兼容CAD文件的矢量化图形系统应用研究

天地（常州）自动化股份有限公司 张卫国 贺耀宜

1.引言

随着煤矿生产过程中信息化技术的日益普及，煤矿生产过程相关信息的图形化展示已经成了相关系统不可缺少的功能，现有的图形化展示技术多数是基于C/S模式下实现的，随着煤矿用户对Internet信息互联网络的日益熟悉，B/S模式下的图形展示方式早已是一种必然的要求。在现有的B/S模式下的图形展示系统中，由于受限于WEB平台下相关技术的限制，图形技术的相关应用受到了一定的制约，系统的运行效率、资源占用率等都存在着一定的问题。

AutoCAD是当前最为流行的绘图软件，AutoCAD在全球应用的广泛性使之成为事实上的工业标准，CAD制图文件是煤矿生产过程中的重要信息文件，是各个煤矿现场不可缺少的信息文件，在CAD制图文件中包含着煤矿井下的整体施工结构、位置布局等重要信息。遗憾的是AutoCAD不具备令人满意的Internet功能，如何使AutoCAD图形在网上得以实现已经成为一项急待解决的问题。在对煤矿生产过程中的相关信息进行图形化展示的过程中，经常需要将相关的图形元素关联具体的位置信息，如果能够直接在CAD制图文件的基础上配置相关的图形元素，并进行相应的数据关联和处理，将产生以下几个优点：

(1)由于直接在CAD制图文件的基础上配置相关所需的图形元素，因此各个图形元素的具体位置将变得一目了然。

(2)CAD制图文件是煤矿相关工作人员经常使用和比较熟悉的一种信息文件，在CAD制图文件的基础上进行图形化展示，将更容易被现场工作人员所接受。

(3)CAD制图文件是每个煤矿不可或缺的重要信息文件，直接在CAD制图文件的基础上进行图形化展示，将大大减少图形配置的工作量。

基于以上考虑，WEB平台下的兼容CAD制图文件的矢量化图形展示技术的研究有着一定实际应用意义，也是煤矿生产过程中信息化展示的一种发展趋势。本文主要研究在WEB模式下的煤矿生产相关信息的矢量化图形展示，以及对CAD制图文件的兼容，并结合实际项目系统进行结构分析和功能介绍。

2.系统总体设计

2.1 系统结构

整个系统的总体结构如图1所示。

2.2 系统实现技术路线分析

对于项目的最终正确性验证，可以从煤矿现场获取相关CAD制图文件，并在CAD制图文件的基础上配置相关所需图形元素，然后生成所需XML图形文件，通过实验该图形文件的最终解析效果来验证该项目的正确性。

该项目的WEB实现部分拟采用Microsoft Silverlight技术进行开发，Silverlight是一个跨浏览器、跨平台的插件，可提供面向Web的基于.NET的媒体体验和丰富的交互式应用程序；开发平台拟采用Microsoft Visual Studio 2010+Microsoft Silverlight 4.0。对CAD制图文件的直接兼容部分拟采用开源CAD解析代码方式实现。

Silverlight作为一种客户端技术，既拥有Flash的流畅性，又结合了C#的可编程性。Silverlight可以创建具有以下功能的最先进的应用程序：

①实现跨浏览器、跨平台的功能，可以在所有常见的Web浏览器中运行，包括Microsoft Internet Explorer、Mozilla Firefox以及Apple Safari和谷歌浏览器，并在Microsoft Windows和Apple Mac OS X上运行。

②它由可在数秒内安装的很小的下载程序支持。

③它包括用户可以直接在浏览器中操作（拖动、旋转和缩放）的足够清晰的图形。

④它读取数据并更新显示内容，但是不通过刷新整个页面来打断用户。

3.系统研究内容、研究目标、拟解决的主要技术难点

本系统主要研究在WEB模式下对煤矿生产相关信息的矢量化图形展示，以及如何在图形系统中直接兼容煤矿已有的CAD制图文件，实现图形系统中的图形元素和煤矿现有CAD制图文件的矢量化结合。项目研究目标、研究内容、拟解决的主要技术难点如下：

培养学生人文情怀，树立正确的人生观、价值观。教材选材均是情文并茂的经典佳作，涉及人文、社会和情操培养等方方面面与人格培养相关的内容。通过挖掘课文的启发警示意义，提高学生的思想道德素养。

3.1 项目研究内容与目标

(1)WEB版矢量化图形系统

针对WEB版程序的日益成熟和推广，在WEB模式下的系统开发已经成为一种趋势和需求。实现WEB版矢量化图形系统是本系统研究的主要内容之一，其中包括图形XML文件的生成与解析，各种矢量化图形对象的构建和绘制，各种动画对象的实现等。由于在WEB模式下对图形开发工作有一定的制约，因此如何选择适当的开发工具和有效的开发手段，从而最终实现高效运行、稳定可靠的系统是该部分的主要目标。

(2)图形系统对CAD制图文件的直接兼容

图1 系统总体结构

图2 CAD文件在系统中的兼容显示

图3 矢量化图形展示

图4 立体化图形展示

CAD制图文件是煤矿现场目前普遍采用的一种文件格式，该文件中包含有煤矿位置结构的详细信息。矢量化的图形系统如何能够详实地表现出每个图形元素的位置信息以及各图形元素间的位置关联呢？答案是采用煤矿现场现有的CAD制图文件作为位置参照信息源，由于CAD制图文件能够详实的表现出煤矿生产过程中的相关位置信息，并且会随着井下巷道的开采挖掘及时做出相应修改，因此在图形系统中直接兼容CAD制图文件是一种能够充分利用现有资源，并且时效性较强的开发手段。

如何在图形系统中实现对CAD制图文件的直接兼容是本项目的主要研究内容之一。由于CAD制图文件有多种格式、多个版本，因此最大程度的兼容各种格式、各个版本的CAD制图文件是该部分研究的目标之一。另外，考虑到图形系统矢量化操作的需求，如何实现图形元素和CAD制图文件间的同步矢量化操作也是该部分研究的目标之一。

3.2 项目拟解决的主要技术难点

(1)图形XML文件的生成与解析。

(2)图形动画的高效、稳定实现。

(3)CAD制图文件的无缝兼容。

(4)图形元素和CAD制图文件的同步矢量化操作。

4.项目应用成果

兼容CAD文件的矢量化图形系统的最终效果图如图2-4所示。

从图2-4最终系列效果图中可以看出，本系统即实现了对CAD文件的兼容，也完全支持对常用图形内容的矢量化展示，在图形展示效果和操作易用性方面都有一定的优势。在实际应用过程中可以将该图形系统和其他煤矿专业系统结合使用，将煤矿生产过程中的相关数据以图形化的方式进行直观展示，从而达到丰富煤矿信息的展示方式，使用户能够获得更加丰富、直观的体验效果的目的。

5.结语

该系统通过对煤矿已有CAD制图文件的兼容，使图形展示功能得到进一步的加强，从而在本质上改变了模拟图展示功能。在图形展示部分借助于CAD制图文件实现了图形元素位置信息的表达，另外类似于电子地图的整体矢量化缩放功能也将会更进一步提高用户的使用体验效果。

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