

3.3 Object ARX

Object ARX應(yīng)用程序是一個(gè)DLL（動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)），共享AutoCAD的地址空間，對(duì)AutoCAD進(jìn)行直接函數(shù)調(diào)用，故使用ARX編程的函數(shù)執(zhí)行速度會(huì)大大提高，同時(shí)由于ARX類(lèi)庫(kù)采用標(biāo)準(zhǔn)的C++類(lèi)庫(kù)的封裝形式，也極大提高了程序員的可靠度和效率。

隨著現(xiàn)代社會(huì)生產(chǎn)力的不斷發(fā)展，CAD技術(shù)的單一已難以適應(yīng)企業(yè)生產(chǎn)的設(shè)計(jì)要求，進(jìn)行CAD軟件二次開(kāi)發(fā)往往能夠大大提高企業(yè)的生產(chǎn)效率和技術(shù)水平，故其在工業(yè)日益發(fā)達(dá)的今天仍顯得十分重要和迫切。因此需要研究開(kāi)發(fā)人員將更多優(yōu)秀與普適性好的方法應(yīng)用于CAD軟件的二次開(kāi)發(fā)中，由此來(lái)滿(mǎn)足用戶(hù)復(fù)雜以及多樣化的需求，充分挖掘和開(kāi)發(fā)CAD軟件的功能和價(jià)值。

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作者簡(jiǎn)介：

歐陽(yáng)旭奕（1998.04.15）男，漢族，學(xué)生，湖南省衡陽(yáng)市雁峰區(qū)黃青巷8號(hào)401戶(hù)，單位：鄭州大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，專(zhuān)業(yè)： 機(jī)械工程 ，研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)