引言

        在工程CAD领域中，各种商用CAD系统层出不穷，如Autodesk公司的AutoCAD系统、Computervision公司的CADDS系统、Dassault公司的Catia系统、EDS公司的Unigraphics系统、HP公司的PE系统、Intergraph公司的I/EMS系统、Matra Datavision公司的Euclid系统、PTC公司的PRO/Engineer系统和SDRC公司的I桪eas系统等等。

        由Autodesk公司开发的AutoCAD自20世纪80年代以来一直独领风骚。成为各工程领域首选的CAD系统，是市场上最流行的PC桟AD系统。全世界有80个国家的200万人在使用AutoCAD绘制各种各样的图形。1998年AutoCAD在市场上的占有率达79%，成为事实上的世界范围内的计算机制图标准。

        AutoCAD的巨大成功，首先得益于它的开放性，使得第三方很容易开发各种适用的专用软件，给用户带来标准、廉价、方便、高效等益处，从而进一步占领了市场。用户通过对AutoCAD系统的定制开发，可以结合自己的专业特点，开发属于自己的专用型CAD系统。目前，国内开发的工程制图软件大多采用AutoCAD作为其软件支撑平台，进行二次开发而成，为工程设计和制图行业创造了巨大的经济效益和社会效益。

1 定制开发的必要性

        AutoCAD是目前Windows95/98/nt/2000环境下应用最广泛、使用人数最多的CAD软件。但是AutoCAD所提供的只是一般的通用的CAD功能，如造型、编辑、注释等。如果不利用AutoCAD开发系统，要想完成某一具体醒目的设计，就会显得较为复杂。例如，我们要设计一台活塞式发动机，就需要根据发动机功率先手工计算出活塞直径，然后再调用AutoCAD的绘图命令，一笔一笔地绘出发动机的图形。这样，一旦在设计完成后，要更改发动机的功率，则需要重复刚才的全部内容。

        如果使用AutoCAD开发系统，则我们可以将上述计算和绘图通过高级语言编制相应的程序，在需要设计时，只一个命令便可以运行该程序，计算和绘图过程自动完成。显而易见，这不仅大大提高了设计效率，而且通过开发系统可以定制出某些专业化模块，甚至大型设计绘图软件。国内的建筑行业天正CAD系统、机械行业的大恒CAD系统等，均是对AutoCAD开发定制而实现的。

2 定制开发的常用工具

        AutoCAD系统的定制开发工具，又称为AutoCAD开发工具。有时称作AutoCAD API (Application programming Interface 应用编程接口），是将AutoCAD环境客户化的基本手段。在AutoCAD2000中，我们使用的开发工具主要有：ObjectARX、AutoLISP、VisualLISP、Java、VisualBASIC和Delphi等。

        2.1 AutoLISP和VisualLISP

        AutoLISP是AutoCAD最早的解释型API，它不是面向对象的语言，主要用来自动完成重复性任务，进行客户化开发和编制AutoCAD菜单以及通过简单机制为AutoCAD增加命令。它在逻辑上是一个独立的进程，通过IPC（进程间通讯）与AutoCAD交互。AutoLISP学习起来很简单，但是很难用它来开发大型应用程序，而且形成的程序运行速度比较而言是最慢的。

        在AutoCAD R14中，Autodesk公司首次提供了一种新的LISP编程工具梀isualLISP，它是一种面象对象的开发环境，是AutoLISP的扩展和延伸。在AutoCAD 2000中，VisualLISP得到了进一步的加强。作为一种编译型API，与AutoLISP完全兼容，并提供AutoLISP所有功能，同时它能访问AutoCAD2000的多文档设计环境、COM/ActiveX用户界面和事件响应器等。

        2.2 VisualBASIC、Delphi 、Java

        AutoCAD从R14起，采用ActiveX Automation的形式丰富了自身的API，它为AutoCAD的进一步发展开辟了新的途径。

        微软的ActiveX Automation技术是API和一组规范，提供ActiveX Automation服务的软件通过标准用户接口能够开放它的特定功能。AutoCAD 2000中ActiveX Automation提供的编程接口，可以用于在Windows环境下的应用程序操作AutoCAD中的对象。主要操作功能有：用户输入提示、使用优先对象、处理选择集、输出图形、增加视图、增加专业对象等。用户可以使用ActiveX客户编程语言（如VisualBASIC、Delphi 、Java等）来定制AutoCAD。

