CAD的字體與字庫的介紹與設置（一）

———CAD的字體與字庫的介紹與設置（一）

CAD技術已進入我們生活的各個領域，中望CAD軟件包因其卓越的優(yōu)良性能在我國得到了廣泛的使用。但CAD本身的文字功能存在肯定的局限性，不能滿意設計工程需要。本文具體分析了CAD字形的數(shù)據結構和其存儲方式，找出擴充字形文件的方法，并構造了一個滿意自己工作需要的字形文件，取得了較好的效果。

設計CAD字庫字形

一、概述

人類從未停止設計，設計的對象從人類居住的房屋，人類生活的必需品，到人類的整個生存、生活、學習、工作所涉及的環(huán)境，以及人類勞動的工具。CAD（ComputerAidedDesign）的消失，讓人類的設計告辭繪圖板和鉛筆，使設計進入了現(xiàn)代的計算機時代。特殊是進入90年月后，微機的性能大步提高，基于微機的計算機幫助設計軟件的性能也大大提高，而微機和CAD軟件的價格也不斷下降，使CAD正廣泛應用到各個行業(yè)和領域。

CAD技術是一項綜合性的,集計算機圖形學、數(shù)據庫、網絡通訊等計算機及其他領域學問于一體的高新技術；是先進制造技術的重要組成部分；也是提高設計水平、縮短產品開發(fā)周期、增加行業(yè)競爭力量的一項關鍵技術。

采納CAD技術進行產品設計不但可以使設計人員"甩掉圖板",更新傳統(tǒng)的設計思想,實現(xiàn)設計自動化,降低產品的成本,提高企業(yè)及其產品在市場上的競爭力量；還可以使企業(yè)由原來的串行式作業(yè)轉變?yōu)椴⑿凶鳂I(yè)，建立一種全新的設計和生產技術管理體制,縮短產品的開發(fā)周期,提高勞動生產率。

1、CAD技術應用概況

CAD/CAM(計算機幫助設計及制造)技術產生于本世紀50年月后期發(fā)達國家的航空和軍事工業(yè)中，隨著計算機軟硬件技術和計算機圖形學技術的進展而快速成長起來。1989年美國國家工程科學院將CAD/CAM技術評為當代(1964-1989)十項最杰出的工程技術成就之一。三十幾年來CAD技術和系統(tǒng)有了飛速的進展,CAD/CAM的應用快速普及。在工業(yè)發(fā)達國家,CAD/CAM技術的應用已快速從軍事工業(yè)向民用工業(yè)擴展,由大型企業(yè)向中小企業(yè)推廣,由高技術領域的應用向日用家電、輕工產品的設計和制造中普及。

CAD是一個包括范圍很廣的概念,概括來說,CAD的設計對象有兩大類,一類是機械、電氣、電子、輕工和紡織產品；另一類是工程設計產品,即工程建筑,國外簡稱AEC(Architecture、Engineering和Construction)。而如今,CAD技術的應用范圍已經延長到藝術、電影、動畫、廣告和消遣等領域,產生了巨大的經濟及社會效益,有著廣泛的應用前景。

2、CAD的文字輸入及存在的問題

CAD是由美國公司為微機開發(fā)的一個交互式繪圖軟件，是一套功能極強的計算機幫助設計工具，具有較強的繪圖、編輯、剖面線和圖案繪制、尺寸標注以及便利用戶的二次開發(fā)功能。它是目前世界上應用最廣的CAD軟件,占整個世界個人微機CAD/CAE/CAM軟件市場的37%左右,是諸多微機CAD軟件的佼佼者。

用CAD繪圖實際上無任何限制，凡手工能繪制的，CAD都能做到。由于其具有的強大的二次開發(fā)力量，目前CAD已被廣泛應用于各個領域。

一個完整的設計文件，除圖形外，還含有必需的文字說明。在手工制圖中，文字解釋是用打字機、鋼筆或鉛筆手工完成的，這是一件費時且煩瑣的工作。計算機幫助繪圖使這件事變得特別簡潔。

在CAD中，全部的操作均由相應的命令來完成，文字輸入也不例外，其基本命令為TEXT。CAD通過STYLE命令來設置字體，通過文本標注命令（如TEXT，DTEXT等）可以從相應的形文件中提取圖形所需的字符信息。文字標注的格式為

