基于科技文档的AutoCAD插图精准出图方法

景天虎， 马小龙， 刘均利， 莫时旭

(1. 广西岩土力学与工程重点实验室，桂林理工大学，广西 桂林 541004；2. 桂林理工大学管理学院，广西 桂林 541004)

基于科技文档的AutoCAD插图精准出图方法

景天虎1， 马小龙2， 刘均利1， 莫时旭1

(1. 广西岩土力学与工程重点实验室，桂林理工大学，广西 桂林 541004；2. 桂林理工大学管理学院，广西 桂林 541004)

插图中的文字高度、图线线宽和图纸比例的精准打印输出，对制图类教材或教学课件等科技文档十分重要。为了能精确出图，在分析文字信息版面占优势的科技文档中AutoCAD插图制作方法的基础上，从几个绘图概念出发，研究了插图的显示特性、图形对象的图线宽度和图中文字高度的属性特征。研究表明，只需将 Word软件所测得的插图原始尺寸看成制作 AutoCAD图形的绘图画布和物理纸张的图幅尺寸，精准设置图形的打印出图比例、线宽和文字高度的属性值，就能通过科技文档打印输出既精准又符合制图规范的插图。

计算机应用；精准出图；插图方法分析；AutoCAD图形

目前在机械、土建等行业，工程技术人员在文字信息版面占优势的科技文档中插入AutoCAD图形，以制作图文并茂的技术文件已成为较流行的工作模式[1-7]。有些技术文档对插图的打印输出质量要求很高。例如，在编写“工程制图”类教材或教学课件时，因其具有贯彻国家制图标准的示范作用，对文稿中插图的文字高度、图线线宽和图纸比例要求十分严格[3-5]；一些科技期刊和学位论文撰写标准对其插图中的文字字号也有明确要求；在国家专利局发布的专利申请模板文件中，说明书附图的电子文件模板是*.doc格式的，要求图中各部分应当按比例绘制。

文献[2]提出了将插入科技文档中的 AutoCAD图形通过“取消组合”命令转换为Microsoft Office图形对象，再对所有图线的粗细、颜色等进行设置。但该方法不便于日后发挥AutoCAD软件强大的绘图功能对图形进行再次修改。同时，该文献未讨论在打印输出时可出现的如下问题：①如何使插图比例和图中文字高度精准满足 GB/T 18229-2000 《CAD工程制图规则》(简称为“国标GB/T 18229”) 和GB 50162-92《道路工程制图标准》(简称为“国标 GB 50162”)规定的图纸比例系列和字高系列？②图形线宽怎样才能严格满足国标 GB/T 17450-1998《技术制图 图线》(简称为“GB/T 17450”)和国标GB 50162规定的图线宽度系列和粗、细线宽的比例？文献[1]和[3]介绍了利用BetterWMF 软件将AutoCAD图形拷贝到科技文档中的方法，该方法是将AutoCAD格式的图形转换成WMF格式图片，但其也同样存在上述问题。另外，BetterWMF属于第三方软件，目前从网上下载的软件只能免费使用1个月。

已有许多文献讨论了在AutoCAD软件环境下打印输出规范工程图样的方法[7-8]，但关于如何在不借助第三方软件的情况，并在AutoCAD图形文字处理软件环境下打印输出成符合国家标准图形的问题，尚未见文献报道。目前最新版本Word和WPS软件是国内应用最为广泛的文字处理办公软件，且后者几乎兼容了前者的全部功能，但前者在国外拥有更多的用户。本文以Word软件制作科技文档为例，进行了其插图的精准打印输出方法研究，找出了能确保文字高度、图线线宽和图形比例的精准输出效果的方法。

1　AutoCAD插图制作过程简析

尽管在Word文档中插入AutoCAD 图形的方法有很多种，但其中只有部分方法所生成的插图可直接用鼠标左键双击操作启动AutoCAD软件对其进行编辑修改。这些方法可保证插图以 AutoCAD图形对象的数据格式保存在Word文档中。利用剪贴板功能将AutoCAD图形插入Word文档是其中最常用、最简便的方法[1,7]。对此方法简析如下：

首先在AutoCAD软件的绘图窗口中执行“编辑(E)”菜单的“剪切(Ctrl+X)”、“复制(Ctrl+C)”、“带基点复制(Ctrl+Shif+C)”和“复制链接(L)”命令中的任一项，将图形对象复制到Windows操作系统的剪贴板。再在Word文档中执行“粘贴”或“选择性粘贴”命令，AutoCAD图形就被插入到Word文档中了。

