基于科技文檔的AutoCAD插圖精準出圖方法

景天虎， 馬小龍， 劉均利， 莫時旭

(1. 廣西巖土力學與工程重點實驗室，桂林理工大學，廣西 桂林 541004；2. 桂林理工大學管理學院，廣西 桂林 541004)

基于科技文檔的AutoCAD插圖精準出圖方法

景天虎1， 馬小龍2， 劉均利1， 莫時旭1

(1. 廣西巖土力學與工程重點實驗室，桂林理工大學，廣西 桂林 541004；2. 桂林理工大學管理學院，廣西 桂林 541004)

插圖中的文字高度、圖線線寬和圖紙比例的精準打印輸出，對制圖類教材或教學課件等科技文檔十分重要。為了能精確出圖，在分析文字信息版面占優勢的科技文檔中AutoCAD插圖制作方法的基礎上，從幾個繪圖概念出發，研究了插圖的顯示特性、圖形對象的圖線寬度和圖中文字高度的屬性特征。研究表明，只需將 Word軟件所測得的插圖原始尺寸看成制作 AutoCAD圖形的繪圖畫布和物理紙張的圖幅尺寸，精準設置圖形的打印出圖比例、線寬和文字高度的屬性值，就能通過科技文檔打印輸出既精準又符合制圖規范的插圖。

計算機應用；精準出圖；插圖方法分析；AutoCAD圖形

目前在機械、土建等行業，工程技術人員在文字信息版面占優勢的科技文檔中插入AutoCAD圖形，以制作圖文并茂的技術文件已成為較流行的工作模式[1-7]。有些技術文檔對插圖的打印輸出質量要求很高。例如，在編寫“工程制圖”類教材或教學課件時，因其具有貫徹國家制圖標準的示范作用，對文稿中插圖的文字高度、圖線線寬和圖紙比例要求十分嚴格[3-5]；一些科技期刊和學位論文撰寫標準對其插圖中的文字字號也有明確要求；在國家專利局發布的專利申請模板文件中，說明書附圖的電子文件模板是*.doc格式的，要求圖中各部分應當按比例繪制。

文獻[2]提出了將插入科技文檔中的 AutoCAD圖形通過“取消組合”命令轉換為Microsoft Office圖形對象，再對所有圖線的粗細、顏色等進行設置。但該方法不便于日后發揮AutoCAD軟件強大的繪圖功能對圖形進行再次修改。同時，該文獻未討論在打印輸出時可出現的如下問題：①如何使插圖比例和圖中文字高度精準滿足 GB/T 18229-2000 《CAD工程制圖規則》(簡稱為“國標GB/T 18229”) 和GB 50162-92《道路工程制圖標準》(簡稱為“國標 GB 50162”)規定的圖紙比例系列和字高系列？②圖形線寬怎樣才能嚴格滿足國標 GB/T 17450-1998《技術制圖 圖線》(簡稱為“GB/T 17450”)和國標GB 50162規定的圖線寬度系列和粗、細線寬的比例？文獻[1]和[3]介紹了利用BetterWMF 軟件將AutoCAD圖形拷貝到科技文檔中的方法，該方法是將AutoCAD格式的圖形轉換成WMF格式圖片，但其也同樣存在上述問題。另外，BetterWMF屬于第三方軟件，目前從網上下載的軟件只能免費使用1個月。

已有許多文獻討論了在AutoCAD軟件環境下打印輸出規范工程圖樣的方法[7-8]，但關于如何在不借助第三方軟件的情況，并在AutoCAD圖形文字處理軟件環境下打印輸出成符合國家標準圖形的問題，尚未見文獻報道。目前最新版本Word和WPS軟件是國內應用最為廣泛的文字處理辦公軟件，且后者幾乎兼容了前者的全部功能，但前者在國外擁有更多的用戶。本文以Word軟件制作科技文檔為例，進行了其插圖的精準打印輸出方法研究，找出了能確保文字高度、圖線線寬和圖形比例的精準輸出效果的方法。