Command:TEXT或DTEXT

CAD把文本當作一類實體，作為圖形的一部分而存在，圖形中的文本的顯示放大、旋轉、繪制等操作都可以由CAD自己實現(xiàn)。除了在裝入漢字字體時略有不同（必需同西文字體一起裝入），漢字的標注過程同西文文本完全一樣。不同的字形通過裝入不同的字體來實現(xiàn)。

CAD圖形中的文字是由其自帶的后綴名為.SHX格式的文件支持的，該文件被稱作形文件，而專用于顯示文字符號的形文件則稱為字形文件或字庫文件。依據常規(guī)要求，系統(tǒng)已帶有一般文字（含英文、德文、意大利文、南斯拉夫語）和特別符號（天文、地圖、氣象、音樂）等字庫。為滿意顯示速度和字體美觀方面的要求，一般文字字庫含有快速、簡體、雙線體、三線體和哥特體等字體。系統(tǒng)自帶的字形文件可滿意大部分的要求。

CAD正文字體中的每一個文字對應于外形號，外形號的編制遵循ASCII碼，可參見附表一。代碼1到31為掌握碼，僅他們中的一個代碼用于CAD正文字體中。即代碼10(LF)—換行符，其含義是向下走一行但不繪圖。另外，還定義了一些特別符號（見表1-1）。

隨著版本的升級，CAD文字功能漸漸增加，在原來單行文本輸入的基礎上，增加了動態(tài)文字(DTEXT)、段落文字(MTEXT)。同時操作系統(tǒng)由DOS全面進入Windows系統(tǒng)后，原來存在的漢字輸入問題現(xiàn)在也得到迎刃而解。雖然CAD經過了近幾十次的升版（其版本由1.0到14.0，直至最新的CAD2022,國內最早引入的版本為2.16，由2.6版得到推廣）,但是，CAD在文字輸入處理方面存在的二個問題始終未能得到解決：

3.1、特別符號的輸入

幾乎在全部的制圖應用中，都需要在一般文本與尺寸文本中繪制特別字符（符號）。例如，有時需要繪制角度符號與直徑符號，或者需要給一些字符畫下劃線或上劃線。標準字庫文件中供應了幾個掌握符，借助有關掌握符（掌握碼）序列就可以實現(xiàn)這些功能。對于每一個符號，掌握符序列都是以連續(xù)的兩個百分號“%%”打頭的。跟在兩個百分號后的掌握符描述所需符號。見表1-1：

表1-1CAD系統(tǒng)自帶特別符號

掌握序列特別字符掌握序列特別字符

%%c直徑符號（Ф）%%O上劃線模式開/關切換

%%d角度符號（°）%%u下劃線模式開/關切換

%%p正/負公差符號（±）%%%%%%單個%號

留意:特別掌握符%%O和%%U是作切換鍵用的。例如，假如輸入“This%%Utoggles%%Utheunderscore”，則字toggles將加上下劃線（toggles）。

CADR14.0以后的版本增加了對Windows系統(tǒng)字庫（TrueType）的支持，通過使用Windows系統(tǒng)字庫或字符映射表也可輸入各種字符。但在工程設計中，仍有一些常用的符號無法解決，如各種型鋼符號(角鋼、扁鋼、槽鋼、工字鋼等),有些符號雖然可通過CAD和Windows系統(tǒng)來解決，但在使用前需定義成不同的字體(用STYLE命令)，一行文字需分幾次輸入以調用不同的字體來完成，使用上很不便利。

3.2、文本文件的排版和美觀

使用過字處理軟件如MicrosoftWord、WPS的人們都知道，這些軟件均可實現(xiàn)文本文件的排版，以滿意用戶的各種需要，而CAD本身現(xiàn)有的功能尚不能實現(xiàn)這種功能，其文本輸入只能實現(xiàn)簡潔的功能（上劃線、下劃線）。而在設計文件中，常常要輸入單位，如m2、m3等，有時在說明中還要輸入一些數(shù)學公式。

一個美麗美觀的文章，總能增加人們對該文章的喜悅，同樣美觀的設計文件也能增加閱讀者的親和力。由于漢字一般比英文單詞的筆畫來得簡單，為了能清楚地表示一段文章，在中英文混合輸入時，視覺習慣上應當漢字略高于英文，而在CAD中，以同一高度輸入中英文，往往是英文高于中文，在視覺上覺得比例失調，影響美觀。

