數(shù)字圖形圖像文件的跨平臺轉(zhuǎn)換與應(yīng)用探討

張軼哲 董佳

南京工業(yè)大學(xué)浦江學(xué)院 江蘇 南京 210000

引言

本文中“數(shù)字圖形圖像文件”是指Photoshop、Illustrator、AutoCAD、3DSmax、北京精雕等可以生成圖形圖像的軟件而生成的文件。（在某種特定環(huán)境下Word文件、Excel文件之類的文本文件也可視為圖形圖像文件，如產(chǎn)品宣傳冊中的表格）。

圖形圖像文件大部分在藝術(shù)設(shè)計專業(yè)領(lǐng)域中制作并產(chǎn)生，但藝術(shù)設(shè)計專業(yè)行業(yè)本身就分工細密，造成了專業(yè)圖形軟件使用的單一情況，如廣告設(shè)計專業(yè)，基本屬于平面二維設(shè)計方向，主要使用的圖形圖像軟件為Photoshop、Illustrator；而環(huán)境設(shè)計專業(yè)需要生成CAD類的施工圖與三維類的效果圖，主要使用的圖形圖像軟件為AutoCAD、3DSmax；而產(chǎn)品設(shè)計專業(yè)、視覺傳達專業(yè)所用圖形圖像軟件又各不相同，然而，各專業(yè)又不能完全割裂開來，所以各行業(yè)之間所生成的電子文檔文件能否高效融合到一起就成了各行各業(yè)之間所需要解決的技術(shù)難點，從而提高生產(chǎn)效率的技術(shù)手段。行業(yè)間使用的軟件類型不一致，造成了文件的不能直接利用，這種情況下會造成重復(fù)勞動現(xiàn)象，極度影響工作效率，本文將對各軟件進行分析與操作，為數(shù)字圖形圖像文件的跨平臺轉(zhuǎn)換與應(yīng)用找到解決方案，從而提高使用者的工作效率。

我們重點處理辦公類軟件，Word與Excel，二維圖形圖像類的軟件，AutoCAD、Photoshop、Adob Illustrator、三維類軟件、數(shù)控加工類的JD paint(北京精雕)，所選軟件具有代表性，所陳述轉(zhuǎn)換原理通用在以上類別軟件。

AutoCAD與Photoshop的關(guān)系：為了論述方便我們以下把AutoCAD簡稱為CAD，Photoshop簡稱為PS,Adobe Illustrator簡稱為AI。

1 CAD與PS

PS與CAD軟件是最常用的專業(yè)級軟件，PS應(yīng)用在廣告行業(yè)，CAD廣泛應(yīng)用在裝飾裝潢與機械專業(yè)，（關(guān)于兩者互相的融合使用的重要性，我們不在此贅述），如何實現(xiàn)兩者間的互相轉(zhuǎn)換，這一直讓具體專業(yè)的人感到力不從心，因為兩類軟件是不同的屬性與格式，PS為位圖類軟件，其文件格式為點陣式，用像素點構(gòu)成萬千變化的色彩。而CAD是矢量類軟件，可以無限放大永不變形。矢量圖像與位圖圖像的不同性質(zhì)，我們?nèi)绾问苟呋マD(zhuǎn)，就是本文重點研究對象，實現(xiàn)二者交換數(shù)據(jù)，通常可借用“橋梁”軟件實現(xiàn)，Adob Illustrator即后稱之為AI，作者工作中，遇到的工作問題是如何讓服裝效果圖與服裝結(jié)構(gòu)制圖出現(xiàn)在同一張圖中。而現(xiàn)在隨著廣告的行業(yè)需求，越來越多的結(jié)構(gòu)圖紙（矢量文件）需要轉(zhuǎn)化為專業(yè)級的彩色平面位圖。

1.1 位圖圖像

位圖圖像，亦稱為點陣圖像或繪制圖像，是由稱作像素（圖片最小元素）的單個點組成的。像 Photoshop 這樣的編輯照片程序則用于處理位圖圖像。處理位圖圖像時，可以優(yōu)化微小細節(jié)，進行顯著改動，以及增強效果。當(dāng)放大位圖時，可以看見無數(shù)單個方塊，每一個像素都是單獨染色的。