1　AutoCAD插圖制作過程簡析

盡管在Word文檔中插入AutoCAD 圖形的方法有很多種，但其中只有部分方法所生成的插圖可直接用鼠標左鍵雙擊操作啟動AutoCAD軟件對其進行編輯修改。這些方法可保證插圖以 AutoCAD圖形對象的數據格式保存在Word文檔中。利用剪貼板功能將AutoCAD圖形插入Word文檔是其中最常用、最簡便的方法[1,7]。對此方法簡析如下：

首先在AutoCAD軟件的繪圖窗口中執行“編輯(E)”菜單的“剪切(Ctrl+X)”、“復制(Ctrl+C)”、“帶基點復制(Ctrl+Shif+C)”和“復制鏈接(L)”命令中的任一項，將圖形對象復制到Windows操作系統的剪貼板。再在Word文檔中執行“粘貼”或“選擇性粘貼”命令，AutoCAD圖形就被插入到Word文檔中了。

插入 AutoCAD圖形對象時，Word軟件會將AutoCAD軟件繪圖窗口所在的屏幕區域(簡稱“繪圖畫布”)以及其中的圖形對象、當前視圖信息都復制進來。圖形的視圖信息記錄了執行插圖操作時進入AutoCAD軟件繪圖窗口的AutoCAD坐標區域范圍以及用 AutoCAD軟件的圖形坐標(“圖形單位”)度量的圖形幾何尺寸等信息[8]。在 Word文檔中選中圖片后，利用右鍵菜單“設置圖片格式(I)…”下的“大小”標簽命令(“圖片大小查詢與縮放功能”)可獲得圖片的原始尺寸，該原始尺寸是Word軟件所認為的繪圖畫布尺寸。一般情況，該數值并不等于直接用直尺測得的AutoCAD軟件繪圖窗口所在屏幕區域的幾何尺寸，二者的內在比例關系由Word和AutoCAD軟件在安裝時根據具體的軟、硬件環境確定，用戶很難準確得到該比例關系。例如，在配備了40英寸液晶顯示器的計算機硬件環境下，Word軟件在 100%的顯示比例情況下能顯示 A4紙張的頁面全寬，但屏幕上所顯示的紙張寬度顯然不等于實際A4紙張的物理寬度。如果把Word文檔中圖片的顯示比例設置為100%，Word軟件就應嚴格按上述原始尺寸打印輸出它們。

繪制AutoCAD圖形時，用戶可改變AutoCAD軟件繪圖窗口的大小。如果在制作插圖時Word軟件測得的圖片原始尺寸的寬度不大于文檔頁面版芯部分(即頁面中除掉頁邊距所剩余的、可供編排文字和圖片的部分)的寬度，圖片將被以100%的顯示比例嵌入到該頁面中；否則，Word軟件會以系統默認的縮小比例縮小插圖，使得版芯寬度可容納縮小后的圖片。使用圖片大小查詢與縮放功能所查到的圖片高、寬度絕對值就是圖片的原始尺寸乘以顯示比例后的數值。圖片最終打印輸出的高、寬度值就是上述高、寬度絕對值。

由此可見，Word軟件所測得的圖形繪圖畫布的尺寸就相當于打印輸出AutoCAD圖形的物理紙張的圖幅尺寸。那么，就可借用AutoCAD軟件環境下精確出圖的一些方法設置Word文檔插圖的輸出參數了。

2　AutoCAD繪圖中的幾個重要概念

(1) 視圖。是AutoCAD軟件用來描述和記錄繪圖窗口顯示狀態信息的術語。AutoCAD軟件系統照相機的一些技術參數，諸如相機坐標、目標坐標、取景范圍邊界(即進入繪圖窗口的矩形坐標區域)、鏡頭長度和視野等都保存在視圖特性信息中。執行“視圖(V)”菜單中的“命名視圖”等命令，就能在“視圖管理器”框查詢到圖形的視圖信息[8-9]。

