第四章 Auto LISP的绘图功能.ppt

第四章AutoLISP的绘图功能如前所述，AutoLISP语言体现了人工智能语言lisp的特点和AutoCAD强大的图形编辑功能，可以说它是集设计与绘图为一体的人工智能语言，因此，它是开发实用工程计算机辅助设计和绘图软件的强有力工具。AutoLISP具有强大的绘图编辑功能，主要是由于它提供了与AutoCAD相互通讯的简单透明的接口功能，即提供了一个系统内部函数command，AutoLISP程序中利用command函数可以非常简单而方便地调用几乎全部AutoCAD命令，以完成所要求的各种工程图形的绘制任务，本章将重点介绍command函数的功能、编程技巧及应用实例。,4.1COMMAND函数,4.1.1调用格式(command参数)command函数的参数可以是任意的AutoLISP的S表达式，但与AutoLISP其它函数不同，它的参数是没有固定的格式。由于它是AutoLISP系统提供的与AutoCAD相互通讯的接口，利用它可以直接执行AutoCAD的命令，所以它的参数就是它所调用的AutoCAD命令及其子命令或命令所需的数据。,例如：用command函数调用AutoCAD命令画一直线，可写成(command“line”/(5.06.0)/(10.015.0)”)它相当于在AutoCAD中键入command：lineFrompoint：5.0,6.0Topoint：10.0,15.0Topoint：回车由此可见，command函数的参数格式取决于所执行的AutoCAD命令及其所需的数据类型。但是由于command是AutoLISP的内部函数，其参数必须符合AutoLISP的数据类型，即采用S表达式形式。为此，将AutoCAD的命令及其子命令所要求的数据作为command函数的参数时，作了以下规定：,1.AutoCAD的命令、子命令和选择项要用字符串表示，大小写均可。例如：(command“DIM”“hor”/(2.03.0)/(5.03.0)/(5.05.0)8)“DIM”为命令，“hor”为子命令，均用字符串表示。2.数字常量（整型数或实型数）可写成本身亦可写成字符串形式。如上例中数字8亦可写成“8”。3.点常量有两种表示法：一是AutoLISP表的形式，如上例中/(2.03.0)，/(5.03.0)。二是用字符串表示，字符串中数据要符合AutoCAD的规定。如写成“2.0，3.0”，“5.0，10.0”。,mand调用参数中的空串（”）等效于键盘上按一次空格键。如上例中画直线的程序最后要求以终止该命令的执行，即用（“”）。空串亦可代表缺省值。例如：(command“text”“2.0,3.0”“”“”“example”)标准表中二空串表示写文本时，其高度和旋转角采用缺省值。mand调用的参数，如数字、点常量亦可为AutoLISP的其它表达式，但其求值结果的数据类型，要与AutoCAD命令要求的数据类型一致。例如：(setqp1(list30.020.0)(command“line”p1(list(+(carp1)50.0)(cadrp1)”)但command函数的参数不能用get类函数，这是特别要注意的，否则将出错。,mand可以不带任何参数，即（command），它等效于在键盘上按CTRLC键，即取消了AutoCAD命令。例如：(command“dim”“hor”/(44)/(64)/(54)10)(command)相当于取消DIM命令并返回到命令提示。(command)也可以用“”代替，如上式可写成：(command“dim”“hor”/(44)/(64)/(54)10),4.1.2功用及求值结果command函数的功用是在AutoLISP编程中直接调用AutoCAD命令，以编制绘图程序。求值器在遇到command函数时与对其它AutoLISP函数一样，也要对各参数求值。但不同的是它把各参数的求值结果交给AutoCAD去调用相应的AutoCAD命令，执行完AutoCAD命令后，又返回到AutoLISP。command函数求值结果总是返回nil。,command函数的实际应用有如下几种情况：1.用一个command的实际应用是在执行一条AutoCAD命令。这是最常用的，例如：(setqp1/(1.21.2)p2/(5.812.4)(command“line”p1p2”)(command“circle”/(5.04.0)3)(command“text”/(4.00.4)“3.5”“0.0”“ABC”)2.用一个command函数执行多条AutoCAD命令，这也是正确的。例如：(command“line”p1p2”“circle”/(5.04.0)3“text”/(4.00.4)“3.5”“0.0”“ABC”),3.