КОМПАС-3D V10 на 100%. Максим Иванович Кидрук компас3d v10 на 100 %
 Скачать 13.81 Mb.
|
|
Конечно, практика разработки подключаемых модулей на языках Delphi, C++ и др. далеко не нова. Очень много известных приложений трехмерной графики формируют свою архитектуру открытой, предоставляя пользователям возможность расширять функциональность программ. Такими приложениями являются AutoCAD, Adobe Photoshop, 3ds Max (некоторые плагины для 3ds Max значительно расширяют функционал программы) и др. В этом разделе будет рассказано о создании пользовательских приложений на базе КОМПАС-3D в одной из самых популярных на сегодня сред программирования – Borland Delphi 7. Внимание! Данный раздел рассчитан на читателей как минимум знакомых с основами объектно-ориентированного программирования и имеющих представление о работе в программной среде Delphi 7. Вы должны знать основополагающие понятия программирования, такие как класс, объект, интерфейс, метод и пр. В противном случае рекомендую вам изучить какую-либо книгу о программировании в Delphi. КОМПАС-Мастер предоставляет доступ как к функциям КОМПАС-График, так и к функциям трехмерного моделирования в КОМПАС-3D. Сам доступ может реализоваться двумя путями: • с использованием экспортных функций, оформленных в виде DLL-модулей, которые разработчик подключает к своей программе при создании плоских чертежей, и с применением СОМ-объектов – при программном формировании твердотельных моделей; • при помощи технологии Automation (автоматизации). Эта технология реализована через API (Application Programming Interface, интерфейс прикладного программирования) системы КОМПАС. Управление и взаимодействие с системой при этом оформлено через интерфейсы IDispatch. Далее в этом разделе пойдет речь о программировании прикладных библиотек, работающих именно с трехмерным редактором КОМПАС-3D. По этой причине необходимо сказать о том, благодаря чему возможно создание таких прикладных модулей. Технология COM, автоматизация и интерфейсы IDispatch Поскольку программирование не является темой данной книги, мы не будем углубляться в суть понятий технологии COM и автоматизации. Я опишу эти вопросы вкратце, чтобы вы имели некоторое представление. С начала 1990 годов корпорация Microsoft разрабатывает технологию, позволяющую создавать гибкие модульные программы таким образом, чтобы отдельные модули можно было писать на разных языках программирования, но чтобы при этом обеспечивалась их полная взаимозаменяемость при использовании в различных программных пакетах. На сегодня эта технология полностью сформирована и называется COM (Component Object Model, модель компонентных объектов). Технология COM описывает методологию реализации компонентов программного обеспечения: объектов, которые могут повторно использоваться, могут быть неоднократно подключены к разным приложениям. Повторное использование компонентов стало логическим следствием эволюции объектно-ориентированного программирования и получило название компонентно-ориентированного подхода. Концепция компонентно- ориентированного программирования предусматривает полное отделение внутренних функций компонента от функций доступа к нему извне. Теперь, обращаясь к компоненту, необязательно знать его внутреннее устройство, для этого достаточно лишь иметь информацию о том, как вызывать его функции. Другими словами, необходимо знать, как взаимодействовать с компонентом и какой у него интерфейс. Такая функциональность в COM достигается за счет поддержки одного или нескольких интерфейсов, которые используются другими программами для доступа к внутренним членам и методам компонента. Таким образом, интерфейс – это то, что размещено между двумя объектами и обеспечивает связь между ними. Интерфейс-ориентированное программирование представляет собой технологию разработки программного обеспечения, жестко нацеленную на использование интерфейсов. Интерфейс является своего рода связующим звеном, предоставленным управляющей программе для доступа к COM-объекту. Объект COM – конкретный экземпляр COM-класса, завершенный объект с собственными членами данных и методами, который может легко встраиваться в программы или распространяться как отдельный программный продукт. COM-объект представляет собой или DLL-библиотеку или ЕХЕ-программу для Wіndows, которые можно создавать в любой среде программирования, способной поддерживать нужный формат представления. COM- объект может иметь много функций, доступ к которым происходит через его интерфейсы. Любой COM-объект должен иметь по крайней мере одни интерфейс ІUnknown, хотя на самом деле имеет их значительно больше. В свое время разработчики технологии COM пришли к заключению, что должен существовать некоторый механизм запроса интерфейса для определения его возможностей. Этот запрос также должен существовать для того, чтобы обеспечить обновление клиентскими программами значения счетчика ссылок на данный интерфейс. Данный счетчик определяет, как долго интерфейс будет оставаться доступным, прежде чем он будет удален из памяти. Именно для этой цели существует специальный интерфейс, который называется ІUnknown. Он имеет настолько важное значение, что основной принцип спецификации СОМ требует, чтобы все СОМ-объекты кроме своих специализированных интерфейсов поддерживали интерфейс ІUnknown. Причем каждый определенный для объекта интерфейс должен происходить от ІUnknown или