為解決上述兩個問題，必需對Text命令進行擴充。要擴充TEXT命令，必需先弄清晰此命令寫文字的處理過程:(1)確定文字(西文字符、漢字)的各種屬性;(2)置"文字解釋器"(Translaterfortext)初值;(3)讀入一行文字;(4)對此行文字中的每個文字(西方字符為單個字符、漢字為兩個字符)按其先后挨次逐個進行以下操作;(5)落筆(置寫方式);(6)從形文件(西文字符從一般形文件、漢字從多字形文件)中取出對應數(shù)據;(7)文字解釋器將取出的數(shù)據按其數(shù)據定義邊解釋邊寫入圖中。

要擴充TEXT命令,且又不修改CAD程序,那么只能從今命令所使用的數(shù)據上作文章,由以上給出的處理過程可知:TEXT命令所使用的主要數(shù)據為形文件(西方字庫、漢字字庫),即應從形文件上作文章。為此,必需要了解形文件,不僅要了解文件格式,更重要的是要了解其中數(shù)據的定義。

推舉閱讀：CAD圖形導入時遇到的問題以及相關的解決方法

推舉閱讀：CAD培訓

CAD技術已進入我們生活的各個領域，中望CAD軟件包因其卓越的優(yōu)良性能在我國得到了廣泛的使用。但CAD本身的文字功能存在肯定的局限性，不能滿意設計工程需要。本文具體分析了CAD字形的數(shù)據結構和其存儲方式，找出擴充字形文件的方法，并構造了一個滿意自己工作需要的字形文件，取得了較好的效果。

設計CAD字庫字形

一、概述

人類從未停止設計，設計的對象從人類居住的房屋，人類生活的必需品，到人類的整個生存、生活、學習、工作所涉及的環(huán)境，以及人類勞動的工具。CAD（ComputerAidedDesign）的消失，讓人類的設計告辭繪圖板和鉛筆，使設計進入了現(xiàn)代的計算機時代。特殊是進入90年月后，微機的性能大步提高，基于微機的計算機幫助設計軟件的性能也大大提高，而微機和CAD軟件的價格也不斷下降，使CAD正廣泛應用到各個行業(yè)和領域。

CAD技術是一項綜合性的,集計算機圖形學、數(shù)據庫、網絡通訊等計算機及其他領域學問于一體的高新技術；是先進制造技術的重要組成部分；也是提高設計水平、縮短產品開發(fā)周期、增加行業(yè)競爭力量的一項關鍵技術。

采納CAD技術進行產品設計不但可以使設計人員"甩掉圖板",更新傳統(tǒng)的設計思想,實現(xiàn)設計自動化,降低產品的成本,提高企業(yè)及其產品在市場上的競爭力量；還可以使企業(yè)由原來的串行式作業(yè)轉變?yōu)椴⑿凶鳂I(yè)，建立一種全新的設計和生產技術管理體制,縮短產品的開發(fā)周期,提高勞動生產率。

1、CAD技術應用概況

CAD/CAM(計算機幫助設計及制造)技術產生于本世紀50年月后期發(fā)達國家的航空和軍事工業(yè)中，隨著計算機軟硬件技術和計算機圖形學技術的進展而快速成長起來。1989年美國國家工程科學院將CAD/CAM技術評為當代(1964-1989)十項最杰出的工程技術成就之一。三十幾年來CAD技術和系統(tǒng)有了飛速的進展,CAD/CAM的應用快速普及。在工業(yè)發(fā)達國家,CAD/CAM技術的應用已快速從軍事工業(yè)向民用工業(yè)擴展,由大型企業(yè)向中小企業(yè)推廣,由高技術領域的應用向日用家電、輕工產品的設計和制造中普及。

CAD是一個包括范圍很廣的概念,概括來說,CAD的設計對象有兩大類,一類是機械、電氣、電子、輕工和紡織產品；另一類是工程設計產品,即工程建筑,國外簡稱AEC(Architecture、Engineering和Construction)。而如今,CAD技術的應用范圍已經延長到藝術、電影、動畫、廣告和消遣等領域,產生了巨大的經濟及社會效益,有著廣泛的應用前景。

2、CAD的文字輸入及存在的問題

CAD是由美國公司為微機開發(fā)的一個交互式繪圖軟件，是一套功能極強的計算機幫助設計工具，具有較強的繪圖、編輯、剖面線和圖案繪制、尺寸標注以及便利用戶的二次開發(fā)功能。它是目前世界上應用最廣的CAD軟件,占整個世界個人微機CAD/CAE/CAM軟件市場的37%左右,是諸多微機CAD軟件的佼佼者。