(2) 字高系數f。是在AutoCAD軟件的工作界面中，對于文字對象按照國標GB 50162的2.3.7條規定的圖紙中字體高度的柵格測定方法、使用Dist命令以圖形單位度量得到的文字高度值hw(“實測字高”)，與通過對象屬性查詢命令得到文字高度值hw'(“屬性字高”)的比值，即f = hw/ hw'。

(3) 繪圖比例(畫圖比例)1﹕m。表示 1個AutoCAD坐標單位代表m個實物尺寸單位。例如，如需畫一條代表實物尺寸 1 000 mm的線，就在AutoCAD繪圖窗口中畫長1 000個圖形單位的線。這就是1﹕1的畫圖法，此也是首選的方法。

(4) 圖紙比例1﹕n。即標注在紙件圖名旁邊的比例，表示1個圖紙尺寸單位代表n個實物尺寸單位。圖紙比例應依據國標GB/T 18229的4.2節的表2和表3，或者國標GB 50162的2.6.1條規定的比例系列選定。

(5) 打印比例(出圖比例)1﹕k。表示在AutoCAD繪圖窗口中長度為 k個圖形單位的對象是用1個圖紙尺寸單位打印輸出的。

上述的3個比例值不必相等，只需滿足機械、土建行業的工程制圖的國家標準[10]，用戶可根據個人或行業的繪圖習慣自主指定m、n和k的數值，及圖紙單位和實物尺寸單位對應的具體長度量綱。

3　Word文檔中AutoCAD圖形的精準輸出方法

AutoCAD軟件的模型空間相當于圖紙空間中的一個平鋪的單一視口，其是用戶最常用的繪圖空間。本節先以在模型空間中繪制插圖為例進行分析，再對圖紙空間的情況略加討論。假定待插入Word文檔的AutoCAD圖形以1﹕m的繪圖比例繪制完成，紙件的文稿要求插圖輸出滿足圖紙比例1﹕n。

3.1圖形打印比例的設置方法

(1) 測量Word文檔中AutoCAD圖形的畫布尺寸：寬度(mm)×高度(mm)= w(mm)×h(mm)。用戶首先按照文稿撰寫標準和編輯操作方便的原則設定 AutoCAD繪圖窗口在屏幕上的顯示狀態和Word文檔頁面的版芯尺寸(寬度(mm)×高度(mm)= a(mm)×b(mm))，其中 a為打印紙張的寬度值減去左、右頁邊距，b為高度值減去上、下頁邊距。為了便于日后能方便恢復繪圖狀態，繪圖前AutoCAD軟件的工作界面和其繪圖窗口都應被設定為最大化的屏幕顯示狀態。先試插一幅AutoCAD圖形到Word文檔中，利用圖片大小查詢與縮放功能所查得的圖片的原始尺寸，就是AutoCAD軟件繪圖狀態所對應的畫布尺寸w×h。

(2) 創建并命名視圖。如圖1所示的AutoCAD繪圖窗口，在待插入的圖形對象附近繪制一個寬度(w·k)×高度(h·k)的大矩形；再畫一條分界線將其一分為二，并讓其中1個小矩形的寬度等于a·k(圖1中左矩形)。調出AutoCAD軟件“視圖管理器”框，點擊“新建(N)…”按鈕，打開“新建視圖”對話框，在“視圖名稱(N)”框中輸入名稱；然后點擊“邊界”下一行的“定義窗口(D)”旁邊的單選按鈕，重新進入繪圖窗口，點選(w·k)×(h·k)大矩形的兩個對角點，執行回車命令后返回到“新建視圖”對話框；再單擊“確定”按鈕返回到“視圖管理器”對話框，新建視圖名稱就出現在“查看(V)”列表中的“模型視圖”組里。選中新建的視圖名稱，再點擊對話框右側的“置為當前(C)”按鈕，并點擊下方的“確定”或“應用(A)”按鈕，就可把繪圖窗口設置為如圖2所示的新建視圖的顯示狀態。