一条AutoCAD命令，可以由多个command函数完成。例如：(command“circle”)(command/(5.04.0)(command3)在这种情况下可在其中间插入其它函数，如前所述command函数是不允许用get类函数作参数的。如(command“circle”(getpoint)(getreal)就是错误的。但我们可以在多个command函数调用中间，插进get类函数。例如；(command“circle”)(setqp1(getpoint“n圆心点”)(commandp1)(setqr(getreal“n半径”)(commandr),4.利用暂停符号pause使正在执行的AutoCAD命令暂停。作法是command函数调用参数表中加pause符号，该AutoCAD命令即暂停，以等待用户键入或拖拽输入。例如：(command“circle”/(5.04.0)pause)该式是用command函数调入AutoCAD中的circle命令。先设置圆心（5.04.0），然后暂停下来让用户在屏幕上拖拽圆的半径，当用户给出所要的点或输入所需的半径后，在屏幕上便画出一个圆。,4.1.3注意mand函数调用中的参数类型，个数与顺序应与AutoCAD命令严格对应。为防止出错，对于初学者建议在编写用command函数的AutoLISP程序之前，先用AutoCAD的命令提示状态下敲入命令，确定其输入命令、子命令及其数据后，再进行编程。mand函数在调用象line,pline,layer等需要不定个数据的AutoCAD命令时，最后必须按一次空格键，以终止该命令的执行。即在command参数最后加一个（“”）。mand函数中的参数不能用get族函数。mand函数调用中的命令、子命令及其选项等字符串中不能含空格，因为空格在字符串中也是有效的。例如：(command“line”“1”“2”“34”“”）；非法命令(command“line”“1,2”“3,4”“”)；合法mand函数调用script命令时只能作为程序文件或函数定义中的最后一个表达式，否则程序易于出现不正确的结果，这在开发CAD应用软件中特别出现要加以注意。,4.2图形处理函数AutoLISP编写绘图程序时，常需要一些几何特征点、距离、角度等数据，如两点距离、两直线交点等。AutoLISP专门提供了一些解决这类问题的函数，即图形处理函数。利用这些函数，可使很多复杂问题的求解简化，充分利用这些函数，可使编程大大简化。,4.2.1求相对角度的函数ANGLE1.调用格式(angle点1点2)2.功用及求值结果该函数是求点1到点2连成一条直线的正方向与当前作图平面X轴方向所组成的角度，单位为弧度。求值结果返回该角度。若点为三维点，则将其投影到当前作图平面上计算。例如：(angle/(5.01.2)/(2.41.2)返回值3.141593.注意点1、点2顺序不能写错，因它决定直线的方向。若上例写成：(angle/(2.41.2)/(5.01.2)返回值0,4.2.2求两点间距离的函数DISTANCE1.调用格式(distance点1点2)2.功用及求值结果该函数的功用是求点1和点2的距离，并返回该函数值。同样，若为三维点，它返回到投影在当前作图平面上的两点间的距离。例如：(distance/(5.01.2)/(2.41.2)返回值2.600000(distance/(5.01.23.0)/(2.41.25.1)返回值4.045990,4.2.3求极坐标函数POLAR,1.调用格式(polar点方向角距离)2.功用及求值结果该函数用于求一个点的极坐标，返回在UCS坐标系统中的一个点。其方向角是从X轴方向按逆时针方向计算，其单位为弧度。点不管二维点还是三维点总是返回二维点。例如：(polar/(7.01.0)pi(+2.03.0)返回值(2.000001.000000)(polar/(4.07.0)0(/4.02)返回值(6.000007.000000)(polar/(4.07.0)(/pi3.0)4.0)返回值(6.0000010.464100),p1,p2,p3,a,c,b,在编制绘图程序时，已知一点求另一相关点时，常采用两个函数即List和polar。由于polar函数在很多情况下，使用起来更简便，应尽可能使用polar函数，例如：已知p2点及三角形三个边长a，b，c，确定p1、p3点，用polar函数：(setqp1(polarp2(/pi2.0)a)p3(polarp10b)；注意p2、a、b、c应先赋值用List函数：(setqp1(list(carp2)(+(cadrp2)a)p3(polar(+(carp1)b)(cadrp1)显然，用polar函数确定相对坐标点是比较简单的。