-
第
6
期
2010
年
6
月
文章
编号：
1001
—
3997(2010
)06
—
0199-02
机械设计与制造
Machinery
Design&Manufacture
199
韩庆瑶高素威
(
华北电力大学机械工程系，保定
071003)
Research
013
data
retrieve
technique
in
autoCAD
three-dimensiona
graphics
HAN
Qing-
yao
，
GAD
Su-
wei
of
Mechanical
Engineering
，
North
China
Electric
Power
University
，
Baoding
071003
，
China)
(Department
l
【摘要】为了解决
CAD
水平测试的自动化阅卷问题，实现
AutoCA
D
绘图题的计算机判分，提取
l
j
CAD
图形数据信息是关键
。研究了三维几何造型开发工具
ACIS
的模型及其存储文件<
/p>
SAT
的格式，给
出
{
i
i
了一种从
SAT
文件中提取
CAD
图形数据信．
g-
的方
法，通过实例验证了该方法的有效．
1
生和正确性。
关键词：
ACIS
；<
/p>
SAT
；实体记录；数据信息
i
i
in
CAD
{
【
Abstract
】
To
resolve
the
< br>problems
矿
automatic
marking
proficiency
test
and achieve
COIIt--{
the
graphic
data
information
of
CAD
／
s
the
sticking
l
l
puter
judgment
in
AutoCAD
drawing
title
，
retrieving
i
point
．
It
mostly analyzes
three--
dimensional
geometry
of
the
model
developmem
tools
ACIS
and
SATformat
；
the
retrieve
method
ofdata
infonnaionj
争
o,n
CAD
drawings
．
An
example
verifies
the
萨
j
ofit
，
andproposes
6
correct
删
s
ofthe
mefhod
．
；
K
ey
records
；
Data
information
；
words
：
ACIS
；
SAT
；
Entity
中图分类
号：
THl22
，
TP391
文献标识码：
A
<
/p>
ACIs
中最基本的对象，它由
C++<
/p>
中的
ENTITY
类实现，所有的实
1
引言
体
对象具
有—组相同的功能。所有的高级
ACIS
模型对象都继
承于
随着现代科技的发展，
CAD
技术得到了巨大的进
步，社会对
ENr
盯
rY
类。模型对象
(Model
Objects)
可以是任何能保存到
于
CAD
技术人才的需求量大大增加。
CAD
水平的技术考试也需
ACIS
的
SAT
文
件和能从
SAT
文件恢复的对象。
Ac
IS
的模型对象由
派
要采用自动化的评判，来降低考务人员的工作量，提高判卷的效
生于
ENTrrY
< br>类的不同层次的类实现。需要说明的是，这里所说
率和
质量，其中关键问题就在于主观题中图形或实体信息的提取，
的实体与实体造型中的“实体”不是—个概念，后者指“实心体”日。
< br>
把看不到的图形信息变为看得懂的文字和数据信息。由于实体数
据在利用
AuwCAD
开发工具提取过程中遇到了一些难以解决的
3
ACIS
模型的几何与拓扑
问题，所以提出一种基于
ACIS<
/p>
的
SAT
文件格式的提取方法。
ACIS
模型由几
何
(Geometry)
、拓扑
(To
pology)
和属性
(At
—
tribute)
构成，三者统一由最基础的抽象类
ENr
邝
< br>rY
所派生。
EN
2
ACIS
简介
一
本身不代表任何对象，而是定义了它所有子类应具有
的数
AC
IS
是一个基于面向对象软件技术的三维几何造型引擎，
据和方法
(
如存储、恢复、回溯等
)
。
ACIS
的拓扑包
括
BODY(
体
)
、
它是美国某公司的产品。它可以为应用软件系统提供功能强大的
LUMP(
块
)
、
SHELL(
壳
)
、
SUBSHELL(
子壳
)
、
FACE(
面
)
、
LOOP