插入 AutoCAD图形对象时，Word软件会将AutoCAD软件绘图窗口所在的屏幕区域(简称“绘图画布”)以及其中的图形对象、当前视图信息都复制进来。图形的视图信息记录了执行插图操作时进入AutoCAD软件绘图窗口的AutoCAD坐标区域范围以及用 AutoCAD软件的图形坐标(“图形单位”)度量的图形几何尺寸等信息[8]。在 Word文档中选中图片后，利用右键菜单“设置图片格式(I)…”下的“大小”标签命令(“图片大小查询与缩放功能”)可获得图片的原始尺寸，该原始尺寸是Word软件所认为的绘图画布尺寸。一般情况，该数值并不等于直接用直尺测得的AutoCAD软件绘图窗口所在屏幕区域的几何尺寸，二者的内在比例关系由Word和AutoCAD软件在安装时根据具体的软、硬件环境确定，用户很难准确得到该比例关系。例如，在配备了40英寸液晶显示器的计算机硬件环境下，Word软件在 100%的显示比例情况下能显示 A4纸张的页面全宽，但屏幕上所显示的纸张宽度显然不等于实际A4纸张的物理宽度。如果把Word文档中图片的显示比例设置为100%，Word软件就应严格按上述原始尺寸打印输出它们。

绘制AutoCAD图形时，用户可改变AutoCAD软件绘图窗口的大小。如果在制作插图时Word软件测得的图片原始尺寸的宽度不大于文档页面版芯部分(即页面中除掉页边距所剩余的、可供编排文字和图片的部分)的宽度，图片将被以100%的显示比例嵌入到该页面中；否则，Word软件会以系统默认的缩小比例缩小插图，使得版芯宽度可容纳缩小后的图片。使用图片大小查询与缩放功能所查到的图片高、宽度绝对值就是图片的原始尺寸乘以显示比例后的数值。图片最终打印输出的高、宽度值就是上述高、宽度绝对值。

由此可见，Word软件所测得的图形绘图画布的尺寸就相当于打印输出AutoCAD图形的物理纸张的图幅尺寸。那么，就可借用AutoCAD软件环境下精确出图的一些方法设置Word文档插图的输出参数了。

2　AutoCAD绘图中的几个重要概念

(1) 视图。是AutoCAD软件用来描述和记录绘图窗口显示状态信息的术语。AutoCAD软件系统照相机的一些技术参数，诸如相机坐标、目标坐标、取景范围边界(即进入绘图窗口的矩形坐标区域)、镜头长度和视野等都保存在视图特性信息中。执行“视图(V)”菜单中的“命名视图”等命令，就能在“视图管理器”框查询到图形的视图信息[8-9]。

(2) 字高系数f。是在AutoCAD软件的工作界面中，对于文字对象按照国标GB 50162的2.3.7条规定的图纸中字体高度的栅格测定方法、使用Dist命令以图形单位度量得到的文字高度值hw(“实测字高”)，与通过对象属性查询命令得到文字高度值hw'(“属性字高”)的比值，即f = hw/ hw'。

(3) 绘图比例(画图比例)1﹕m。表示 1个AutoCAD坐标单位代表m个实物尺寸单位。例如，如需画一条代表实物尺寸 1 000 mm的线，就在AutoCAD绘图窗口中画长1 000个图形单位的线。这就是1﹕1的画图法，此也是首选的方法。

(4) 图纸比例1﹕n。即标注在纸件图名旁边的比例，表示1个图纸尺寸单位代表n个实物尺寸单位。图纸比例应依据国标GB/T 18229的4.2节的表2和表3，或者国标GB 50162的2.6.1条规定的比例系列选定。

(5) 打印比例(出图比例)1﹕k。表示在AutoCAD绘图窗口中长度为 k个图形单位的对象是用1个图纸尺寸单位打印输出的。

上述的3个比例值不必相等，只需满足机械、土建行业的工程制图的国家标准[10]，用户可根据个人或行业的绘图习惯自主指定m、n和k的数值，及图纸单位和实物尺寸单位对应的具体长度量纲。

3　Word文档中AutoCAD图形的精准输出方法

AutoCAD软件的模型空间相当于图纸空间中的一个平铺的单一视口，其是用户最常用的绘图空间。本节先以在模型空间中绘制插图为例进行分析，再对图纸空间的情况略加讨论。假定待插入Word文档的AutoCAD图形以1﹕m的绘图比例绘制完成，纸件的文稿要求插图输出满足图纸比例1﹕n。

