dxf文件格式与二次图形开发

第 l4卷．第 9期 2004年 9月 微 机 发 展 Microcomputer Development voI．14 No．9 Sep．2004 AutoCAD DXF文件与二次开发图形软件编程 刘传亮，陆建德 (苏州大学 计算机学院，江苏 苏州 215006) 摘 要：DXF格式文件是传统图形开发中最常用的图形交换格式之一，众多第三方开发的图形软件均加入了对DXF文件 的支持。针对DXF格式文件的二次开发问，简要介绍了DXF格式交换文件的结构，详细分析了各代码段与组码的含义 及其关系。以及在DXF二次开发图形软件中针对DXF文件格式的编程方法。在此基础上对DXF文件格式的版本演进与 不同版本问格式进行了细致的分析与比较，通过在一个具体项目中的应用，给出了一个通用的、具有版本兼容性的DXF文 件编程方法，为类似图形软件的二次开发提供了一个解决。 关键词：AutoCAD；DXF文件；版本；图形软件 中图分类号．TP311．1 文献标识码：A 文章编号：1005—3751(2004)09—0101—04 Analysis on AutoCAD DXF File Format and the 2nd Development Graphics Software Programming LIU Chuan-liang．LU Jian．de (School of Computer Science and Technology，Suzhou Univ．，Suzhou 215006，China) Abstract：The D format is one of the widely used graphics exchange formats in the traditional graphics application development．The lots of 3rd party—developed graphics software have supp0rted D format．To resolve the D format’s 2nd development problem，this paper hasintrodm-edthe structure oftheDⅨFformat exchangeablefilein brief and hasoompamtthe eoltateaats and evolu~n betweenthe differ． ea'lt ve~ ons ofD fileformat．Thepaper hasdiscussed and amly-~ lindetailthe programnangmedxxtstOD fileformatinthe2ndde． velopmmt．Finally，withan applicationin a specific project，thepapergives a ool$1n'lon and version—compatible solutionforthe&Imekinds of application devdolmaent． Keywords：AutoCAD；DXFfile；version；graphics software O 引 言 DXF(Drawing Interchange Format，图形交换格式)是 Aut~AD图形文件中所包含的全部信息的标记数据的一 种表示方法，是 AutoCAD图形文件的 ASCII或二进制文 件格式⋯，可用于在 AutoCAD和其他图形应用程序之间 输入、输出与交换图形文件。AutoCAD很早就开始在中 国广泛使用，有大量的DXF格式的交换文件保存下来。 随着 AutoCaD的发展，其 DXF文件格式从 AutoCAD Rl2，Rl3，Rl4，到 AutoCA[)2000，20O0i，再 到 Auto． CAD2002也有了较大变化。考虑到它被使用的普遍性， 为了使其产生的图形数据文件具有更多的兼容性，一些其 它开发的图形软件加进了读写 DXF文件的功能，这里把 这些图形软件叫做 DXF文件的二次开发软件。在具 有DXF文件读写功能的二次开发图形软件时需要深入分 收稿 日期：2oo3—12—16 作者简介：刘传亮(1975一)，男，江苏徐州人，硕士研究生，研究方向 为计算机应用、计算机网络。 析DXF格式交换文件的结构，也一定要考虑产生 DXF文 件的各 AutoCAD版本的差异。笔者参加了开发 YH线切 割自动编程控制系统，该系统的软件部分本身已包含图形 的生成、编辑功能。考虑到Autd：AD有众多的用户，为了 方便使用者，使 AutoCAD生成的图形文件也能读入 YH 自动编程系统中使用，在该二次开发图形软件中即加进了 读取DXF文件的功能。