1.2 CAD的文件進行位圖化操作，即轉(zhuǎn)化為PS可用圖

我們先利用CAD的文件進行位圖化操作，即轉(zhuǎn)化為PS可用圖的常用方法與優(yōu)劣對比，在實際工作中矢量的AutoCAD軟件的Dwg文件格式轉(zhuǎn)化為位圖，常見有：屏幕拷貝法（截圖法）、輸出法、打印管理輸出位圖法、打印矢量文件法、虛擬打印PDF法、第三方軟件中轉(zhuǎn)法這六類方法。

1.2.1 屏幕拷貝法。在AutoCAD軟件中打開工作（根據(jù)行業(yè)需要）文件，調(diào)整好要出的圖像，利用鍵盤上的Printscreen（輸出屏幕），鍵盤標記“PRT”；手提電腦上通常為Fn +Prtsc 組合而成。并開啟PS軟件后“新建”，進行粘貼即可，CAD中的屏幕即被完整記錄，并復(fù)制到了PS。由于截圖法，存儲的圖像信息極少，所以其只能作為示意用圖，并不可以用于完全的商業(yè)輸出特別是廣告業(yè)，這種方法不被推薦使用，或禁止在商業(yè)廣告中應(yīng)用。

1.2.2 輸出法。輸出格式是指AutoCAD中軟件中的文件通過輸出命令，輸出為可以被PS軟件可以支持的格式的一種方法。

CAD軟件輸出功能可以生成兩個PS軟件直接支持的格式：位圖（*.BMP）與封裝PS（*.EPS）BMP格式為位圖格式，而EPS為矢量格式，相較而言，對于矢量圖來說EPS格式質(zhì)量優(yōu)于位圖，另外圖元格式也是一個理想的格式，但是WMF格式不可以被PS直接調(diào)用，但可以用過渡軟件AI進行編輯與轉(zhuǎn)換。

轉(zhuǎn)換為BMP格式，選取所有需要輸出的元素、文件類別分別“輸出”，為位圖（*.BMP）與EPS格式。

對比二者，BMP質(zhì)量視覺效果放大兩倍已經(jīng)無法清晰表達信息，所以此法存在致命缺陷不被采納。EPS格式可以在輸出時根據(jù)精度要求輸入?yún)?shù)，所得文件觀察后結(jié)果其底色為透明，其結(jié)果遠遠優(yōu)于BMP文件類型，此法轉(zhuǎn)換的位圖，雖勝于BMP圖，但是其有三個缺陷：①所有線寬僅有一個像素未分粗細主次不明。②圖形中的不同元素，例如文字與線型為一個整體，無法分別操作與修改。③文字雖可辨認但出現(xiàn)破損現(xiàn)象達不到廣告級要求。（圖片的廣告級要求是在保證圖幅尺寸的前提下，分辨率為300dpi（印刷用精度）圖像元素與元素之間邊緣光滑無鋸齒邊）

1.2.3 打印管理輸出位圖法。AutoCAD的矢量文件通過設(shè)置繪圖儀管理器通過打印方式輸出成位圖格式文件的方法，圖像質(zhì)量最優(yōu)方案為TIFF格式。

進入“文件繪圖儀管理器添加繪圖儀”向?qū)?，根?jù)提示選擇生產(chǎn)商為“光柵文件格式”，型號為“Tiff Version6（不壓縮）”、繪圖儀名稱命名為“My TIFF”（作者自定名稱），完成繪圖儀設(shè)置，生成“My TIFF”自定繪圖儀。后配置“自定義圖紙尺寸”，選擇高精度圖紙尺寸（A3印刷級像素設(shè)置為3508×4961像素）。

以打印的方式，打印機選擇“My TIFF”，進行常規(guī)設(shè)置，文件輸出TIFF格式，圖面檢查文字及其他元素清晰，符合印刷要求。文件缺點不便于后期修改，線型單一，無主次關(guān)系（原CAD中已設(shè)置過線型粗細度）如果通過其繪制彩色平面圖，后續(xù)工作難度大，我們繼續(xù)改進其方法，試著用打印矢量文件法[1]。