3.1图形打印比例的设置方法

(1) 测量Word文档中AutoCAD图形的画布尺寸：宽度(mm)×高度(mm)= w(mm)×h(mm)。用户首先按照文稿撰写标准和编辑操作方便的原则设定 AutoCAD绘图窗口在屏幕上的显示状态和Word文档页面的版芯尺寸(宽度(mm)×高度(mm)= a(mm)×b(mm))，其中 a为打印纸张的宽度值减去左、右页边距，b为高度值减去上、下页边距。为了便于日后能方便恢复绘图状态，绘图前AutoCAD软件的工作界面和其绘图窗口都应被设定为最大化的屏幕显示状态。先试插一幅AutoCAD图形到Word文档中，利用图片大小查询与缩放功能所查得的图片的原始尺寸，就是AutoCAD软件绘图状态所对应的画布尺寸w×h。

(2) 创建并命名视图。如图1所示的AutoCAD绘图窗口，在待插入的图形对象附近绘制一个宽度(w·k)×高度(h·k)的大矩形；再画一条分界线将其一分为二，并让其中1个小矩形的宽度等于a·k(图1中左矩形)。调出AutoCAD软件“视图管理器”框，点击“新建(N)…”按钮，打开“新建视图”对话框，在“视图名称(N)”框中输入名称；然后点击“边界”下一行的“定义窗口(D)”旁边的单选按钮，重新进入绘图窗口，点选(w·k)×(h·k)大矩形的两个对角点，执行回车命令后返回到“新建视图”对话框；再单击“确定”按钮返回到“视图管理器”对话框，新建视图名称就出现在“查看(V)”列表中的“模型视图”组里。选中新建的视图名称，再点击对话框右侧的“置为当前(C)”按钮，并点击下方的“确定”或“应用(A)”按钮，就可把绘图窗口设置为如图2所示的新建视图的显示状态。

图1　设定视图边界范围的矩形

(3) 缩放、移动图形对象。用 Scale 命令将待插入Word文档的图形对象缩放m · (k/n)倍，此操作相当于在把绘图比例修改为 1﹕1之后再使图形对象满足打印比例和图纸比例的要求。用move命令将图形平移至左矩形内，并尽可能地靠近矩形边界。这样，当其被插入到Word文档时就可显著减少对插图空白边缘的裁剪及其大小调整的工作量。

图2　设定视图边界的矩形区域

由此可见，当选k值时还应考虑在执行Scale命令时，使全部待插入图形对象刚好能放进左矩形中。

(4) 按照第1节的方法将AutoCAD图形插入到Word文档中，并利用图片大小查询与缩放功能将图片在版面中的高、宽度比例都设置为 100%。裁剪插图空白边缘后可生成如图3所示的、能精确满足图纸比例 1﹕n的插图。为了标示图片的显示范围，利用Word文档图片的右键菜单命令为图3添加边框显示效果。

图3　严格满足图纸比例的插图显示效果

3.2图形线宽的设置

国标GB/T17450和GB50162规定图线有15种基本线型。图线分粗、细线两种。粗线的宽度应按图形的大小和复杂程度可在图线宽度系列0.13～2.00mm之间选择。该线宽数系的公比为。粗线、中粗线和细线的宽度比率为4﹕2﹕1。机械图样上常常采用两种线宽，其比例为2﹕1。在Word文档中显示AutoCAD图形线宽的方法有多种，但最简便的方法有两种[1]，即多段线法和线宽特性法。

3.2.1多段线法

在 AutoCAD 软件界面中，用Pline 命令可以一定宽度绘制多段线图形。以机械零件插图为例，按照国标GB/T 17450和GB 50162的规定，如果需达到粗、细线的线宽分别是 d和 0.5d(d的单位为mm)的图形输出效果，则在绘制粗、细线的多段线的全局线宽时，应分别设置为d·k和0.5d·k。对于Circle命令绘制的“圆”对象需先转化成Arc命令的“圆弧”对象。例如，可先用Trim命令将“圆”修剪成“半圆”，再通过mirror命令生成由2个“半圆”组成的整圆。而对于用Line和Arc命令绘制的图形对象，则可用Pedit命令批量地将图线转换成多段线对象，然后通过Pline或标准工具栏的“对象特性(Ctrl+1)”命令按钮，批量修改全局线宽。