也考虑了要能够读取 AutoCAD 各版本生成的 DXF文件。文中将在分析DXF文件格式 的版本演进与不同版本间格式比较的基础上，对在二次开 发图形软件中针对不同版本的DXF文件格式的读入编程 方法进行探讨。 l 基本的DXF文件格式结构 AutoCAD生成的 DXF文件既可以是 ASCII格式也 可以是二进制文件格式，ASCII格式比二进制文件格式 更常见，文中使用术语“DXF文件”表示ASCII DXF文件。 DXF文件本质上是由成对的代码和与代码关联的值 组成的。这些代码(即组码)不仅指出了其后组值的类型， 维普资讯 http://www.cqvip.com · 102· 微 机 发 展 第 l4卷 而且与此组值配对。通过使用这些配对的组码和组值， DXF文件被组织成段，这些段由记录组成，而记录又由依 次排列的组码和数据条目组成。在 DXF文件中，每个组 码和每个数据条目都各占一行。 DxF文件就这样包含了所有用户指定的信息，每个 数据以一个组码及一个数据元素(组值)组成，组码的值表 明了其后数据元素的类型，也指出了数据元素对于给定对 象(或记录)类型的含意。文件总是以一行组码跟一行组 值组成，因此规定组值的最大长度不能超过 255个字节 (Autd AD2000以后组码0～9及 1000～1009已经去除了 255个字符的限制，但通常小于 2049个字节)，这种规律 使得编程设计更加方便。 完整的 DXF文件由七个段(SECr10N)组成。每个 段由一行组码0及一行字符串SECTION开始，紧接着是 组码2及一行表示段名称的字符串(例如 }玎三ADER)。段 的结束由一行组码 0及一行表示该段结束的字符串 ENI C。这些段中的内容由对象或图元组成，而这些对 象或图元由标志它们属性的组码和组值组成。整个文件 以一行组码 0及一行EOF结束。以下列出的是各个段的 段名及段中包含的信息： *HFdkDER段。该段包含与本图形文件有关的基 本信息，它由一个 AutoCAD数据库版本号、存盘时的各种 设置和许多系统变量组成。每个参数包括一个变量名及 其组值。 *CIAssES段。该段包含有关应用程序定义类的 信息，这些类的实例包含在 BL0CKS段、ENTITIES段和 oBJECrs段的数据中。类定义在类的层次结构中是固定 不变的。 *TABI．ES段。该段包含如下符号表的定义，每个 表的表项数目可变： APPID(应用程序标识表) BLOCK—RE∞RD(块引用表) DIMS1 YI E(标注样式表) LAYER(图层表) LTYPE(线型表) STYLE(文本样式表) UCS(用户坐标系表) VIEW(视图表) VPORT(视口配置表) *BL0CKS段。该段包含有在 AutoCAD中定义的 块。包括块定义和组成图形中每个块引用的图形图元。 *ENTITIES段。包含图形中出现的所有图形对象 (图元)，包括对块的引用(插入图元)。 *0BJECTS段。该段包含那些没有图形显示的非 图形对象，如包含多线和组的字典、图层等信息。所有那 些非符号表记录的、符号表的和非图元的对象都储存在此 段中。 *THUMBNAILIMAGE段。该段为可选，如果存盘 时有预览图像则需要该段。 组码和组值定义了对象或图元的特定样子。组值的 数据类型可以是字符串型、整型或浮点数型，例如点的X 坐标。 如果图形DⅪ 文件的最大字符串长度超过256个字 符，在SAVE，SAVE ／kS和WBL(X3K时这些字符串将被删 除，在 0PEN和 INSERT时它们会导致操作失败。 一 个DXF文件的结构可以不必都有这七个段，如果 没有设置HFdkDER段中的变量，整个 HFdkDER段将被忽 略；若不需要建立条目，TAB】ES段中的表可以被忽略，若 不需要整个 TAB】ES段中的内容，可以将其全部忽略。 若用户在 I．眦 表中定义了任一线型，则此表必须出现 在 LAYER表前。若图形中没有使用任何块定义，则也可 以忽略整个B S段。但若图形中使用了块定义，则 B )CKS段必须出现在 ENTITIES段前。在 ENTITIES 段中，用户可以引用未在 LAYER表中定义的图层名，这 些图层将被自动创建，并且使用颜色7和CoI、rI、INUOU_S 线型。最后，在文件的尾部必须出现E()F项。 下面以DⅪ 文件中最主要的几个段的组码为例说明 各个段的结构(注：以‘；’开始的为本文注解)，详细的组码 与组值定义可参见Autodesk公司的有关文档和手册。 (1)}玎三ADER段组码： · ：* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 0；HEADER段的开始 S1 CTION 2 HEADER ：* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 9；描述的每一个头部变量 $<变量 > ： <组码 > ； <值> ；每一个头部变量都按此四行重复 ：* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 0；HEADER区域的结束 ENDSEC (2)ENTITIES段的图元组码： ： * * * * 'K- * * * 'K- 'K- * * * 'K- * * * * 'K- * * * * 0；ENTITIES段的开始 sl CTION 2 ENTITIES ：* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 0；每一图元定义为一个条目 <图元类型> 5 <句柄> 330 <指向所有者> 100 维普资讯 http://www.cqvip.com 第 9期 刘传亮等：AutoCAD DXF文件格式与二次开发图形软件编程 ·103· AcDbEntity 8 100 AcDb<类名> ． <数据> ：* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 0；ENTITIES段的结束 ENDSEC 2 不同版本 DXF文件格式的比较与分析 (1)D 文件格式的发展与版本比较、判别。 美国Autodesk公司于 1982年推出 AutoCAD的第一 个版本。AutoCAD R12于 1992年 7月正式推出，这是一 个主要基于D3s系统的版本。当时正值中国微机普及的 快速发展时期，R12在中国的使用曾相当普遍。R12的 DXF文件只有 ADI ，TABIES，BLoCKS和 ENTI． TIES四个段。由于 R12不是面向对象的，所以没有 a SEs和 OBJECTS段。 分别于 1994年和 1997年推出的R13和R14版本是 第一代以Windows为平台的AutoCAD版本，再加上硬件 水平的处理能力的提高，使得AutoCAD的功能大大增强。 同时还支持了面向对象，使得这些版本的 DXF格式有了 相当大的变化：加入了CIASSEs和 OBJEa 段，并增加 了ELLIPsE(椭圆)、I删 ．YLINE(多义线)、SPLINE (样条曲线)等大量实用图元类型。 其后推出的AutoCAD2000，2000i及2002版本分别在 设计环境、人机界面和 Intemet等功能上做了改进。这些 版本DXF文件格式改进不大，只做了局部的修改，另外增 加了一个可选的n AILIMAGE段。 DXF文件版本信息存储在 HEADER段的开头，其中 的第一个组码 9组值为 $ACADVER，标志版本变量开 始，第二个组码 1组值为标志版本号的字符串。表 1列出 版本号字符串与 AutoCAD对应版本的对照列表，在设计 DXF文件的二次开发图形软件时可以据此进行版本号的 判别。各版本 $ACADVER组码对照如表 1所示。 表1 AutcCAD各版本的DXF版本号 ACloo6 AClOD9 AClOl2 AC1014 AC1015 Ac1015．o5 Autd：AD RlO Autd二AD Rl l、Rl2 AutoCAn R13 AutoCAn R14 AutoCAn R15、20oO Auto(：AD 20oOi (2)DⅪ 文件格式主要变化的分析比较。 R12与 R14版本间的DIW 文件格式变化较大，R12 与R14版本的Autc~2AD都是曾经广泛使用的版本，下面 仅就R12与R14的DXF文件格式的主要变化加以分析。 AutoCAD从 R13开始支持面向对象，这时的图形信 息除了可以显示的图元外，还增加了其他代表各种参数信 息的对象。在 DXF文件格式中新出现的段 CLASSES 和 0BJE 分别存储了用户和程序定义的类和对象。 另一个较大的变化是在图元类型上，以前 R12的 DXF文件只支持一些简单的图元类型，对于圆锥曲线等 复杂曲线都是用 PoI．Ⅵ．INE(多段线)来表示，记录的内 容为曲线上采样的各个点。由于需要取得较多的点以使 曲线平滑，所以导致了最后的DXF存盘文件尺寸变大。 以一个简单的椭圆为例，在缺省精度下要记录129个顶点 (VERTEX)，每个顶点在文件里占 14行，共需 1806行。 从R13开始补充了大量的新图元类型，图元的表示 上也有了简化和改进。以前的Ⅶ RTEX，PoIM ． E等 图元类型予以保留，增加的图元在数据表示上更加灵活高 效。多数复杂曲线图元只记录对象的属性值，而不象 R12 以前版本那样采用多段线表示。以椭圆为例，R13以后版 本只需记录圆心坐标、长轴端点坐标、长短轴比例即可，每 个椭圆在文件里只占36行，比R12少占用大量空间。 