от интерфейса, который в свою очередь сам происходит от ІUnknown. Данный принцип называется наследованием интерфейсов. В интерфейсе ІUnknown реализовано лишь три метода: Queryіnterface(), AddRef() и Release(). Метод Queryіnterface() определяет, является ли полученный интерфейс нужным. Методы AddRef() и Release() используются для подсчета ссылок на данный интерфейс при его применении многими программами. Перед началом использования COM-объекта клиент вызывает метод СОМ, тем самым увеличивая количество ссылок на интерфейс на единицу. После окончания работы с интерфейсом клиент должен вызвать функцию Release(), чтобы уменьшить количество ссылок на единицу. Когда счетчик ссылок для всех интерфейсов станет равным нулю, значит, объект больше никем не используется и его можно выгружать из памяти. На сегодняшний день технология СОМ используется практически во всех серьезных программах. Приведу один пример. Предположим, что пользователю в каком-нибудь отчете нужно поместить электронную таблицу с расчетами, которые ссылаются на определенные параметры в тексте. Чтобы выполнить любые вычисления без использования технологии СОМ, пришлось бы постоянно переключаться между двумя программами (Word и Excel), а информацию копировать (вырезать и вставлять). При помощи технологии COM можно применять функции электронной таблицы прямо в текстовом редакторе и автоматически форматировать полученный результат. Возможность реализовать операции такого рода называется автоматизацией. Цель автоматизации состоит в том, чтобы дать возможность программе предоставлять в использование сервисы, которые в ней присутствуют. Основной особенностью автоматизации является возможность комбинировать функции различных специализированных приложений в одном модуле. СОМ дает возможность программам передавать свою информацию в другие приложения и модули. Если бы каждая программа или приложение-сценарий могли бы поддерживать указатели и процедуру обхода указателей, то проблема была бы решена. Однако в некоторых языках программирования есть определенная трудность с процедурой обхода таблицы указателей. Некоторые из них, например Vіsual Basіc, не поддерживают указатели напрямую. Для решения этой проблемы был разработан специальный интерфейс, который разрешает любым языкам программирования, в том числе таким, как Vіsual Basіc, обращаться к методам COM-компонентов. Этот интерфейс получил название ІDіspatch. Итак, любая программа, которая предоставляет свои возможности другим приложениям (поддерживает автоматизацию), может делать это через интерфейс ІDіspatch. Интерфейс ІDіspatch происходит от базового интерфейса модели СОМ ІUnknown, тем не менее, в отличие от других COM-интерфейсов, ІDіspatch содержит метод Іnvoke(). Его можно использовать для действительного выполнения методов, которые поддерживает COM- объект. Клиент может выполнить любой метод COM-объекта, вызвав метод Іnvoke() интерфейса ІDіspatch. Этот механизм работает при помощи диспинтерфейса (интерфейса диспетчеризации). Диспинтерфейс определяет методы, которые будут доступны благодаря использованию метода Іnvoke() интерфейса ІDіspatch. Интерфейсы IDispatch можно применять в любой из наиболее распространенных сегодня сред программирования (Visual C++ Studio, Borland Delphi, Borland C++Builder, Visual Basic). Именно этим КОМПАС- Мастер выгодно отличается от КОМПАС-Макро: вам не придется изучать малознакомый язык программирования, вы можете создавать свои приложения в той среде, к которой привыкли. Базовые интерфейсы API системы КОМПАС Как вы уже поняли, взаимодействие внешнего приложения или подключаемого модуля с системой КОМПАС (с функциями моделирования, математическими функциями ядра системы и пр.) осуществляется посредством программных интерфейсов, называемых API. В КОМПАС на данный момент существуют API двух версий: API 5 и API 7. Сразу предостерегаю вас от ошибочного мнения, что API 7 – это усовершенствованный и более новый вариант программных интерфейсов пятой версии. На самом деле обе версии реализуют различные функции системы и взаимно дополняют друг друга. Отсюда, полагаю, очевидно, что обе версии программных интерфейсов в равной мере поддерживаются и развиваются с учетом самих изменений в системе. В основном, для создания полноценных подключаемых модулей достаточно методов и свойств интерфейсов API 5. Примечание В этом разделе рассмотрены главные интерфейсы и их методы, касающиеся только работы в трехмерном редакторе КОМПАС-3D. Главным интерфейсом API системы КОМПАС является KompasObject. Получить указатель на этот интерфейс (если быть точным, на интерфейс приложения API 5) можно с помощью экспортной функции CreateKompasObject(). Методы этого интерфейса, главные из которых представлены в табл. 6.1, реализуют наиболее общие функции работы с документами системы, системными настройками, файлами, а также дают возможность получить указатели на другие интерфейсы (интерфейсы динамического массива, работы с математическими функциями, библиотек моделей или фрагментов и различных структур параметров определенного типа). Таблица 6.1. Методы интерфейса KompasObject Описание прототипов всех приведенных функций, а также других методов, составляющих интерфейс KompasObject, вы найдете в справке по API КОМПАС. Файл этой справки размещается в каталоге SDK, находящейся в папке, в которой установлен КОМПАС (например, по умолчанию это C:\Program