3.2.2线宽特性法

在AutoCAD 2000版本以后的软件中引入了线宽(lineweight)对象特性，该特性可赋予一个图形对象或者对象所在的图层。线宽值包括0、0.05～2.11 mm(以0.04 mm为增量)。绘图时，对粗、细图线分别赋予d和0.5d。这种方法只有在出图比例为k=1时，插入Word文档的图形才能获得精确的线宽值。

3.3文字的设置

3.3.1AutoCAD软件的文字类型及其文字样式

文字可对工程图纸中几何图形难以表达的部分进行补充说明，是工程图形中重要的组成部分。在AutoCAD软件的文字样式定义中可使用的字体文件主要分为两类：第一类是AutoCAD软件专用的SHX形字体(包括大字体，即bigfont字体)，字库文件为*.shx；第二类是 Windows操作系统自带的TrueType字体，字库文件为*.ttf，如宋体、黑体等。用户可自行添加这两类字库字体：通过安装字库或将*.ttf字体文件复制到 Windows操作系统的fonts目录下可添加TrueType字体，将*.shx字体文件可直接复制到AutoCAD软件安装目录下的fonts目录可添加SHX形字体。

两类字库各自的优点：第一类字库字体占用系统资源少；第二类字库字体美观，种类丰富。二者的共同缺点是字高系数 f都不等于 1。这可能是AutoCAD软件对于字库文字处理的算法存在系统误差所造成的。但对于某一种字库字体而言，字高系数f为固定值。例如，在设置文字样式时，文字样式 1采用第一类字库字体，西文字体使用gbenor.shx字体文件，中文使用gbcbig.shx字体文件(大字体文字，为长仿宋字体)，其书写的字母数字的字高系数f1为0.75，汉字的字高系数f1ʹ(由实测一行随机输入的 50个汉字的全部笔画轮廓的最大与最小y坐标的差值确定实测字高)为0.97；文字样式2采用第二类字库字体，西文字体使用Times New Roman字体，中文字体使用宋体(大字体文字)。按与文字样式1相同的测量方法得到，字母数字的字高系数f2为0.98，中文字高系数f2ʹ为1.32。

由此可见，每类字库都有不同种类的字体可供选择，且每种字体的字高系数都各不相同。为了保证打印输出的文字高度能严格满足国标要求，在具体定义某种字体的文字样式时，应按照国标 GB 50162的规定测量字体的字高系数f0，以便掌握字高的精准信息。

3.3.2文字高度的设置

国标GB 50162规定图纸文字的字高尺寸系列为2.5、3.5、5.0、7.0、10.0、14.0、20.0 mm。当采用更大的字体时，其字高应按的比例递增。据此，选定Word文档图形中文字的输出效果字高为hw0。

然后，在AutoCAD软件界面中只要将图形中文字(包括标注样式的尺寸要素中的文字高度)的属性字高设置为hw0·k/f0。同时，标注样式尺寸要素中的箭头、尺寸界线等的图形单位属性值也应设置为最终输出效果尺寸值的k倍。

3.4图纸空间的设置情况简析

将图纸空间中的视口看成模型空间的绘图窗口，再将3.1节的Scale命令操作用“视口比例”设置操作代替[7]，其余操作方法与本文3.1～3.3节完全相同。

3.5应用实例

(1) 已知条件。在某学位论文的Word文档中需插入阀盖零件的平、剖面图。该图已按(1﹕m=1﹕1)绘制完成，图线的直线为Line对象，尺寸标注数字的属性字高hw'为12个图形单位，字体为romand.shx。学位授予单位的论文撰写标准要求：插图的图纸比例 1﹕n=1﹕10，组成零件结构轮廓线的粗、细线宽度分别为0.50 mm和0.25 mm，图中尺寸标注用Times New Roman字体的5号字。

(2) 编辑操作要点。编辑操作的软、硬件环境为：Windows 7操作系统，Word 2007，AutoCAD 2007版本；联想便携计算机S410，LCD显示器。Word文档以doc格式保存，页面设置为：A4纸张纵向放置；上、下页边距均为2.3 cm，左、右页边距均为2.0 cm。AutoCAD软件的绘图窗口设置如图1和图2所示，在模型空间中按本文3.1～3.3节所述方法，用Pedit命令将Line对象批量转换成多段线对象；把原图标注文字修改为属性字高22.5 (hw0·k/f0)个图形单位的Times New Roman字体，标注样式的尺寸要素也做相应调整。结合已知条件进行尝试，选取参数k = n =10，在AutoCAD软件界面中绘图时就会有：m·(k/n) = 1×(10/10) =1，d·k = 0.5×10= 5；在Word文档查得w(mm)×h(mm) = 342.1 mm×145.5 mm。最终的插图效果如图3所示。