圖1　設定視圖邊界范圍的矩形

(3) 縮放、移動圖形對象。用 Scale 命令將待插入Word文檔的圖形對象縮放m · (k/n)倍，此操作相當于在把繪圖比例修改為 1﹕1之后再使圖形對象滿足打印比例和圖紙比例的要求。用move命令將圖形平移至左矩形內，并盡可能地靠近矩形邊界。這樣，當其被插入到Word文檔時就可顯著減少對插圖空白邊緣的裁剪及其大小調整的工作量。

圖2　設定視圖邊界的矩形區域

由此可見，當選k值時還應考慮在執行Scale命令時，使全部待插入圖形對象剛好能放進左矩形中。

(4) 按照第1節的方法將AutoCAD圖形插入到Word文檔中，并利用圖片大小查詢與縮放功能將圖片在版面中的高、寬度比例都設置為 100%。裁剪插圖空白邊緣后可生成如圖3所示的、能精確滿足圖紙比例 1﹕n的插圖。為了標示圖片的顯示范圍，利用Word文檔圖片的右鍵菜單命令為圖3添加邊框顯示效果。

圖3　嚴格滿足圖紙比例的插圖顯示效果

3.2圖形線寬的設置

國標GB/T17450和GB50162規定圖線有15種基本線型。圖線分粗、細線兩種。粗線的寬度應按圖形的大小和復雜程度可在圖線寬度系列0.13～2.00mm之間選擇。該線寬數系的公比為。粗線、中粗線和細線的寬度比率為4﹕2﹕1。機械圖樣上常常采用兩種線寬，其比例為2﹕1。在Word文檔中顯示AutoCAD圖形線寬的方法有多種，但最簡便的方法有兩種[1]，即多段線法和線寬特性法。

3.2.1多段線法

在 AutoCAD 軟件界面中，用Pline 命令可以一定寬度繪制多段線圖形。以機械零件插圖為例，按照國標GB/T 17450和GB 50162的規定，如果需達到粗、細線的線寬分別是 d和 0.5d(d的單位為mm)的圖形輸出效果，則在繪制粗、細線的多段線的全局線寬時，應分別設置為d·k和0.5d·k。對于Circle命令繪制的“圓”對象需先轉化成Arc命令的“圓弧”對象。例如，可先用Trim命令將“圓”修剪成“半圓”，再通過mirror命令生成由2個“半圓”組成的整圓。而對于用Line和Arc命令繪制的圖形對象，則可用Pedit命令批量地將圖線轉換成多段線對象，然后通過Pline或標準工具欄的“對象特性(Ctrl+1)”命令按鈕，批量修改全局線寬。

3.2.2線寬特性法

在AutoCAD 2000版本以后的軟件中引入了線寬(lineweight)對象特性，該特性可賦予一個圖形對象或者對象所在的圖層。線寬值包括0、0.05～2.11 mm(以0.04 mm為增量)。繪圖時，對粗、細圖線分別賦予d和0.5d。這種方法只有在出圖比例為k=1時，插入Word文檔的圖形才能獲得精確的線寬值。

3.3文字的設置

3.3.1AutoCAD軟件的文字類型及其文字樣式

文字可對工程圖紙中幾何圖形難以表達的部分進行補充說明，是工程圖形中重要的組成部分。在AutoCAD軟件的文字樣式定義中可使用的字體文件主要分為兩類：第一類是AutoCAD軟件專用的SHX形字體(包括大字體，即bigfont字體)，字庫文件為*.shx；第二類是 Windows操作系統自帶的TrueType字體，字庫文件為*.ttf，如宋體、黑體等。用戶可自行添加這兩類字庫字體：通過安裝字庫或將*.ttf字體文件復制到 Windows操作系統的fonts目錄下可添加TrueType字體，將*.shx字體文件可直接復制到AutoCAD軟件安裝目錄下的fonts目錄可添加SHX形字體。