几何造型功胄酽
l
< br>。
ACIS
可以向应用程序提供—个包括曲线、曲面
(
环
)
、
WIRE(
线框
)<
/p>
、
COEDGE(
公共边
)
、
EDGE(
边
)
和
VERTEX
和实体造型的统一开发环境，它提供了通用的基本造型功能，许
(
顶点
)<
/p>
。
ACIS
拓扑对象间的关系，如图
l
所示。
多著名
的
CAI)
／
CAM
< br>系统著陡以
ACIS
作为造型内核，如
< br>AutoCAD
，
Mechanical
根
{
宁点
)
Desktop
，
< br>CADKEY
，
Bravo
，<
/p>
TriSpectives
，
Turbo
CAD
，
Soild
< br>
Modeler
，
Vellu
m
Solid
挚。
空间有界连续Ⅸ域
)
ACIS
提供了文件处理功能，它可
以将模型信息保存到磁盘文
Shells(
< br>壳集合
)
件中，当然也可以从这些文件里读出并恢复保存的模型信息。这
些文件的格式是公开的，这样非
AC
IS
软件系统就可以使用这些
环集合
)
信
息。例如。—个非
ACIS
应用程序如果把
ACIS
模型信息转换到
另外的系统中去，就需要了解
ACI
S
存储文件的格式，反之亦然。
L<
/p>
∞
psf
环集合
)l
I
有两种
ACIS
存储文件格式：标准的
ACIS
文本文件
(
< br>文件扩
共用边集合
)
展名为．
SAT)
和标准
的
AClS
二进制文件
(
文中
t-tr
展名为
．
SAB)
。这
多面交线集
)
两种格式的唯一不同是
—个为
ASCII
文
本格式而另—个为二进
Vertic
es(
角点集合
)
制格式，这两种文件格式的组织结构是统一的
I|1
。实体
(E
以
ties)
是
图
1
ACIS
拓扑对象关系
★来稿日期：
2009-08
—
16
★基金项目：河北省科学技术研究计划
项目
(042135134)
万方数据
AutoCAD
三维图形数据提取方法研究
}fectiv
渊黯
and
^
口●“
'
H
哇，
m
州，
H
删，目‘，
o
●
c
】
H
，
l
，
“
'
l
，
删￥删，日删
，
E
l
o
●<
/p>
【，日●【，日‘，●‘】
’
幔，
H
t
，
q
●
，
q
。
‘
，
H
’
l
，
H
‘
，
”
●
c
，<
/p>
q
‘
，
H
’
‘
，
H
皿，
H
‘
，∞●‘，
o
‘
，
q
-
●
3
^
1
ACIS
Tooologv
嚣咝严
’
l
200
4
SAT
韩庆瑶等：
AutoCAD
三维图形数据提取方法研究
期
第
6
文件格式
4
．
2
．
3
实体数
据
实体数据是从左到右，按从基类
EN
TITY
派生的顺序来封装
SAT
文件是
ACIS
提供的一种模型存储文件，它描述的模型
的数据结构，如图
l
所示。
SAT
采用完全开放的文件格式，数据以
(Encapsulated)
的。这与在
标识符中所表示的派生顺序刚好相反。
纯文本的形式存储，并以空格和回车来分隔。下面对
SAT
文件的
在
SAT
文件中，所有封装的实体数据都是用空格
(
或回车
)
来
分
隔的。由于所有的类都是从
ENTITY
类派生。
ENTITY
类的标
格式详细分析。
识符
4
．
1
文件头
列整数、
V-ft
串、双精度数和实数
组成。
形数据信息的提取。设球体的中心点
坐标为
(500
，
500
，
500)
，直径为
600
，颜色为
b
ylayer
，得到的
SAT
文件内容如下一
700610
16
Autodesk
AutoCAD
17
532009
ASM
6
．
0
．
5
．
70
04
NT
24
Mar
24
22
—
27
—
l
9<
/p>
．
9999999999999995e-
．
007
le-
．
-010
body$$-1-1$$-l
Sl$$--i$$--1#
lump$$-
．
-1-1$$-1$$-I$$2SO
#
号
he
lI$$-l
—
l$$--1$$_l$$_l$$3$$-l$$l
社
face$$4-1
1--
1$$--1$$-1$$2$$-1$$5forward
sin
—
e#
color-adcsk
—
attrib$$_l
一
1$$-l$$--1$$3
256#
sphere-surface$$-1-1$$-1500001
．
_forward
：
IIII#