,图4.1,p1,p2,p3,图4.2,另外polar函数还可以配合angle，distance等函数使用，使用程序更简化，例如：已知直线二端点p1、p2，求距p1点为3/7线长的一点p3（图4.2）。(setqp3(polarp1(anglep1p2)(*3.0(/(distancep1p2)7.0)用polar函数时比较麻烦的是常常要将角度转化成弧度，为简化起见，可先将一些常用的角度赋给一些简单符号。如：(setqf1(*0.01745330)f2(*0.01745345)f3(*0.01745360)f4(*0.01745390)f5(*0.017453135)f6(*0.017453225)然后，将上面的函数放在绘图环境中，这样使用起来很方便。,4.2.4求二直线交点坐标的函数INTERS1.调用格式(inters端点1端点2端点3端点4任选项)2.功用及求值结果该函数求以端点1,端点2确定的一条直线和以端点端点3，端点4确定的另一直线的交点，并返回该交点。若不相交，则返回nil。任选项提示是否求延长线交点。若任选项存在，且其值为nil，则提示可以求两条线上或其延长线上的交点。若任选项不存在或其值为非nil，则提示所求交点只在两条线上，两条线不能延长。例如：任选项不存在或存在但其值为nil，如：(inters/(4.04)/(1.01.0)/(1.02.0)/(3.56.0)(inters/(4.04)/(1.01.0)/(1.02.0)/(3.56.0)T)均返回nil，但同样上面函数若任选项为nil如：(inters/(4.04)/(1.01.0)/(1.02.0)/(3.56.0)nil)则可返回交点（0.7826090.782609）,4.2.5目标捕捉函数OSNAPAutoLISP提供的OSNAP函数所完成的功能与AutoCAD中的OSNAP命令完成的功能相似，即捕捉目标的特征点。1.调用格式（osnap点目标捕捉方式）2.功用及求值结果该函数是用点先取屏幕图形目标，再根据目标捕捉方式求出该目标的特征点如（圆心、直线端点、切点、线段中点、交点等），并返回该特征点。若对给定点没有捕捉到目标，但找不到与指定捕捉方式相匹配的目标特征点。OSNAP则返回nil。,有关目标捕捉功能在AutoCAD的OSNAP命令已作介绍，下面对目标捕捉方式只作一简述：(1)NEA(Nearest)捕捉靶区中心点位置最近的线、弧线或圆上的点。(2)ENDP(Endpoint)捕捉靶区中心点最近的线、弧线的端点。(3)MID(Midpoint)捕捉线段或弧线的中点。(4)CEN(Center)捕捉弧线或圆（可见部份）的圆心。(5)NOD(Node)捕捉点元素，这些点应置于块定义的插入基点上，该块插入时的snap节点。(6)QUA(Quadrand)捕捉圆或弧线上的象限点（可见的）-0o、90o、180o、270o的点，若圆或弧线是旋转后的块的一部份，其象限点也是随之转动,(7)INT(Interserction)捕捉两条线（或者一线与圆或弧，或者两个圆或弧）的交点。(8)INS(Insert)捕捉一个形、文本、属性定义或块的插入点。(9)PER(Perpendicular)在直线、弧线或圆捕捉一点，该点与前一点的连接为该直线、弧线或圆的法线。用该方式的弧线或圆不能是块的一部份。(10)TAN(Tangent)捕捉圆或弧线上的某一点，该点与前一点连接为该弧线的一条切线。用该方式的圆或弧线不能是块的一部份，,(11)QUI(Quick)该方式只能与上述方式一起使用，目标捕捉一般搜索落入靶区的所有目标，并先取最靠近指定方式的特征点，当屏幕上出现多个可见图素时，这种搜索很费时，若加上QUI快捷方式，则只要找到符合指定类型的目标的一个点便停止搜索，但若遇到INT方式时，则不管QUI方式均进行全面搜索。(12)NON(None)关闭目标捕捉方式。以上的目标捕捉方式，除Quick和None方式外，其它目标方式可以任意结合，并用逗号隔开。Quick只能与其它目标捕捉方式一起使用。,3.注意目标捕捉只能辨认屏幕上可见图素，对关闭层上的图形或虚线中“抬笔”段，则捕捉不到，下面举例说明其用法，例如：(setqpc(osnap(getpoint“nselectobject：”)“cen”)selectobject：用鼠标选取屏幕中圆上一点，返回该圆的圆心。又如：(command“line”/(3.06.0)(setqpt(osnap(getpoint“nselectobject：”)“tan”)(commandpt“”)selectobject：用鼠标选取屏幕上圆上的一点，在屏幕上绘出由点（3.06.0）到该圆的切线。