用CAD繪圖實際上無任何限制，凡手工能繪制的，CAD都能做到。由于其具有的強大的二次開發(fā)力量，目前CAD已被廣泛應用于各個領域。

一個完整的設計文件，除圖形外，還含有必需的文字說明。在手工制圖中，文字解釋是用打字機、鋼筆或鉛筆手工完成的，這是一件費時且煩瑣的工作。計算機幫助繪圖使這件事變得特別簡潔。

在CAD中，全部的操作均由相應的命令來完成，文字輸入也不例外，其基本命令為TEXT。CAD通過STYLE命令來設置字體，通過文本標注命令（如TEXT，DTEXT等）可以從相應的形文件中提取圖形所需的字符信息。文字標注的格式為

Command:TEXT或DTEXT

CAD把文本當作一類實體，作為圖形的一部分而存在，圖形中的文本的顯示放大、旋轉、繪制等操作都可以由CAD自己實現(xiàn)。除了在裝入漢字字體時略有不同（必需同西文字體一起裝入），漢字的標注過程同西文文本完全一樣。不同的字形通過裝入不同的字體來實現(xiàn)。

CAD圖形中的文字是由其自帶的后綴名為.SHX格式的文件支持的，該文件被稱作形文件，而專用于顯示文字符號的形文件則稱為字形文件或字庫文件。依據常規(guī)要求，系統(tǒng)已帶有一般文字（含英文、德文、意大利文、南斯拉夫語）和特別符號（天文、地圖、氣象、音樂）等字庫。為滿意顯示速度和字體美觀方面的要求，一般文字字庫含有快速、簡體、雙線體、三線體和哥特體等字體。系統(tǒng)自帶的字形文件可滿意大部分的要求。

CAD正文字體中的每一個文字對應于外形號，外形號的編制遵循ASCII碼，可參見附表一。代碼1到31為掌握碼，僅他們中的一個代碼用于CAD正文字體中。即代碼10(LF)—換行符，其含義是向下走一行但不繪圖。另外，還定義了一些特別符號（見表1-1）。

隨著版本的升級，CAD文字功能漸漸增加，在原來單行文本輸入的基礎上，增加了動態(tài)文字(DTEXT)、段落文字(MTEXT)。同時操作系統(tǒng)由DOS全面進入Windows系統(tǒng)后，原來存在的漢字輸入問題現(xiàn)在也得到迎刃而解。雖然CAD經過了近幾十次的升版（其版本由1.0到14.0，直至最新的CAD2022,國內最早引入的版本為2.16，由2.6版得到推廣）,但是，CAD在文字輸入處理方面存在的二個問題始終未能得到解決：

3.1、特別符號的輸入

幾乎在全部的制圖應用中，都需要在一般文本與尺寸文本中繪制特別字符（符號）。例如，有時需要繪制角度符號與直徑符號，或者需要給一些字符畫下劃線或上劃線。標準字庫文件中供應了幾個掌握符，借助有關掌握符（掌握碼）序列就可以實現(xiàn)這些功能。對于每一個符號，掌握符序列都是以連續(xù)的兩個百分號“%%”打頭的。跟在兩個百分號后的掌握符描述所需符號。見表1-1：

表1-1CAD系統(tǒng)自帶特別符號

掌握序列特別字符掌握序列特別字符

%%c直徑符號（Ф）%%O上劃線模式開/關切換

%%d角度符號（°）%%u下劃線模式開/關切換

%%p正/負公差符號（±）%%%%%%單個%號

留意:特別掌握符%%O和%%U是作切換鍵用的。例如，假如輸入“This%%Utoggles%%Utheunderscore”，則字toggles將加上下劃線（toggles）。

CADR14.0以后的版本增加了對Windows系統(tǒng)字庫（TrueType）的支持，通過使用Windows系統(tǒng)字庫或字符映射表也可輸入各種字符。但在工程設計中，仍有一些常用的符號無法解決，如各種型鋼符號(角鋼、扁鋼、槽鋼、工字鋼等),有些符號雖然可通過CAD和Windows系統(tǒng)來解決，但在使用前需定義成不同的字體(用STYLE命令)，一行文字需分幾次輸入以調用不同的字體來完成，使用上很不便利。

3.2、文本文件的排版和美觀

使用過字處理軟件如MicrosoftWord、WPS的人們都知道，這些軟