1.2.4 打印矢量文件法。相對于打印輸出位圖tif的方法，此法優(yōu)于前者，除了解決精度問題以外，同時解決了線型粗細問題。

進入“文件繪圖儀管理器添加繪圖儀”向?qū)?，根?jù)提示選擇生產(chǎn)商為“Adobe”，型號為“Postscript Level2”（型號中三個都可以選，但建議選擇Postscript Level2）、繪圖儀名稱命名為“我的EPS”（作者自定名稱），完成繪圖儀設(shè)置，生成“我的EPS”自定繪圖儀。以打印的方式，打印機選擇“我的EPS”，進行常規(guī)設(shè)置，文件輸出tiff格式，檢查后發(fā)現(xiàn)，文件完整、字體清晰，主次分明，這是一種比較優(yōu)秀的輸出法，缺點在于圖層僅為一層，圖像符合商業(yè)印刷要求。

打印為位圖與打印EPS兩者其實是通過設(shè)置繪圖儀后利用打印功能完成圖像輸出，輸出的文件并未通過打印機輸出到紙質(zhì)媒介，即硬件打印機并不存在，因此我們稱此類方法稱為虛擬打印，而虛擬打印目前較為優(yōu)秀的方法即采用虛擬打印為Adobe公司的PDF格式，我們現(xiàn)在進行PDF輸出。

1.2.5 虛擬打印Adobe PDF文件。 準備工作必須先在電腦上安裝Adobe Acrobat Professional版（版本不限），安裝完成后，電腦系統(tǒng)中會增加一臺Adobe PDF打印機，因為此打印機的設(shè)置可調(diào)節(jié)，但其又不是真的在紙介質(zhì)上輸出文件，所以稱之為Adobe PDF虛擬打印機，在控制面板中的打印機項中查詢到存在Adobe PDF打印機。

用前述方法進行打印，打印機選擇“Adobe PDF打印機”，文件輸出為PDF格式，對比EPS文件與PDF文件，PDF圖像文件質(zhì)量高于EPS，光滑度高，（可看文字邊緣）PDF文件可用Abode Illustrator進行編輯，發(fā)現(xiàn)文字也可以進行修改，此方法優(yōu)于EPS文件，只要軟件存在“打印”功能項就一定可以用PDF打印輸出為高質(zhì)量的位圖文件，包括Word與Excel文件也可以轉(zhuǎn)化為圖形圖像文件。

如果沒有付費的“Adobe PDF打印機”，CAD軟件的打印項中的打印機選擇欄中有“DWG to PDF”也可以生成虛擬打印文件，但文件中的文字不可以在修改，但其他與“Adobe PDF”質(zhì)量一致。

1.2.6 第三方軟件中轉(zhuǎn)法。第三方軟件中轉(zhuǎn)法，在此是指兩類軟件生成的文檔格式不兼容，然后采用第三方（種）軟件，作為中轉(zhuǎn)改變其中一種格式為類一中軟件可兼容的格式而達到互為通用的方法。

AutoCAD的標準文件為*.DWG格式，PS生成的標準文件格式為*.PSD格式兩個軟件不直接產(chǎn)生關(guān)聯(lián)，如何處理

CAD文件做完先期處理，例如整理圖層和“清理”后進行存儲，文件存儲時注意版本匹配，或者存為低版本格式。在AI中直接打開DWG文件即可，對比后AI保留了CAD文件中的大多數(shù)可修改信息，包括圖層信息、文字信息等。在AI中可以對CAD文件進行處理并得到商業(yè)級圖形圖像。

虛擬打印與Illustrator轉(zhuǎn)換文件格式的對比：

論述至此，信息保留最為完整的為DWG通過Illustrator轉(zhuǎn)換，編輯后轉(zhuǎn)存為PSD文件格式，但是此法僅能對于二維圖形的轉(zhuǎn)換，因為Illustrator軟件為二維類軟件，不存在“Z”向信息，所以轉(zhuǎn)化會失敗，解決方法可以通過虛擬打印方法（即EPS虛擬打印法，與PDF虛擬打印法），所以我們不能簡單地區(qū)分兩者誰優(yōu)誰劣。

