37、AutoCAD应用与AutoLISP编程全解析

AutoCAD应用与AutoLISP编程全解析

1. AutoCAD的功能与局限

AutoCAD功能强大，能实现从冥王星轨道视角到查看5英寸×4英寸牌匾的惊人放大，相当于从观察地球到观察葡萄柚，甚至从葡萄柚到原子的视角转换。在AutoCAD中可以进行微芯片设计、连接平面图中的墙体等操作。

不过，AutoCAD也存在一些局限性：
- 3D功能局限 ：AutoCAD本质上是可视化软件，而非专业的建模和分析软件。它在3D方面并非用于与CATIA、NX、Pro/Engineer和SolidWorks竞争，不擅长参数化设计、尺寸驱动设计、有限元分析（FEA）和计算流体动力学分析（CFD）等。其3D功能主要用于必要时展示设计的漂亮图片，以销售或呈现设计理念。
- 缺乏智能判断 ：AutoCAD几乎没有错误检查、干涉检查或设计保真工具，输入垃圾数据必然输出垃圾结果。CAD经理需注意，该软件允许用户进行几乎任何操作，而“任何操作”可能带来积极或消极的结果。
- 学习曲线较陡 ：新手用户需要几个月时间才能熟练使用AutoCAD。

2. 建立办公室CAD标准

对于有多个AutoCAD用户的办公室，建立标准十分必要。标准能确保公司输出的一致性和专业性，减少CAD错误，使新用户更容易上手。CAD标准手册应包含以下内容：
| 内容分类 | 具体详情 |
| ---- | ---- |
| 文件位置与结构 | 所有关键文件的准确位置和整体办公室计算机文件结构，包括所有作业的命名约定以及库、模板和标准符号文件夹的位置 |
| 图层约定 | 遵循建筑办公室的AIA标准或公司内部认可的标准 |
| 字体、样式和图案 | 可接受的字体、尺寸样式和填充图案列表 |
| 打印/绘图程序 | 包括*.ctb文件的打印/绘图程序列表 |
| X - Ref命名程序 | 正确的外部参照（X - Ref）命名程序列表 |
| 图纸空间实现 | 图纸空间的实现方式，包括标题栏、徽标和必要的标题栏信息 |
| 文件清理政策 | 文件清理、备份文件删除和自动保存的政策 |

手册应尽量简洁，避免涵盖所有可能的情况，因为手册越长，用户越不可能完整阅读。

3. 成为有效的教师和招聘经理

CAD经理有时需要向新员工解释AutoCAD的细节，更新偶尔使用该软件的用户的知识，并推广更好的技术和习惯。培训新员工时，可参考以下步骤：
1. 基础理论 ：先讲解创建、编辑和查看对象的基本理论。
2. 精度操作 ：接着介绍正交（ortho）和对象捕捉（osnap）等精度操作。
3. 基础主题 ：按照图层、文本、填充、块、阵列、尺寸标注和打印/绘图的顺序讲解基础主题，与初级课程类似。
4. 高级培训 ：若需要高级培训，按高级线框、外部参照（Xref）、属性和图纸空间的顺序进行讲解，其他高级内容可稍后学习。
5. 强调速度秘诀 ：向用户强调提高速度的秘诀，如“pgp”文件、右键自定义和大量练习基础知识，记住初级课程中的90/10规则。
6. 评估技能水平 ：准确评估用户的技能水平，除非图纸对特定项目不重要，否则不要给未准备好的用户分配高级任务。

招聘时，可通过AutoCAD测试来评估潜在员工。测试时间不宜过长，最多45分钟到1小时。例如，初级课程中的平面图是对建筑绘图招聘人员的良好测试，具体流程如下：

graph LR
    A[设置新绘图] --> B[绘制基本布局]
    B --> C[添加文本和尺寸]
    C --> D[添加家具]
    D --> E[填充和润色]
    E --> F[打印输出]

在查看绘图时，注意所选图层、展示的精度以及在规定时间内完成的工作量。对于新员工来说，不了解外部参照（Xrefs）或图纸空间并非关键问题，这些可以在工作中快速学习。但能够快速、高效且错误最少地进行绘图是必要的要求。

4. 保持技能更新和能力提升

作为CAD经理或高级课程毕业生，需要不断提升自己的技能。AutoCAD功能复杂，由数百名软件程序员和设计师不断开发和更新，个人几乎不可能掌握其所有知识。为了保持或提升技能，可以采取以下措施：
- 学习3D功能 ：许多用户对3D功能掌握不佳，学习3D功能是脱颖而出的好方法，也是AutoCAD的重要方面。
- 学习基本AutoLISP ：AutoLISP是一种相对简单的编程语言，可用于自定义AutoCAD和编写自动化程序。
- 探索高级功能 ：探索AutoCAD有时被忽视的高级功能，如图纸集、动态块、eTransmit、安全、仪表盘、自定义用户界面（CUI）等，并记录关键功能和效果。
- 关注行业动态 ：阅读AutoCAD的最新消息、技巧和行业讨论，可访问Cadalyst.com和Augi.com等网站，并订阅Cadalyst（免费）。
- 交流与学习 ：与同行交流，了解他们的工作方式。升级到新版本时，参加AutoCAD更新课程。
- 了解其他软件 ：对其他设计软件保持好奇心，包括AutoCAD的附加程序（如机械、电气、土木、机电等），并了解尽可能多的软件。在CAD领域，Revit和SolidWorks是未来值得关注的软件。
- 享受工作 ：如果不喜欢使用AutoCAD，应寻求其他工作职责，因为讨厌它会让工作变得痛苦。