再如：(setqpt(osnap(getpoint“nselectobject：”)“midp，endp)selectobject：选取已有的直线上一点。若目标距某端点近则返回该端点，否则返回中点。,4.3屏幕操作函数屏幕操作函数主要是对屏幕显示、读取进行控制、管理、操作的函数。这类函数除少数外一般无参数，学习这类函数着眼点不在求值结果（其求值结果总是返回nil），主要是了解这类函数的功用。4.3.1文本图形屏幕转换函数GRAPHSCR和TEXTSCR1.调用格式(graphscr）(textscr),2.功用在执行AutoLISP程序过程中，文本屏幕和图形屏幕一般都可根据情况自动转换，特别是转换成图形屏幕。如用command命令调用AutoCAD命令时，大都会自动从文本屏幕转换为图形屏幕，而执行一些列表等命令时，又会自动转换到文本屏幕。但在有些情况下屏幕并不能按需要自动转换，而需要人为控制，这时就要在AutoLISP程序中使用graphscr或textscr函数，graphscr的功能是使文本屏幕转换为图形屏幕，而textscr的功能是使图形屏幕转换成文本屏幕，其作用相当于按F1键。,4.3.2重画屏幕图形函数REDRAW,1.调用格式(redraw实体名方式)2.功用该函数用于在图形屏幕上重画图形，其应用用三种情况：1）当无任选项实体名和方式时，将重画当前视区内的所有图形；2）当指定任选项实体时，在屏幕上重画当前图形数据库中选中的实体；3）当存在任选项方式和实体名时，将根据选定方式（为整型数）执行以下功能：方式为1在屏幕上重画实体2把实体从屏幕上清除3把实体加亮显示（若显示器具有加亮显示功能）4实体，不加亮显示（若显示器具有加亮显示功能）,redraw函数在编程中实际应用：当图形比较复杂，再选择目标时因其它线条干扰而选不定目标时，可用(redraw实体名方式)函数，其中方式选2，将某些实体暂时隐去，待目标选定后，在利用此函数方式选1恢复该部分图形，如在标注小角度尺寸及在剖面线上标注尺寸时常用此法。,4.3.3清图形屏幕函数GRCLEAR,1.调用格式（grclear）2.功用该函数用于清除当前视窗的图形，而命令提示区，状态行及菜单提示区保持不变。此函数并没有删去屏幕上已有的任何实体，而只是将其“隐藏”起来。调用redraw函数可使其恢复，注意它与(redraw实体名方式)不同的是grclear是对整个视区起作用。,4.3.4向屏幕文本显示区写文字的函数GRTEXT1.调用格式(grtext框区文字字符串加亮)2.功用前面讲过的用command函数调用AutoCAD命令如Text和attdef等只能在绘图区中显示文字。函数参数中任选项的意义：框区参数值若为正整数、则文字显示在菜单区，且参数值由0到最大。参数值若为负整数，则文字显示在状态行区。若参数值为-1，文字显示在方式状态行区。若其值为-2，则文字显示在坐标状态行区。文字字符串用于书写文字，文字不能太长，否则将截尾显示。加亮若提供了其值不为0，将加亮显示；若其值为0，则去掉加亮显示。若(grtext)不带任何参数，将使屏幕上所有文本区恢复到它们的标准状态。Grtext函数常用于在程序运行过程中，对程序运行各阶段的提示。如齿轮CAD程序运行过程中可在菜单区依次显示：数据输入、设计计算、结果显示、结构类型、图形绘制、尺寸标注、图形输出等，以提示程序运行的各个阶段。,4.4存取AutoCAD系统变量的函数AutoLISP提供了存取AutoCAD系统变量的函数。利用这些函数可以很方便地查阅或改变系统的值，以满足各种需要，存取AutoCAD系统变量的函数有两个：即getvar和setvar。4.4.1获得系统变量值的函数GETVAR1.调用格式(getvar系统变量名)2.功用及求值结果该函数用于获取AutoCAD系统变量的当前值，并返回该值。系统变量名用字符串表示。例如：(getvar“filletrad”)返回值0.250000即返回当前圆角半径的缺省值为0.25个图形单位。,4.4.2设置系统变量值的函数SETVAR,1.调用格式(setvar系统变量名值)2.功用及求值结果该函数用来改变系统变量的值，即给它设置一新值。并返回该值。例如：(setvar“filletrad”0.50)返回值0.5即给圆角半径设一新值0.5个图形单位。3.注意1）系统变量分两类：一类是只读的，另一类是可读写的。前一种只能用getvar查阅，只有后一种才能用setvar来改变其值。2）每个系统变量的值都有规定的数据类型，在用setvar进行修改值时要特别注意。,4.