对包含该插图的Word文档进行打印输出，得到了满足已知条件要求的纸件文稿。

4　结 束 语

通过对文字信息版面占优势的科技文档中AutoCAD图形输出效果的研究可知，在明确使用AutoCAD软件绘图中几个重要概念的前提下，将Word等文字处理软件所测得插图的原始尺寸看成制作图形的绘图画布和物理纸张的图幅尺寸，准确设置图形输出比例、图形线宽和图形用字的属性，才能通过科技文档打印输出既精准又符合制图规范的插图。

[1] 智艾娣, 何文平. 在Word文档中插入AutoCAD图形的实用方法[J]. 工程图学学报, 2006, 27(2): 176-180.

[2] 吕梅, 杨莉, 郝育新. 一种基于AutoCAD和PowerPoint的制图课件的制作方法研究[J]. 图学学报, 2014, 35(4): 633-636.

[3] 张鉴隆, 田晶, 张超. 在Word中插入AutoCAD图形比例和线宽的技巧[J]. 装备制造技术, 2009, (7): 179-180.

[4] 李雨桐, 王玉新. 强化工程意识与工程图样绘制能力的工程图学教学探讨[J]. 图学学报, 2014, 35(5): 791-797.

[5] 唐永勇, 冯剑, 陈国民, 等. 机械制图中CAD教学的软件选择与教学设计[J]. 图学学报, 2014, 35(5): 798-803.

[6] 胡迎春, 刘晓莹, 胡裔志, 等. 基于AutoCAD典型机械零件库中轴的参数化设计[J]. 桂林理工大学学报, 2014, 34(4): 771-774.

[7] 母洪都, 隆泗, 倪林. AutoCAD打印规范工程图样的设置与操作[J]. 矿山机械, 2008, 36(24): 34-37.

[8] 王建华, 程绪琦. AutoCAD 2012标准培训教程[M]. 北京: 电子工业出版社, 2012: 2-30.

[9] 景天虎, 马小龙, 刘均利, 等. Word文档中AutoCAD数据格式图形显示效果的高效编辑研究[J]. 图学学报, 2015, 36(5): 811-818.

[10] Wang F, Fan X B, Zhang Y M, et al. Fuzzy identification based on tire/road adhesion feature [J]. Computer Aided Drafting, Design and Manufacturing (CADDM), 2015, 25(1): 62-67.

Accurate Methods of Printing Figures with AutoCAD Format Embedded in Scientific and Technological Documents

Jing Tianhu1,Ma Xiaolong2,Liu Junli1,Mo Shixu1

(1. Guangxi Key Laboratory of Geomechanics and Geotechnical Engineering, Guilin University of Technology, Guilin Guangxi 541004, China; 2. School of Management, Guilin University of Technology, Guilin Guangxi 541004, China)

It is significant to accurately print out text height, line width and drawing scales of figures in textbooks on engineering drawing and courseware. In order to precisely print illustrations in these documents,features of displaying figures, line width of drawing objects, and character height in drawings are studied from several concepts about plotting based on analysis of the making course of drawings by means of AutoCAD software embedded in scientific and technological documents whose components of pages are predominantly words and characters. The study shows that preliminary dimensions of figures measured by Word software should be regarded as physical paper size of drawings and canvas for painting, and printing scale of drawings and properties of line weight and height of text characters in drawings ought to be exactly set, by which accurate drawings up to the national standards about engineering drawings in documents can be printed out.

computer application; precise plotting of drawings; analysis of methods of making figures; AutoCAD drawing

TP 317.4

10.11996/JG.j.2095-302X.2016010125

A

2095-302X(2016)01-0125-05

2015-06-21；定稿日期：2015-08-08

国家自然科学基金项目(51468012)；广西岩土力学与工程重点实验室课题(11-CX-05)

景天虎(1972–)，男，陕西富平人，副教授，博士。主要研究方向为索桥设计与施工理论、桥梁数字建模。E-mail：jth197208@qq.com