AutoCAD的三維DWG的轉(zhuǎn)化主要用虛擬打印法，但需要注意消隱，與弧形輪廓線顯示。

通過虛擬打印方法，可以把CAD中的三維圖形轉(zhuǎn)化為二維圖形圖像，但需要設(shè)置Facetres（命令行中輸入），提示中輸入10，其為著色細膩度，控制實體消隱，著色，渲染顯示時，表現(xiàn)為實體表面的光滑度。DISPSILH命令，鍵入1值。其功能為是否顯示實體的輪廓線。可得專業(yè)級效果的位圖，我們現(xiàn)在也需要研究位圖類軟件與CAD間的關(guān)系。

AutoCAD的制圖功能強大，但也有其不力，在制圖中，有些非自然物可以非常簡易快速可被繪制出來，但自然形象的物體在CAD中繪制就極煩瑣，例如，表現(xiàn)室內(nèi)古董架上的馬，龍等裝飾陳設(shè)，戶外的石獅還有企業(yè)的Logo等，如果用AutoCAD中的Sketch（徒手繪制）命令繪制，就極為困難，（調(diào)用現(xiàn)成的圖塊，為抄襲他人作品不在此研究中），而PS或AI卻可以極為方便地描繪圖像的輪廓外形，我們可以轉(zhuǎn)換為CAD文件。

2 PS文件的路徑轉(zhuǎn)換為AutoCAD的DWG格式

PS軟件的路徑工具處理Logo或其他圖形，摳取出的路徑通過“文件/導(dǎo)出/路徑到Illustrator”存為AI文件，進入AI中，在AI中導(dǎo)出DWG格式文件，就可以被CAD調(diào)用，在CAD中通過縮放大小等命令，獲得想要的參數(shù)尺寸。

3 Photoshop與3DSmax

Photoshop文件可以被3DSmax作為貼圖用，而3DSmax渲染圖存為TIF文件帶通道文件可以被PS調(diào)用、編輯。由于此為從業(yè)的最基本常識從而不在此討論該功能，我們講解PS的路徑配合3D的二維修改功能快速完成建模。

3DSmax雖然為功能強大的三維軟件，但有些工作依靠其自身的功能去建模就無法完成或顯得力不從心，但借助于其他軟件輔助，只要注意克服其弊端即可快速高效完成建模（轉(zhuǎn)換的核心其實質(zhì)為PS的路徑是生成為AI通過3DSmax的導(dǎo)入命令引入其中進行編輯為修改，其實也就是以Illustrator作為轉(zhuǎn)換軟件而存在），我們以欄桿為例：客戶通常只提供一張照片與簡單尺寸，然后需要進行精準的三維建模，通常情況下，這個案例在3DS MAX中完成需要非常繁復(fù)的勾描操作，并且還不能得到精準數(shù)據(jù)，但如果通過PS完成基本二維形的創(chuàng)建會在極短的時間中完成（經(jīng)測試此法可在3分鐘內(nèi)完成客戶要求）[2]。

圖1 PS中路徑工具匹配3DSmax

在PS軟件中通過路徑工具勾出1/2剖面，路徑文件即為3Dmax軟件中的樣條線，可以如圖勾取，上下邊可以與欄桿外側(cè)平齊；拷貝路徑至一個按照欄桿長寬尺寸新建的圖形文件中，可以忽略分辨率，粘貼至內(nèi)并放大并貼齊至邊緣，文件導(dǎo)出為AI格式文件（也可以在AI中完成摳描工作，然后用變換工具調(diào)節(jié)路徑尺寸為欄桿指定尺寸）；在3DSmax中設(shè)定好匹配單位，導(dǎo)入工作AI文件；利用樣條線的分段功能2等分最長的底邊并取得封閉的1/2剖面；調(diào)節(jié)重心點至對稱軸點（此為關(guān)鍵步驟）；車削命令成型，完成操作，通過驗證完成符合尺寸與細節(jié)要求。

