COM 技術在Autodesk Inventor 二次開發中的應用

校月軍

0 引言

Inventor 二次開發有 3種方式：Add-In, EXE和 VBA Macro[1]。Add-In和VBA Macro都是進程內加載運行；EXE方式，是在進程外，通過創建 Inventor進程并獲取其Application訪問Inventor對象，或者通過Inventor Apprentice將Inventor的一些功能模塊加載到自己的進程中運行，但該方式下的API集要小一些[2]。他們各有自己的優缺點，可以根據需要自己選擇。

1 Inventor 二次開發的簡介

Add-In的優點，是直接將自己的功能完全嵌入到Inventor當中，可以完全訪問Inventor的所有API，該方式對于用戶，具有較高透明性，用戶可以控制其加載和卸載。Add-In可以獨立發布，單獨制作安裝包；其缺點是需要較多的時間來開發。同時，Add-In分為兩種：Application Add-In和Translator Add-In。Translator Add-In是專門針對其他CAD文件和Inventor文件之間格式轉換而設計的Add-In 框架。而Application Add-In 可以歸結為其他的一般的Add-In。兩者間的啟動方式和入口不大一樣，Translator Add-In一般設計為打開某個特定文件時才會加載該 Add-In模塊，而Application Add-In 一般是隨著Inventor的啟動或者打開第一個Add-In所支持的文檔時加載（2012才有的Delay loading的功能）。本文著重介紹Application Add-In。

EXE方式由于只能訪問部分Inventor API，故其主要是將Inventor的部分功能，集成到自己的應用中。例如安裝包里的TaskScheduler工具，其主要是利用Inventor對Inventor文件進行簡單的操作; Exe還可以通過 Apprentice集成Inventor的功能，Apprentice 類似于一個沒有UI的Inventor的內核，API也相對少一些。Apprentice的優點，是不需要啟動 Inventor進程就能對 Inventor文檔進行操作，缺點是API沒有Inventor API豐富。

VBA Macro是Inventor自帶的VBA開發環境，啟動Inventor后，就能通過直接編寫 VBA代碼來訪問所有Inventor的API，調試也相對簡單，能夠查看Inventor 對象里的各個變量值。不需要學習復雜的高級編程語言，開發簡單、快速、適用于做原型論證（Prototype）；但其缺點是代碼是暴露給所有用戶，用戶需要在Inventor VBA環境中加載VBA macro的工程，運行其代碼。

2 Inventor Add-In 的開發實踐及相關技術

2.1 準備工作

Inventor作為整個二次開發的平臺，必須在機器上安裝Autodesk的Inventor產品，同時需要安裝類似Visual Studio之類的軟件開發工具及組件。因為 Inventor Add-In本身是COM組件，所以，該開發工具需要具備COM組件開發的功能。

2.2 具體實踐

本文的例子是基于Inventor 2012平臺之上，采用的開發語言是C++，開發工具是VC++ 2008。如果你的Inventor和 Visual Studio版本較低，仍然也可以按照本文的步驟操作，實現一個Add-In (部分2011 和2012版本上的才有的新功能除外) 。

2.2.1 創建與加載新的Add-In

在裝有Inventor產品的機器上，可以看到以下路徑中含有eveloperTools.msi 和UserTools.msi兩個安裝包：

Win7：C:UsersPublicDocumentsAutodeskInventor 2012SDK

WinXP：C:Program FilesAutodeskInventor 2010SDK

其中，DevelopTools.MSI安裝后會生成5個文件夾：Docs下放的是一些Add-In開發的指導文檔，其中包括API結構圖；Include下是為C++開發環境準備的頭文件庫；Reference下方的是 Inventor用來讀寫注冊表的模塊；Sample下一些二次開發的實例；Tools下有一些二次開發相關的有用的工具，比如Event Watcher 就是一個查看Inventor事件的很好的工具；Wizard下的 InventorWizards.msi 是 Visual Studio環境中的一個Inventor Add-In模板安裝包，安裝完畢后，你的VS環境中就會有一個名字叫Autodesk Inventor AddIn模板（包括VB和C#[3]：

選擇該模板，創建一個新的項目，命名為“MyInventorAddIn”, 下一步到“Add-In Type & Settings”頁面：Project Type可選為Application Add-In in a regular dll 或者Translator Add-In in a regular dll。Details里面的name是Add-In的啟動類，description為該Add-In的描述，我把他們都設置為MyInventorAddInServer和This is my first Add-In,下一步直到結束。

配置好項目環境后編譯該工程，如果遇到 fatal error LNK1000,修改工程屬性 Build Event>Post Build Event>command line, 指定正確的目的文件夾，本例的正確路徑為"C:ProgramDataAutodeskInventor 2012Addins”），成功后，啟動Inventor.exe，點擊按鈕Tools>Add-Ins，啟動Add-In Manager窗口，可以看到的Add-In已經在Add-Ins列表中。

2.3 技術詳解

2.3.1 Solution文件結構說明與講解：

該目錄結構由模板自動生成，主要具有以下文件，如圖1所示：

圖1 Solution文件組成

MyInventorAddInServer.cpp：定義了該 Add-In的入口（即加載點）；

MyInventorAddIn.idl：定義了該COM對象相關的信息，定義在coclass前的classID（即uuid）一般作為Add-In的唯一標識，Inventor根據這個ID來創建Add-In的COM對象，從而根據預定義的接口來加載Add-In模塊；