其中第一行包含了经编码的版本号、文件中存储的数据记录
总数和存储的实体个数；本例中版本号为
7
．
0
，数据记录总数为
6
，
实体个数为
l
，
O
表示标
i
己文件中没有记录历史数据。第二、三行包
含了生成文件的软件名称及其长度、
ACIS
版本信息
(
版本字串的长
开
度和版本名称
)
和文件生成时间及时间字串的长度；生成文件的软
件为
Autodesk
AutoCAD
，字串长度为
16
，
ACIS
的版本名称为
AS
M
作
6
．
05
．
7004NT
，长度为
17
，文件生成的时间为
T
ue
Mar 24
22
—
27
巧
示。
2009(
即
2009-03-24Tuesday22-27-53)
，字串长度为
24
。第四行
表
lmm
示模型的单
位长度及
造型器精
度和计算精度
，单位长
度为
，造
型器精度为
9
．
999999999
9999995
e--007
，
i-
I'g
精度为
le
．
< br>--
010
。
412
实体记录
实体记录紧接着文件头。每条实体记录都由索引号
(
可选
)
、
实体类型标识符、实体数据和终止符组成四。
4
．
2
．
1
索引号
实体记录是否有索引，取决于模型保存时采用的
ACIS
选
项。如果实体记录有索引，则索引号是从
有
0
开始的连续数列。所
顶层的实体必须出现
在其它实体前面，其它实体的顺序可以是任
意的。如果
SAT
< br>文件中没有索引号，则索引号由文件中实体记录
的顺序隐含。指向其它记录的指针
也对应这些隐含的连续数列。
例如一
body$$-1
一
l$$-l$$l$$-l$$
一
1#
其中，
SAT
文件没有索引号，
body
行隐含为
< br>
0
’
，以后按照顺
序依次为“
1
”
“
2
‘
3
”
“
$$
一
1
”表示一个
NULL
指针，
$$
后面的数
值都大于或等于
O
。
“
$$l<
/p>
”指向后面的索引号为“
l
”的记录
(
即
lump
行
)
，以此
类推。
4
．
2
．
2
实体类型标识符
实体类型标识符是和
ACIS
类一一对应的，唯一的字符串。
表示类的派生关系为～
万方数据
EN
—
不写入实体数据中。
文件头共三行，
由一系
4
．
2
．
4
终止符
以球体为例进行三维图
每条实体数据
记录都以“
#
”为终止符。
说明：
SAT
文件中有时还会有文件结束标记，即“
End-of_
AC
IS
”
，它处在最后一条实体记录后，表示
ACIS
保存数据结束。
当
ACIS
的历史保存，恢复选项被打开时，如果文件中存在历史记<
/p>
录，则还会存在历史记录开始结束标记，即“
Begin-
of-ACIS--His
—
tory-Dam
”和“
End-
of-ACIS-History-
Data
”
。会在文件结束标记前
加入一段历史记录，它记录了在生成当前实体模型中，曾经使用
过的实体。由于文件头首行已经用“
0
”表示了没有记录历史数据，
所以没有这两项记录。
5
从
SAT
文件提取实体数据
SAT
文件是一种文本文件，而且里面包含了太多的指针和
封
装，为了提取与判卷有用的信息，简化文件信息，提出一种
比较简
单的信息提取方法。
Auto
CAD
绘图环境命令行输入“
ACISOUT
< br>”
，
选择实体，会弹出可供用
户选择的保存
SAT
文件的目标文件夹，
命名
SAT
文件后可以保存。打开保存的
SAT
文件，这里选择打
方式为
Microsoft
Word
，然后在单击菜单栏上“工具”一“宏’
’一．
‘‘订一
sual
basic
编辑器”
，进入
visual
basic
的编程环境。
Word <
/p>
VBA
操
界面，如图
2
所示。添加“引用”界面，如图
3
所
图
2
Word
VBA
操作界面
在
visual
basic
的编程环境的菜单栏选择“工具”一“引用”
，
添加“
microsoft
excel
1
1
．
0
object
library
确定后
，进入‘
Thisdocu
—
ment
”的编程环境．输入程序调试运行。
body
”即对应
BODY
类。同时，标识符中可以用“一”来表
图
3
添加“引用”
界面
明类的派生关系，如“
sphere-surface
”
编辑完程序，上例的运行后提取的图形数据结果，如表
1
所示。
3
如标识符“
-
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