        2.3 ADS、ARX、ADSRX和ObjectARX

ADS(AutoCAD Development System)是Autodesk公司最早在AutoCAD R11中提供的C语言编程环境。除了可以使用标准的C函数外，又增加了专用于对AutoCAD进行操作的函数，形成的可执行文件（EXE文件）,装入AutoCAD后即可运行。但是，ADS与AutoLISP一样，内在结构不是面向对象的，使用AutoLISP解释器加载和调用，也是通过IPC与AutoCAD通讯。

        ARX（AutoCAD Runtime Extention）是在ADS基础上发展起来的一种面向对象的C语言编程环境。由ADS向ARX的变迁就如同C向C++的转变。ARX应用程序为动态链接库（DLL），共享AutoCAD地址空间，对AutoCAD进行直接调用，避免了IPC的系统开销和由此引起的性能下降。它最早在AutoCAD R13中提供，但是在AutoCAD R14中，ARX很快被第二代面向对象C++编程环境棗ObjectARX所代替，原来的ADS全部库函数被包含在ObjectARX中。ADS全部库函数归并为单一的库，形成了ADSRX。

        在AutoCAD 2000中，传统意义上的“ADS开发环境”的概念不复存在，而且ADSRX作为ObjectARX的一个子集。ObjectARX是包含了ADS、ARX和ADSRX的综合的C/C++开发环境。它引入了面向对象的编程机制，在与AutoCAD 2000配套的ObjectARX 3.0中，提供大量类库，而且提供了兼容原来的ADS、ADSRX函数的新函数。ObjectARX 3.0成为了AutoCAD 2000定制开发的高效开发工具。

        2.4 几种开发工具的比较

        在以上的开发工具中，直接与AutoCAD通讯的API比利用IPC通讯的API在速度上要快。因此，ObjectARX的速度最快，AutoLISP速度最慢。

        但是在程序稳定性上，采用AutoLISP开发的应用程序一旦失败，并不危害AutoCAD自身进程。而由于ObjectARX应用程序共享的AutoCAD地址空间，一旦失败，AutoCAD进程也随之崩溃。

        ObjectARX应用程序在运行期间实时扩展AutoCAD，共享AutoCAD地址空间，性能无比强大，甚至为所欲为，以至于AutoCAD自身的许多模块均是用ObjectARX制作。

        在技术难度上，AutoLISP和VisualBASIC均为解释型语言，方便易学，开发周期短。许多程序员在使用它们。相比之下，ObjectARX依赖于C++语言，它必须经过严格控制的编译、链接才能生成程序，开发人员必须有足够的编程经验才能处理开发中的各种问题。但是，在开发速度和性能要求都很高的应用程序或者大型CAD应用软件，应使用ObjectARX。

3 定制开发的主要内容和方法

        AutoCAD2000定制开发的内容很多，但最主要的是：脚本文件（SCR文件）定制、菜单文件定制、AutoCAD命令的定制。

        3.1脚本文件（SCR文件）定制

        AutoCAD提供了一个叫script file（脚本文件）的工具，它允许不同的AutoCAD命令组合起来，并按照预先确定的顺序执行。这些命令可以用任何一种文字编辑器（如Notepade、记事本等）编写成文本文件，其扩展名为.SCR（如PLOT1.SCR）。脚本文件用AutoCAD中的SCR命令来执行。

        用户在对AutoCAD进行开发时，可以使用任何一种高级语言（如：VC、VB、Delphi、Java等）设计用户交互界面，对绘图所需要参数进行计算生成，然后确定AutoCAD命令、命令选项、命令序列等，最后生成扩展名为SCR的AutoCAD脚本文件。在AutoCAD中用SCR命令来执行脚本文件，完成所需操作。