兩類字庫各自的優點：第一類字庫字體占用系統資源少；第二類字庫字體美觀，種類豐富。二者的共同缺點是字高系數 f都不等于 1。這可能是AutoCAD軟件對于字庫文字處理的算法存在系統誤差所造成的。但對于某一種字庫字體而言，字高系數f為固定值。例如，在設置文字樣式時，文字樣式 1采用第一類字庫字體，西文字體使用gbenor.shx字體文件，中文使用gbcbig.shx字體文件(大字體文字，為長仿宋字體)，其書寫的字母數字的字高系數f1為0.75，漢字的字高系數f1?(由實測一行隨機輸入的 50個漢字的全部筆畫輪廓的最大與最小y坐標的差值確定實測字高)為0.97；文字樣式2采用第二類字庫字體，西文字體使用Times New Roman字體，中文字體使用宋體(大字體文字)。按與文字樣式1相同的測量方法得到，字母數字的字高系數f2為0.98，中文字高系數f2?為1.32。

由此可見，每類字庫都有不同種類的字體可供選擇，且每種字體的字高系數都各不相同。為了保證打印輸出的文字高度能嚴格滿足國標要求，在具體定義某種字體的文字樣式時，應按照國標 GB 50162的規定測量字體的字高系數f0，以便掌握字高的精準信息。

3.3.2文字高度的設置

國標GB 50162規定圖紙文字的字高尺寸系列為2.5、3.5、5.0、7.0、10.0、14.0、20.0 mm。當采用更大的字體時，其字高應按的比例遞增。據此，選定Word文檔圖形中文字的輸出效果字高為hw0。

然后，在AutoCAD軟件界面中只要將圖形中文字(包括標注樣式的尺寸要素中的文字高度)的屬性字高設置為hw0·k/f0。同時，標注樣式尺寸要素中的箭頭、尺寸界線等的圖形單位屬性值也應設置為最終輸出效果尺寸值的k倍。

3.4圖紙空間的設置情況簡析

將圖紙空間中的視口看成模型空間的繪圖窗口，再將3.1節的Scale命令操作用“視口比例”設置操作代替[7]，其余操作方法與本文3.1～3.3節完全相同。

3.5應用實例

(1) 已知條件。在某學位論文的Word文檔中需插入閥蓋零件的平、剖面圖。該圖已按(1﹕m=1﹕1)繪制完成，圖線的直線為Line對象，尺寸標注數字的屬性字高hw'為12個圖形單位，字體為romand.shx。學位授予單位的論文撰寫標準要求：插圖的圖紙比例 1﹕n=1﹕10，組成零件結構輪廓線的粗、細線寬度分別為0.50 mm和0.25 mm，圖中尺寸標注用Times New Roman字體的5號字。

(2) 編輯操作要點。編輯操作的軟、硬件環境為：Windows 7操作系統，Word 2007，AutoCAD 2007版本；聯想便攜計算機S410，LCD顯示器。Word文檔以doc格式保存，頁面設置為：A4紙張縱向放置；上、下頁邊距均為2.3 cm，左、右頁邊距均為2.0 cm。AutoCAD軟件的繪圖窗口設置如圖1和圖2所示，在模型空間中按本文3.1～3.3節所述方法，用Pedit命令將Line對象批量轉換成多段線對象；把原圖標注文字修改為屬性字高22.5 (hw0·k/f0)個圖形單位的Times New Roman字體，標注樣式的尺寸要素也做相應調整。結合已知條件進行嘗試，選取參數k = n =10，在AutoCAD軟件界面中繪圖時就會有：m·(k/n) = 1×(10/10) =1，d·k = 0.5×10= 5；在Word文檔查得w(mm)×h(mm) = 342.1 mm×145.5 mm。最終的插圖效果如圖3所示。