在3DSmax建模工作中，路徑的繞排問題是無法完全解決，特別是文字，3DSmax是會發(fā)生字體變形的。我們可以通過AI的文字沿路徑排列功能解決，也包括傳統(tǒng)花邊圖案的處理。

Illustrator制作環(huán)形文字；用“文字創(chuàng)建輪廓”功能，分解文字為路徑；存儲后調(diào)入3DSmax中，以此形為依據(jù)生成三維文件。工作效率極高。圓形回紋、萬字紋等，通過圖案筆刷制作獲得后，利用對象擴展外觀功能進行路徑分解后，存為AI文件也可調(diào)入3D軟件中直接應(yīng)用。應(yīng)用AI作為輔助軟件可以極大提高3DSmax的工作效率。

圖2 AI中文字路徑繞排匹配3DSMAX

4 3Dmax與AutoCAD

3DSmax文件可以直接導(dǎo)出AutoCAD的DWG文件，但直接導(dǎo)出是3D格式CAD文件，不易標注與生成施工圖紙。

我們可采用如下方法進行操作：第一，用3DSmax打開Max文件。第二，在頂視圖中，用Section（剖面）命令，切割出對象的底部形，中間形，與頂部型。第三，刪除Section物體，把各個Shape文件的“Z”向坐標值設(shè)為0并成組，新建一個頂剖面層并把成組物放置其上，成組并建圖層。第四，依照同樣原理，剖切前視圖與左視圖，并且新建圖層，對應(yīng)放入相應(yīng)圖層注意前視圖的剖切形的所有Y值為0，左視圖的剖切形的X值為0。第五，F(xiàn)ile（文件）/Export（輸出）文件的保存類型設(shè)為DWG，文件存為DWG格式。第六，用AutoCAD打開導(dǎo)出圖，并進行適當(dāng)整理。第七，調(diào)入CAD模板文件，進行生成施工圖的操作。利用CAD的虛擬打印功能，結(jié)合專業(yè)也可以生成彩色平面效果圖。

5 3Dmax與數(shù)控加工類軟件

隨著計算機圖形技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控加工基本擺脫了以前繁重的加工編程工作，可以以三維數(shù)字化模型直接自動計算出加工刀路或工作路徑，基于此分為“減材”數(shù)控加工，即三維雕刻；“增材”數(shù)控加工即三維打印二種工作模式。三維雕刻常用軟件國產(chǎn)的一般使用北京精雕JD Paint軟件，功能相對強大，也可以通過軟件制作三維浮雕文件，但大家都忽略利用其他軟件生成的三維文件供給JD Paint使用，效率降低。

可以用三維類軟件生成三維文件后，輸出為OBJ格式，并注意Z向翻轉(zhuǎn)的設(shè)置；在JD Paint軟件中利用“藝術(shù)曲面標準曲面讀取OBJ文件”，放大值為1倍進行調(diào)入，在JD Paint軟件中生成刀具路徑進行加工即可。三維打印對使用者的軟件打印設(shè)置要求要低一些，為了節(jié)約打印成本，我們不打印成實心體，通過3DSmax軟件中的“殼”修改功能進行“抽殼”后導(dǎo)出“STL”格式即可被三維打印機程序讀取。

6 結(jié)束語

綜上論述證明，軟件數(shù)據(jù)的相互交換與轉(zhuǎn)換，應(yīng)用得當(dāng)可大幅提升工作效率，我們已論述了二維、三維、數(shù)控軟件的數(shù)字文件交換與轉(zhuǎn)換方式，其原理總結(jié)如下。即：第一，找尋待轉(zhuǎn)軟件的可存儲與打開的共同格式轉(zhuǎn)換[3]。第二，一種軟件的輸出（輸入）格式，能被另一軟件打開或?qū)?。第三，借助于中間軟件進行轉(zhuǎn)換為相互可以打開（直接讀取）或?qū)耄ㄩg接讀?。┑母袷?。第四，輸出為通用虛擬打印格式文件。