        脚本文件具有AutoCAD的所有功能，包括图形初试化、编辑、修改、绘图、输出等。但脚本文件有一些限制，它不能使用对话框和菜单，当从脚本文件中发出打开文件、文件存盘、打印等命令时， AutoCAD执行命令行中的命令含义而不打开对话框，无法提供用户交互功能。

        运用脚本文件定制AutoCAD，需要（只需要）熟悉一门高级编程语言和AutoCAD常用命令、命令选项及命令序列即可。此方法，对编程技术要求不高，简单实用。它曾经作为最原始的定制开发手段，一直保留至今。实践证明，它可以取得很好的令人满意的效果。目前，仍有许多应用软件还在使用这项技术。

        下面是利用VC生成的一个脚本文件的片段，从中可以看出CAD命令序列的使用规律。

        AutoCAD软件带有程序参数文件ACAD.PGP，该文件分为三个部分：注释、外部命令、命令别名。

        文件中的注释可以包含任何数目的注释行，并且可以出现在文件任何地方。每一个注释行用（；）开头。任何用分号开头的句子在执行时都被忽略。

        ACAD.PGP允许用户从图形编辑器中直接使用操作系统命令。例如：想要删除一个文件，只需要在命令行输入DEL (COMMAND：DEL)，然后根据提示输入需要删除的文件名。

        ACAD.PGP定义了一些AutoCAD命令的别名。例如，LINE命令的别名是L。如果在命令行输入L (COMMAND：L)，AutoCAD将把它当作LINE命令。

        用户根据自己使用需要，定制ACAD.PGP文件，扩充操作系统命令和AutoCAD命令别名。

        3.3 ACAD菜单文件定制

        AutoCAD软件提供了一个定制AutoCAD的强大工具。AutoCAD软件带有一个名为ACDA.MNU的标准菜单文件。在启动AutoCAD时，ACDA.MNU菜单文件自动装载。菜单文件中包含AutoCAD命令，用户可以修改、排列这些常用命令。它允许用户删除不常用的命令，并定义新的命令，通过编辑ACDA.MNU菜单文件或者编写新的菜单文件来实现。可以为每一个应用程序编写一个单独的菜单文件。使用AutoCAD的MENU命令，可以随时装载这些菜单。

        菜单文件的扩展名为MNU，可以用任何文本编辑器进行编辑。菜单文件中可以定制屏幕菜单、下拉菜单、工具条、快捷菜单、上下文菜单、图像菜单等内容。

        用户开发过程中，可以参照标准菜单文件ACAD.MNU编写自己的专用菜单文件。

        3.4 定制AutoCAD命令

        根据用户特定专业领域的问题，采用上述开发工具通过编程，定制自己的AutoCAD专用功能模块。

        3.4.1 AutoLISP、VisualLISP开发工具

        使用AutoLISP或者VisualLISP开发工具开发出的应用程序，其扩展名为LSP。在一个LISP程序文件中可以有一个或者多个函数定义。要运行其中一个函数，定义该函数的LISP程序文件必须被装载。用下面命令装载一个LISP程序文件：

        使用ObjectARX开发工具开发出的应用程序，其扩展名为ARX。在一个ObjectARX程序文件中可以注册一个或者多个AutoCAD命令。要运行其中的AutoCAD命令，定义该命令的ObjectARX程序文件必须被装载。用下面命令装载一个ObjectARX程序文件：

4、应用举例

        笔者通过绘制一个简单排水沟剖面图的例子，介绍在VisualC++6.0环境下,创建基于MFC（Microsoft Foundation Class）的用户界面，生成一个ObjectARX应用程序的过程。此程序注册了一个AutoCAD命令        4.1 ObjectARX软件获得与安装

        ObjectARX软件不随AutoCAD 2000发行盘一起发行，而由Autodesk的产品供应商来提供，用户可以在Autodesk的网址自由下载(http：//www.autodesk.com)。下载后得到一个ObjectARX.exe文件，该文件约19MB，是一个自解压的压缩文件。