应用setvar函数，在使用CAD程序开发中非常有用，常用的有：1）改变屏幕控制显示(setvar“bilpmode”0)；使绘图时不显示“+”字光标(setvr“cmdecho”0)；使AutoCAD命令提示和输入数据不显示在文本屏幕上2）控制目标捕捉方式及改变目标框大小的系统变量，在标注尺寸时常因目标选不到而中断程序，通常可采用以下的系统变量值的重新设置来改善目标选取。(setvar“osmode”512)返回值512；采用目标最近点的方式(setvar“pickbox”3)返回值3；改变靶区的大小3）利用viewctr来确定视图基点(setqpc(getvar“viewctr”)(setqp1(polarpcpi5)其它系统变量如angbase，angdir等亦常用。,4.5综合举例例1编程设置图形环境(defuntxhi()(command“layer”“n”1“n”2“n”3“n”4“n”5“c”11“c”22“c”33“c”44“c”55“1”“center”1“”)；设置层(command“ltscale”10)(command“setvar”“blipmode”0“setvar”“cmdecho”0)；系统变量设置不出现十字标记；后者不再显示提示信息(command“style”“standard”“text”00.90“”“”)；字体定义(command“style”“hz”“nztxt”00.70“”“”)(command“dim”“dimth”“off”“dimtoh”“off”dimtad”“on”)；尺寸变量设置(command“exit”)(setqdimx10)(setqdimt(*0.35dimx)dima(*0.3dimx)dime(*0.3dimx)(command“dim”“dimtxt”dimt“dimexe”dime“dimasz”dima)(command“exit),例2编程绘制图框。(defuntk1(/pp(th)；第三章综合举例4(txhj)(command“layer”“s”3“”“limits”/(00)(listtkctkk)“zoom”“a”)(grclear)；清屏(xt2tkcctk/(00)0.1)；绘外图框(setqpp(list25ctk)；内图框左下角点(xt2(-tkcctk25)(tkk(*2ctk)pp0.4)；绘内图框)；defun(defunxt2(1wpllw/p3)；l长，w宽，pl左下角点，lw线宽(setqp3(list(+(carpl)1)(+cadrpl)w)(command“pline”pl“w”lw“”(polarpl01)p3(polarpl(/pi2.0)w)p1“”),例3水平对称函数。(defunhsym(pina0/xxyy)；p点变量的符号字符串，i点变量的下标，n点变量数目，a0对称轴上一点(repeatn(setqxx(read(stractp(itoai)“h”)；将pih赋给xxyy(read(stractp(itoai)；将pi赋给yy(setxx(list(car(evalyy)(-(*(cadra0)2)(cadr(evalyy)；将pi的镜像点的值赋给xx的值pih(setqi(1+i)；repeat),例4垂直对称函数。(defunvsym(pina0/xxyy)；p点变量的符号字符串，i点变量的下标，n点变量数目，a0对称轴上一点。(repeatn(setqxx(read(stractp(itoai)“v”)；将piv赋给xxyy(read(stractp(itoai)；将pi赋给yy(setxx(list(-(*(cara0)2)(car(evalyy)(cadr(evalyy)；pi的垂直镜像点的值赋给xx的值piv)；repeat),例5编程绘制整体式齿轮主视图。(defunctg(/l1p0p3p4c3ss1ss2ss3)(cljg)；第三章综合举例5(tk1)；本章例2(sfcofbdada)；第三章综合举例6(setql1/(dadfdbdhn)(b1l1cof)；第三章综合举例4；确定绘图基点：(setqpc(getvar“viewctr”)；屏幕中心点pc(polarpcpi(*0.2tkc)；绘图基点)；确定主视图各点（见图4.4a）：(setqf2(/pi0.2)f3(*0.017453270)；角度变量(setqp0(polarpcpi(/b2.0)；点坐标p1(polarp0f2(/dh2.0)p2(polarp0f2(/df2.0)p3(polarp0f2(/da2.0)p4(polarp3f3n)p5(polarp30n)c1(polarp0pi4)c3