3 具有版本兼容性的DXF二次开发图形软件的编 程方法 根据以上分析，在 DXF文件的二次开发图形软件设 计中，如果用户以表驱动方式(忽略未定义即老版本不能 识别的组码，且对图元中的组码次序不做任何假定)编写 DXF处理程序，那么该程序将比较容易针对 Aut~AD的 后续版本做调整 2。这是因为Aut~．AD以后版本的性能 将不断得到增强，图元中将添加一些新组码以提供更多功 能，二次开发图形软件中可以随之进行相应灵活的调整， 而在这之前，对未定义的组码仅是忽略而已，不影响其对 老版本图元组码的识别和处理。 在 YH线切割自动编程控制系统的设计中，即采用了 以上方法完成 DXF文件读取功能。下面是用 VC6．0编 写的读取 DXF文件模块的部分流程，如图1所示。 下面是用 VC6．0编写的读取圆弧图元的部分程序。 R12与R14版本的DXF文件中圆弧的组码顺序不同，但 是采用以下程序后都能将圆弧的各个参数正确读出l3】。 void CDxf_．：ReadArc(FILE*fp。a)c pDC){ int gCode； ／／组码 float xl，yl，r，start，end，pi=3．1415926； ／俄 心、半径、起 始角度等本地变量 char str[80]； f~ nf(fp，“％s＼n”，str)； do{ gCx3de=atoi(str)； switch(gCode){ 维普资讯 http://www.cqvip.com · 104· 微 机 发 展 第 l4卷 图1 读取 D 文件流程图 case 10： ／／读到组码“1O”，下一行为圆弧X坐标 fse~ (fp，“％f＼I1”，&x1)； ／／读取圆弧 X坐标 break； case 20： (fp，“％f＼fI’’，&y1)； ／／读取圆弧 Y坐标 break； ⋯ ⋯ ／／读取其他参数 default： fScal1f(fp，“％s＼I1”，str)； break； } fscanf(fp，“％s＼fI'．，sir)； ／／此处总是读到组码 }while(sircmp(sir，“O”)!=0)； ／／组码“0”，退出循环 DrawArc(pDC，xl，Yt，r，start，end)； 4 结束语 笔者对二次开发图形软件YH系统的DXF读入编程 进行了详细的分析，并经反复比较各版的DXF文件格式 读入测试，使YH系统的设计取得了成功，获得了很好的 效果。 参考文献： [1] 罗卓书．AutoCAD 2000中文版基础培训教程[M]．北京：电 子工业出版社，2000． [2] 清宏计算机工作室．Aut~-AD工程二次开发[M]．北京：机 械工业出版社，2000． [3] 方 铁、AutoCADC语言高级编程[M]．北京：清华大学出 版社，1995． (上接第100页) 表 1 可重用构件的信息表结构 可重用构件名：是用户区别可重用构件的惟一标识； 功能描述：简要描述可重用构件的功能； 地址：描述可重用构件在库中的地址，用于方便地检 索构件； 权限：描述构件是只读，还是可读写，及组内外用户其 进行读写操作的权限； 说明：存放构件的功能，如何使用该构件等详细内容； 属性：构件中面向用户的信息，如构件的作者、建立日 期、算法出处等信息； 详细内容：包括相应的文档、动态连结库、ODD图、以 PAL描述的PAD等信息。 在这个文件中，用户可以方便地对构件进行插入、查 找和使用，此过程具有对用户透明的特点。 5 结束语 文中在基于构件的PDM系统框架的开发基础上，提 出了框架中工程数据的管理实现的方法和技术以及PDM 系统中构件的管理，从而使得基于构件开发的PDM系统 是个能够实现“即插即用”的支撑平台，此系统能有效地支 持在分布、异构多用户环境中的信息、功能和过程的集成， 又能对应用领域工具产生的各种异构数据进行管理和传 递，保证数据的共享。 参考文献 ： [1] 杜晓明，张本生，甘茂治．并行环境下基于组件的CAD框 架模型研究[J]．计算机工程与应用，2002，39(4)：215— 216． [2] 韩 鑫、产品数据管理系统的构造框架和实现方法[J]．软 件学报，1998，9(12)：881—883． [3] 李 炜，张 利，张建军．并行设计环境的柔性 PDM系统 框架研究[J]．合肥工业大学学报，2004，26(4)：392—395． [4] 陆 薇．基于组件的开放式 CAD系统模型[J]．软件学报， 1998，9(9)：651—655． [5] 贾宏字．基于构件／构架复用技术的工控软件设计研究[J]． 计算机工程与应用，2002，(1)：130—132． [6] KuokkaR．CommunicationinfrastructureforCoo~urrent Er1gi． neering[J]．Artifidal Intelligence for Engin~__fing Design， 1995，(9)：283—297． 维普资讯 http://www.cqvip.com