關于AutoCAD 參數化建模中標注約束運行機制的猜想

李瀟瀟 張其林

(上海市同濟大學，上海 200092)

引言

參數化建模技術是現代CAD 技術發展的一個里程碑，在機械類三維軟件(例如PRO/E、UG、CATIA 等)早已使用，而AutoCAD 軟件在之前版本一直沒有參數化繪圖功能，終于在2009 年4 月發行的AutoCAD 2010 版新增該功能。本文旨在揭露CAD參數化中標注約束可能的內在運作機制，以供大家能夠更好地理解CAD 參數化的內部運作機制。

1 AutoCAD2012 參數化繪圖介紹

1.1 幾何約束

如圖1 參數化菜單，幾何約束包含了自動約束、水平、豎直、垂直、平行、相切、相等、平滑、重合、同心、共線、對稱、固定等各種不同類型約束。其中自動約束功能可以為已經繪制好的圖形自動添加約束，如水平、豎直、平行、點重合等。

1.2 標注約束

標注約束設計是現代CAD 技術實現參數化設計的關鍵技術，它在圖形設計，產品設計中起很大作用。Autodesk 公司為AutoCAD 2010 版添加了標注約束的功能，包含了線性、對齊、半徑、直徑、角度等不同類型的尺寸，也可以將現有圖形上的普通尺寸標注轉換成標注約束，但無法逆操作。

圖1 幾何約束類型

不論是幾何約束還是標注約束，都離不開給表達式賦予參數值。如圖2 參數管理器對話框所示，所有參數可以賦予表達式，支持三角函數、乘方等常用的數學表達式。

2 關于AutoCAD 中標注約束運行機制的猜想

2.1 ObjectARX 中相關類的繼承關系

所有和參數化相關的類都是從AcRxObject 類派生出來的，其中又分為兩大塊，一塊是以AcConstraintGroupNode 為基類，用于參數化內部圖形的處理;另一塊是以AcDbObject 為基類，用于CAD 界面的現實。它們各自具有不同的作用。類的派生關系見圖4。

圖2 參數管理器

2.2 標注約束中對象的從屬關系及相互關系

我們以圖3 的標注約束為例子，圖3 中的直線就是圖5 中的AcDbLine，圖3 中的標注就是圖5 中的AcDbDimension。至于直線和標注之間是如何聯系起來的，就要用到圖5 中的AcDbAssocNetwork 了?？梢钥吹皆贏cDbAssocNetwork 中又包括了Ac-Db2dConstraintGroup 和AcDbAssocVariable，其中Ac-DbAssocVariable 與直線的長度變量通過AcDbAssocValueDependency 相關聯，而AcDb2d-Constraint-Group中包括AcConstrainedGeometry，AcGeomConstraint 和各個Dependency，其中AcConstrainedGeometry 與直線通過AcDbAssoc-GeomDependency 相關聯，AcGeomConstraint 與標注通過AcDbAssocDependency 相關聯。上述中各個對象之間具體是通過何種函數來關聯的，請見圖6(圖中的AcConstrained-BoundedLine 就是AcConstrainedGeometry，AcDistanceConstraint 就是AcGeomConstraint)。

圖3 標注約束

圖4 類的派生關系圖

圖5 類的從屬關系圖

圖6 對象相互關系圖

2.3 關于標注約束內部運行機制的猜想

仍然以圖3 中的直線與約束標注作為例子，目前d1=1000，如果我們把d1 修改為500，那么直線也要相應的縮短，標注也要跟隨直線做相應的變化。在CAD 內部，這到底是如何實現的呢?圖7 給出了一種猜想。首先要找到數據庫中所有的Value值，通過isReleventChange()來判斷該Value 值是否已改變;如果改變，則保存改變后的變量值，并且通過AcExplicitConstraint(AcDistanceConstraint)來找到該Value 值所對應的直線(AcDbLine)，給這根直線賦新值，同樣通過AcExplicitConstraint(AcDistanceConstraint)來找到該Value 值所對應的標注(AcDbDimension)，并給該標注賦新值。這樣，直線和標注就都被修改了。計算流程圖如圖7 所示。

圖7 計算流程圖

3 總結

這篇文章闡述了作者對于AutoCAD 參數化內部運行機制的觀點，介紹了與AutoCAD 參數化相關的類的派生關系，對象的從屬關系，對象的相互關系，以及修改標注約束時AutoCAD 內部可能的運算流程圖。希望本文能讓廣大二次開發人員更深入的理解CAD 參數化的運作機制。

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