MyInventorAddIn.X.manifest：（開始于2011版本）定義了該COM對象的manifest文件，用于支持side-by-side的功能,其文件結構(.addin)為：

Inventor 2011引入了一種新的Add-In注冊方式：.addin方式。在之前的版本，Inventor Add-In的信息是通過AddInServer的DllRegisterServer（…）函數將Add-In信息以COM注冊的方式寫在注冊表當中的，Inventor會去遍歷出這些信息，創建Add-In對象并且加載。2011開始，Inventor也會遍歷預定義的Add-In文件夾，遍歷所有的.addin文件，從而獲取 Add-In的必要信息。可能需要說明的是中的Add-In啟動模塊可以帶有絕對路徑，如果不指定路徑，則默認為Inventor Bin目錄。

三個重要函數：

該函數是Add-In的入口函數，該Add-In的COM對象一旦被創建出來，Inventor就會Query該方法，參數FirstTime值由Inventor給出，表明該Add-In是否為第一次初始化，一般是指Inventor安裝后的第一次加載該Add-In模塊。 類CMyInventorAddInServer繼承于模板類 CApplication AddInServerImpl，該基類持有指向InventorApplication的指針m_pApplication，通過該指針你可以訪問Inventor的API庫，從而操作Inventor對象。

OnDeactivate()方法會在該Add-In模塊被unload的情況下被調用。最后才會被清理的對象或指針一般放在這里釋放。

Inventor 不僅可以暴露自己的API，同樣也支持用戶設計的Add-In API，用戶可以通過該函數將Add-In Server的對象暴露出去，用戶可用通過Inventor API取到Add-In的handle，從而操作其暴露的函數。

此時的Add-In雖然已經可以被Inventor識別和加載，但沒有實現任何功能，如何添加功能，將在下面介紹。

2.3.2 Add-In的Framework

Add-In的功能，除了自己的邏輯之外，很大的一部分模塊是用來和Inventor 交互的，由于Inventor的API對于所有的Add-In來講都是一樣的，所以就有可能存在統一或者類似的 Add-In framework，不管你使用的是哪種，都會有下面幾個重要的元素：Interface，command和request。本文結合例子SamplesVC++AddInsCustomCommand來研究Add-In的模型以及其是如何工作的。

Interface是指Inventor UI上的Add-In的command命令，在該實例中，由基類CCommand提供的CreateButton (…) 方法生成新的 ButtonDefinition，在 ButtonDefinition的OnActivate方法中可以創建一個新的 command，

當按鈕被用戶點擊后，該Command即被激活，對應的ButtonDefinition就會收到Inventor的OnExecute事件，在該事件中，可以初始化Add-In的對話框，可以為模態也可以為非模態，同時啟動 Interaction事件，該事件可以通過OnPreselect，OnSelect，OnUnselect等方法，幫你選擇你需要的操作對象,比如說平面或者圓弧之類，這些數據將作為該command的輸入數據。

當所有必需的輸入數據都準備好后，該command就可以調用對應的 request類執行該 command，request主要由ChangeProcessor對象來扮演，所有的 request通過ChangeProcessor執行后將會自動合成為一個事務操作，自動支持undo和redo。ChangeProcessor同時支持Inventor的Transcript腳本, 實現自動化測試：OnReadFromScript從script中恢復輸入數據，包括 Inventor的對象；OnWritetoScript將所有的輸入數據寫入到script中存儲。

2.4 Add-In的調試

Inventor能夠成功加載Add-In，調試也就相當簡單。首先確定.AddIn文件中指定的AddInServer dll所指向的是編譯生成的dll，然后用Visual Studio 打開該工程文件，選擇AddInServer所在的Dll，右鍵中選擇“設置為啟動項目（Set as startup Project）”,然后再次右鍵，選擇屬性 (Property) > 調試 (Debugging) > 命令(command), 輸入Inventor.exe的全路徑，F5（start debugging）。設置斷點，然后Inventor運行到該斷點時，將會自動觸發。

另一種方式是采用 Visual Studio 中的 Attach Inventor.exe的方式。

2.5 Add-In的部署

Add-In的部署和一般軟件的部署一樣，只要將所需的文件安裝正確的目錄即可，如果還是通過寫注冊表的方式來注冊，Add-In，Inventor內部的Add-In通常是采用另外編寫一個exe程序，對所有需要register的dll進行注冊和反注冊，由安裝包在安裝時執行該exe程序，完成注冊過程，卸載是執行反注冊過程。

3 結論

CAD軟件的二次開發，一直以來都是一個比較活躍的話題，各個平臺間的二次開發，也有著較大的差別，本文研究和實踐了Inventor Add-In的一些基本知識和技術。同時，隨著新技術的不斷出現，Add-In的開發，也在不斷融入新的內容，如：

（1）多核CPU要求Add-In及其平臺能夠具有多任務處理的能力。

（2）通過云計算將Add-In的功能模塊引入云端。

（3）移動平臺的迅速發展，也要求Add-In能夠具備較好的跨平臺能力。

[1]Brian Ekins, Taking the Step from VBA Macros to Autodesk Inventor Add-Ins,[M]Autodesk University 2009

[2]Brian Ekins, Upgrading your Autodesk Inventor Add-Ins to Use the New Ribbon User Interface,[M]Autodesk University 2009

[3]Rajeev Lochan C.G, Develop Autodesk Inventor Addin using C#, 2008.9