5. AutoCAD的编程工具概述

除了基本的操作和管理，AutoCAD还提供了多种编程工具用于定制和自动化，以下是对这些工具的简要介绍：
| 工具名称 | 简介 |
| ---- | ---- |
| AutoLISP | 是AutoCAD内置的编程语言，是LISP语言的一种变体。它允许用户与软件进行交互，主要用于自动化日常或复杂的流程。代码编写后可保存并按需调用，无需编译即可作为脚本执行。对于非程序员来说，只需熟悉语法即可使用 |
| Visual LISP | 是AutoLISP的增强版本，自2000版起成为AutoCAD的一部分。它具有图形界面和调试器，还具备Active X功能。初学者仍需从AutoLISP基础学起 |
| VBA（Visual Basic for Applications） | 基于微软的Visual BASIC，可在AutoCAD中编写运行的例程，但不能作为独立程序。相比Visual LISP，它具有更多的功能和能力 |
|.NET Framework | 是微软的软件技术，旨在取代VBA。它提供了常见编程问题的预编码解决方案和虚拟机来执行程序 |
| Active X | 由微软开发，用于创建执行特定功能的软件组件，常见于Windows应用程序中。不过，它也可能被用于恶意软件，如病毒和间谍软件 |
| ObjectARX | 是AutoCAD最高级别的定制和编程方式，是一个应用程序编程接口（API）。使用C++程序员可以创建与AutoCAD直接交互的Windows DLL（数据链接库）。这需要专业的编程技能，通常由第三方开发者使用 |

6. AutoLISP基础编程

尽管有新工具不断涌现，AutoLISP仍然广泛使用，其代码易于在线获取。以下是关于AutoLISP编程的基础内容：

6.1 代码实现方式

AutoLISP代码有两种实现方式：
- 命令行输入 ：可以在AutoCAD的命令行直接输入并执行几行代码，适用于仅在当前绘图中有用的简单例程。
- 加载保存的代码 ：对于更复杂且常用的例程，通常将代码保存后加载执行。

6.2 代码保存与加载

所有AutoLISP代码以*.lsp为扩展名保存。理论上可以存储在任何位置，例如AutoCAD 2008的Express文件夹中就包含大量内置例程。加载代码的步骤如下：
1. 选择“工具” -> “加载应用程序…” 或 “工具” -> “AutoLISP” -> “加载应用程序…”，也可以直接在命令行输入“appload”。
2. 在弹出的对话框中浏览找到所需的AutoLISP代码文件，然后点击“加载”。
3. 加载完成后，关闭对话框，通过命令输入即可执行代码。还可以将代码添加到启动套件（右下角的公文包图标），使AutoCAD启动时自动加载。

6.3 简单代码示例

以下是一个修改“缩放至范围”命令的示例，使其缩放至屏幕的90%：

(defun C:zz ()
  (command "zoom" "e" "zoom" ".90x")
  (princ))

代码解释：
- (defun C:zz () ：定义一个名为“zz”的AutoCAD命令函数。
- (command "zoom" "e" "zoom" ".90x") ：依次执行“缩放”命令，先缩放至范围（“e”），再缩放至屏幕的90%（“.90x”）。
- (princ) ：避免例程不断返回“nil”值。

另外，还有两个用于旋转用户坐标系（UCS）十字准线的例程：

(defun C:perp ()
  (command "snap" "ro" "" "per" pause "snap" "off")
  (princ))

(defun C:flat ()
  (command "snap" "ro" "" "0" pause "snap" "off")
  (princ))

• perp 例程：将十字准线旋转到与所选直线垂直的方向。其中 pause 函数允许用户选择直线，两个连续的引号表示按回车键。
• flat 例程：将十字准线恢复到正常位置。

6.4 基本概念

• 字符串 ：用引号括起来的内容，通常是AutoCAD命令。
• 表达式 ：AutoLISP内置的命令，如“defun”。
• 函数 ：可以是用户定义的（如“perp”、“flat”）或内置的（如“pause”、“princ”、“command”），函数后面有时会跟括号内的参数。

7. AutoLISP的变量与注释

为了实现更复杂的功能，需要引入变量和注释的概念。

7.1 变量

变量可以是数字、字母或其他可变化的内容，用于实现用户交互。在AutoLISP中，变量可以是全局的（为整个例程定义一次）或局部的（按需定义一次使用），通常使用 setq 函数来创建变量。例如：

(setq RadCircle (getstring "\nCircle Radius: "))

此代码会提示用户输入圆的半径，并将输入的值存储在变量 RadCircle 中。除了 getstring ，还有其他“get”函数，如 getfiled （让用户使用对话框选择文件）、 getangle 、 getdist 等。

7.2 注释

在AutoLISP中，注释以分号“;”开头，可以添加多个分号来表示不同的部分或标题。例如：

; 这是一个注释
;; 这也是一个注释

8. AutoLISP的高级特性与VLIDE命令

AutoLISP还有许多高级特性等待探索，例如：
- IF - THEN语句 ：根据特定条件执行不同的操作，是编程中常见的功能。
- WHILE函数 ：只要条件满足，就会持续执行某个操作。

vlide 命令可以打开Visual LISP编辑器，它具有许多有用的功能，如调试、错误跟踪、检查引号和括号是否闭合等。编辑器中的代码会进行颜色编码，方便识别。如果对AutoLISP编程感兴趣，可以考虑参加专业课程或阅读相关书籍来深入学习。

综上所述，AutoCAD不仅是一款强大的绘图软件，通过其丰富的编程工具，还能实现高度的定制和自动化。掌握AutoLISP等编程工具，将大大提升在AutoCAD环境中的工作效率和创造力。