              在Windows环境中双击下载所得到的ObjectARX.exe文件，此文件会自动解压缩到用户指定的目录(缺省为C：\)。解压后，运行它提供的安装程序Setup.exe，将它安装到指定的目录(缺省为C：\ObjectARX 2000）。安装后，ObjectARX 3.0约占52MB硬盘空间。

4.2 运行ObjectARX软件的软硬件环境

·Windows 9X/NT4/2000

·AutoCAD 2000

·Microsoft Visual C++6.0或更高版本

        因为开发出的应用程序要在AutoCAD 2000环境下运行，因此运行ObjectARX应用程序所需要硬件环境同AutoCAD 2000，最低配置为：

·Pentium 90 CPU

·32MB内存

·150MB硬盘自由空间

·60MB虚拟内存

4.3 建立ObjectARX应用程序的基本过程

·按照ObjectARX的要求设置Visual C++工作环境

·在Visual C++中编辑应用程序(包括CPP、DEF、RC等文件)

·编译链接生成以ARX为扩展名的DLL文件

·进入AutoCAD 2000，装载ObjectARX应用程序到内存

·运行在源程序中定义的AutoCAD 2000外部命令

下面给出源程序中的片段：

…………

// This is command 'PSG'

void zrjzrjpsg()//画排水沟

{

// TODO: Implement the command

CPsg dlg;

ads_point pt,pt1,pt2,pt3,pt4,pt5,pt6;

char s[40];

if(dlg.DoModal()==IDOK)

{

acedGetPoint(NULL,"选择绘制排水沟位置：",pt);

pt1[X]=pt[X]+dlg.m_fH*dlg.m_iScale/dlg.m_fScale;

pt1[Y]=pt[Y];

pt1[Z]=pt[Z]=0;

pt2[X]=pt1[X]+(dlg.m_fL1-dlg.m_fL2)*dlg.m_iScale/(2*dlg.m_fScale);

pt2[Y]=pt1[Y]-dlg.m_fH*dlg.m_iScale/dlg.m_fScale;

pt2[Z]=pt1[Z]=0;

pt3[X]=pt2[X]+dlg.m_fL2*dlg.m_iScale/dlg.m_fScale;

pt3[Y]=pt2[Y];

pt3[Z]=pt2[Z]=0;

pt4[X]=pt1[X]+dlg.m_fL1*dlg.m_iScale/dlg.m_fScale;

pt4[Y]=pt1[Y];

pt4[Z]=pt1[Z]=0;

pt5[X]=pt4[X]+dlg.m_fH*dlg.m_iScale/dlg.m_fScale;

pt5[Y]=pt4[Y];

pt5[Z]=pt4[Z]=0;

pt6[X]=(pt2[X]+pt3[X])/2;

pt6[Y]=pt2[Y]-20*dlg.m_iScale;

pt6[Z]=pt2[Z]=0;

sprintf(s,"%2.0f",dlg.m_fHeight);

acedCommand(RTSTR,"LINE",RTPOINT,pt,RTPOINT,pt1,RTPOINT,pt2,RTPOINT,pt3,RTPOINT,pt4,RTPOINT,pt5,RTSTR,"",0);

acedCommand(RTSTR,"LINE",RTPOINT,pt4,RTPOINT,pt5,RTSTR,"",0);

acedCommand(RTSTR,"TEXT",RTSTR,"J",RTSTR,"C",RTPOINT,pt6,RTSTR,s,RTSTR,"0",RTSTR,dlg.m_sText,0);

        }

        else ads_printf("取消绘制排水沟");

        }

        …………

        编译链接生成以ARX为扩展名的DLL文件，进入AutoCAD 2000，装载ObjectARX应用程序到内存，运行在源程序中定义的AutoCAD 2000外部命令“psg”，运行正常，结果令人满意。

5 结论

        从上可以看出AutoCAD 2000定制开发的必要性和优越性，用户可以根据自己的情况，选择适合的开发工具，通过对AutoCAD的定制开发，开发出属于自己的AutoCAD系统，从而使系统更高效运转，发挥更大的经济效益。随着计算机技术的不断发展，技术人员素质的不断提高，AutoCAD定制开发技术在工程制图中的应用将会得到更快更好的发展。