對包含該插圖的Word文檔進行打印輸出，得到了滿足已知條件要求的紙件文稿。

4　結 束 語

通過對文字信息版面占優勢的科技文檔中AutoCAD圖形輸出效果的研究可知，在明確使用AutoCAD軟件繪圖中幾個重要概念的前提下，將Word等文字處理軟件所測得插圖的原始尺寸看成制作圖形的繪圖畫布和物理紙張的圖幅尺寸，準確設置圖形輸出比例、圖形線寬和圖形用字的屬性，才能通過科技文檔打印輸出既精準又符合制圖規范的插圖。

[1] 智艾娣, 何文平. 在Word文檔中插入AutoCAD圖形的實用方法[J]. 工程圖學學報, 2006, 27(2): 176-180.

[2] 呂梅, 楊莉, 郝育新. 一種基于AutoCAD和PowerPoint的制圖課件的制作方法研究[J]. 圖學學報, 2014, 35(4): 633-636.

[3] 張鑒隆, 田晶, 張超. 在Word中插入AutoCAD圖形比例和線寬的技巧[J]. 裝備制造技術, 2009, (7): 179-180.

[4] 李雨桐, 王玉新. 強化工程意識與工程圖樣繪制能力的工程圖學教學探討[J]. 圖學學報, 2014, 35(5): 791-797.

[5] 唐永勇, 馮劍, 陳國民, 等. 機械制圖中CAD教學的軟件選擇與教學設計[J]. 圖學學報, 2014, 35(5): 798-803.

[6] 胡迎春, 劉曉瑩, 胡裔志, 等. 基于AutoCAD典型機械零件庫中軸的參數化設計[J]. 桂林理工大學學報, 2014, 34(4): 771-774.

[7] 母洪都, 隆泗, 倪林. AutoCAD打印規范工程圖樣的設置與操作[J]. 礦山機械, 2008, 36(24): 34-37.

[8] 王建華, 程緒琦. AutoCAD 2012標準培訓教程[M]. 北京: 電子工業出版社, 2012: 2-30.

[9] 景天虎, 馬小龍, 劉均利, 等. Word文檔中AutoCAD數據格式圖形顯示效果的高效編輯研究[J]. 圖學學報, 2015, 36(5): 811-818.

[10] Wang F, Fan X B, Zhang Y M, et al. Fuzzy identification based on tire/road adhesion feature [J]. Computer Aided Drafting, Design and Manufacturing (CADDM), 2015, 25(1): 62-67.

Accurate Methods of Printing Figures with AutoCAD Format Embedded in Scientific and Technological Documents

Jing Tianhu1,Ma Xiaolong2,Liu Junli1,Mo Shixu1

(1. Guangxi Key Laboratory of Geomechanics and Geotechnical Engineering, Guilin University of Technology, Guilin Guangxi 541004, China; 2. School of Management, Guilin University of Technology, Guilin Guangxi 541004, China)

It is significant to accurately print out text height, line width and drawing scales of figures in textbooks on engineering drawing and courseware. In order to precisely print illustrations in these documents,features of displaying figures, line width of drawing objects, and character height in drawings are studied from several concepts about plotting based on analysis of the making course of drawings by means of AutoCAD software embedded in scientific and technological documents whose components of pages are predominantly words and characters. The study shows that preliminary dimensions of figures measured by Word software should be regarded as physical paper size of drawings and canvas for painting, and printing scale of drawings and properties of line weight and height of text characters in drawings ought to be exactly set, by which accurate drawings up to the national standards about engineering drawings in documents can be printed out.

computer application; precise plotting of drawings; analysis of methods of making figures; AutoCAD drawing

TP 317.4

10.11996/JG.j.2095-302X.2016010125

A

2095-302X(2016)01-0125-05

2015-06-21；定稿日期：2015-08-08

國家自然科學基金項目(51468012)；廣西巖土力學與工程重點實驗室課題(11-CX-05)

景天虎(1972–)，男，陜西富平人，副教授，博士。主要研究方向為索橋設計與施工理論、橋梁數字建模。E-mail：jth197208@qq.com