[转贴]：转载赛迪网资讯—我所知道的国产CAD平台软件（1）——图形偏移(OFFSET)

sudan2008

前言

    图形编辑功能是CAD平台中最基本、最常用的功能之一，其完成效果与质量是评价一个CAD平台是否成熟的关键因素之一。图形对象编辑操作中除了一些基本操作如创建、删除、选择、复制、移动、旋转、对齐等，还有一些较复杂的编辑操作，譬如偏移、修剪、倒角、拉伸、镜像等。基本的图形编辑操作各个平台处理结果都差不多，但复杂的就有所不同。笔者将从这些不同的图形编辑功能来逐一为你分析介绍，首先介绍的是比较重要的偏移技术。

    偏移

    偏移（OFFSET），指创建其形状与被选定图形对象形状平行的新图形对象，见图1。可以看出，偏移的基本要求是在保证图形形状相似的前提下，新对象必须与源对象平行，即不能相交。





图1 偏移例图


    偏移存在的难点问题

    在CAD系统中存在着许多不同的图形对象，当然能偏移尽的图形对象越多越好，最基本的要求是要能偏移以下几类对象：

    1.直线——直线、构造线（参照线）、射线

    2.弧——圆和圆弧、椭圆和椭圆弧

    3.二维多段线

    4.样条曲线

    简单的图形如有直线、弧以及简单的二维多段线与样条曲线，偏移实现还是比较容易的，一般的CAD平台都能处理。但复杂的图形，国内的CAD平台做的工作不够，要么是错的，要么根本没法实现。复杂的图形主要指复杂的二维多段线与样条曲线，一般有两种情况：一是，自相交，即存在环岛，如“又”字形，“8”字形，“6”字形图形等等，或者延伸后相交，如“c”字形，“G”字形图形等等；二是，具有细节的图形，即图形在某个局部不平滑，如存在许多拐点、含有大量的倒角圆角等等。这些图形的偏移处理存在着许多难点。

    在图形编辑过程中，一种简单的、高效的绘图技巧是偏移图形对象，然后修剪或延伸其端点，如图2。这样绘图有助于加快产品设计、缩短开发周期。然而如果每次都手工修剪或延伸的话，就会很影响设计人员的工作效率。因此，对复杂图形偏移后自动修剪就是一种自然而然的要求。





图2 偏移后，手动修剪或延长

    上述两方面说明了，在复杂图形对象偏移过程中，关键要解决的问题是偏移处理以及后续自动修剪。譬如对圆或圆弧进行偏移，应该根据偏移方向，偏移距离来决定创建更大或更小的圆或圆弧，或者不创建圆或圆弧；偏移二维多段线和样条曲线需要判断偏移距离与可调整距离的相互关系，根据实际情况自动进行修剪，如图3。





图3 偏移后，自动修剪


    浩辰ICAD的偏移处理

    目前，许多的国产CAD平台只能对简单的图形对象进行偏移操作，对于复杂一点的图形对象，如上述所说的第一种情况、第二种情况，进行偏移就会做出错误的处理，导致生成错误的图形，甚至个别的都无法偏移，如自相交的样条曲线。这使得用户需要花费更多的时间去手动进行修改——修剪或者延伸偏移后的图形对象，这给用户带来了极大的不便。据了解，浩辰使用了一种新的二次剪裁偏移技术。该技术的实现使得ICAD的偏移功能处理得到了很大提高，能解决各种复杂图形对象的偏移问题，如上述所说的第一种情况、第二种情况，都能一一解决，完成的效果令用户非常满意。

    二次剪裁偏移技术在处理过程中使用了以下两个方法：

    1. 环岛原则，主要用来解决第一种情况下的图形对象，即自相交的复杂图形对象。环岛原则认为即偏移是有内外之分的，如果用户选择的是外侧，则所有的线条均要向外侧偏移；同样，内侧则只能向内侧偏移。内外侧是以环岛方法来判定的。使用环岛原则，解决了自相交的图形对象偏移后，所导致新对象与源对象相交的问题，如图4。可以看出ICAD采用环岛技术偏移结果与国内其他CAD平台相比有明显的优势。





a) 源对象 b) 正确的偏移(ICAD, ACAD) c) 错误的偏移(其他CAD)


图4 使用环岛原则处理自相交图形对象


    2. 退化处理，主要用来解决第二种情况下的图形对象，即具有丰富细节的复杂图形对象。退化处理是一种自动修剪技术，图形对象偏移后，会根据实际情况进行线条的避让或退化，以达到用户所需要的效果，避免用户手工修剪，提高了用户的工作效率。因此，处理图形的退化能力也是判断一个CAD系统完善的关键。浩辰ICAD做到了该退化的要退化，不该退化的不要退化，完美实现了自动修剪的退化处理，达到了国内领先水平。下面的是建筑软件中最常用的一种情形（图5），有的平台偏移成了图5-b，那就是不该退化的给退化了，用户将不得不花更多的进间去处理那些偏移错误的地方。





a) 正确的偏移(ICAD, ACAD) b) 错误的偏移(其他CAD)


图5 退化处理比较


    除了上面的一些情况，ICAD还能解决更复杂图形，如图6，其他国产CAD根本无法对这些图形进行处理，而ICAD通过从算法中着手，从最根本上解决问题，使其在偏移处理上具有绝对的技术优势，这也是其他国产CAD无法比拟的。





图6 复杂图形偏移效果


一些图形偏移处理结果对比

    下面我们就根据复杂图形对象的第一种、第二种情况分别提供一些测试图形对象，使用目前国内主要使用的几个CAD平台分别进行内侧(蓝色)、外侧(红色)偏移，对比结果如下，见图7、8、9。





图7 AutoCAD 2006测试偏移结果






图8 浩辰ICAD 2006i测试偏移结果






图9 其他CAD测试偏移结果

    通过上述的三个测试结果对比分析，可以看出偏移是一个比较复杂的操作，而要解决图形对象千变万化，很难有一个CAD系统能完美实现所有情况下的偏移，即便是ACAD也存在一些问题。而国内CAD平台中，很清楚的可以发现浩辰ICAD在偏移技术做了很深入的研究工作，并且实现了许多复杂图形的偏移，而国内其他CAD平台则在偏移处理上问题多多，几乎无法使用。ICAD在复杂图形对象偏移技术，其实现效果与ACAD不相上下，与国内CAD平台相比中具有明显的优势，可以说技术上已经遥遥领先了。

    后记

    在文中笔者比较了不同CAD平台间的差异，有好的也有不好的，但并无恶意，指出错误是希望软件开发商能改正错误，完善自己的平台，希望他们能踏踏实实地加大开发力度，做出真正满足客户的产品，也希望他们先把最基本的功能做好，打好基础，而不是做一些华而不实的功能进行炒作。

    如果你还没有使用过浩辰ICAD，安装一个试试吧！