Files\ASCON\KOMPAS-3D V10\SDK). Другой важный интерфейс API 5 – интерфейс документа модели ksDocument3D. Получить его можно с помощью методов интерфейса KompasObject: • ActiveDocument3D – для уже существующего и активного в данный момент документа; • Document3D – если вы планируете создавать новый трехмерный документ. Примечание Графические документы имеют собственный интерфейс – ksDocument2D, со своими специфическими свойствами и методами. Этот интерфейс здесь не описывается, но нам не раз придется с ним сталкиваться даже при трехмерном программировании, поскольку изображения в эскизах трехмерных операций создаются именно с помощью функций, присутствующих в ksDocument2D. Свойства (члены данных) этого интерфейса позволяют динамически управлять настройками любого трехмерного документа системы из вашего модуля. Наиболее используемые из них приведены в табл. 6.2. Таблица 6.2. Свойства интерфейса ksDocument3D Методы этого интерфейса позволяют программно управлять трехмерным документом, как сборкой и ее компонентами, так и отдельной деталью. Обратите внимание: именно управлять самим документом, но не выполнять в нем трехмерные операции! Методы, которые могут пригодиться вам при программировании подключаемых модулей, собраны в табл. 6.3. Таблица 6.3. Методы интерфейса ksDocument3D Важнейший из перечисленных в табл. 6.3 методов – ksDocument3D::GetPart. Входящим параметром этой функции является целочисленная переменная type_, которая определяет, интерфейс какого именно компонента сборки возвращать. Данная переменная имеет несколько предопределенных значений (констант): • plnPlace_Part (равняется –4) – метод возвращает указатель на компонент, который находится в режиме контекстного редактирования (то есть редактирования «на месте»); • pNew_Part (–3) – создает в модели новый компонент и возвращает указатель на него; • pEdit_Part (–2) – возвращает указатель на редактируемый компонент (с помощью библиотеки); • pTop_Part (–1) – верхний компонент, в состав которого входит или новый, или редактируемый, или указанный компонент; • все остальные значения (от 0 и выше) отвечают номеру компонента в дереве построения, то есть возвращается указатель на существующий в сборке компонент. Метод ksDocument3D::GetPart возвращает указатель на интерфейс детали или компонента сборки – ksPart. Свойства и методы этого интерфейса (часть из которых приведена в табл. 6.4 и табл. 6.5) управляют состоянием компонентов сборки, они почти полностью дублируют команды контекстного меню и панели свойств, доступные пользователю при работе с тем или иным компонентом. Таблица 6.4. Свойства интерфейса ksPart Как видите, все эти методы лишь управляют состоянием компонента (задают видимость, размещение, определяют, запущено ли редактирование компонента), но не дают возможность ничего создавать (выполнять операции). Для программной реализации всех трехмерных операций, которые пользователи выполняют в трехмерных документах системы КОМПАС-3D, в API реализован единый интерфейс ksEntity – интерфейс элемента модели. Этот интерфейс можно получить с помощью метода ksPart::NewEntity, которому необходимо передать тип создаваемого элемента. Типов элементов в системе, как и в API системы, большое множество. Каждому из них отвечает своя целочисленная константа и свой собственный интерфейс параметров. Именно с помощью настроек (свойств и методов) этих интерфейсов и создаются любые возможные объекты в деталях и сборках КОМПАС-3D. Некоторые константы с описанием типа элемента и интерфейса, к которому они относятся, приведены в табл. 6.6. Сведения об остальных вы можете почерпнуть из файла справки SDK.hlp, поставляемого вместе с системой КОМПАС. Таблица 6.5. Методы интерфейса ksPart Таблица 6.6. Типы объектов трехмерного документа Члены данных интерфейса ksEntity соответствуют свойствам трехмерных элементов модели (о свойствах трехмерной модели читайте в подразд. «Свойства трехмерных объектов» разд. «Твердотельное моделирование в КОМПАС-3D» гл. 3). Среди методов наиболее важными являются три следующих: • Create – создает трехмерную операцию или объект вспомогательной геометрии по заданным настройкам; • ColorParam – возвращает указатель на интерфейс настроек цвета и оптических свойств элемента; • GetDefinition – получает указатель на интерфейс параметров объекта определенного типа (параметры данного трехмерного элемента). Именно с помощью этого метода можно получить указатель на любой интерфейс, приведенный в столбце «Интерфейс параметров» табл. 6.6. Таким образом, создание какой-либо трехмерной операции пользовательской программой сводится к такой последовательности шагов. 1. Инициализация главного интерфейса приложения API – KompasObject. Он инициализируется один раз для всего сеанса работы программы. 2. Инициализация интерфейса трехмерного документ ksDocument3D, с последующим созданием нового документа или получением указателя на активный документ. 3. Создание компонента и получение на него указателя (интерфейс ksPart). Для сборки это может быть готовый компонент, компонент, вставленный из файла или созданный «на месте». Для детали необходимо получить указатель на компонент типа pTop_Part. 4. Создание с помощью метода ksPart::NewEntity интерфейса нужной нам операции. При этом в метод передается соответствующий идентификатор (например, для выдавливания – o3d_bossExtrusion). 5. Получение с помощью метода ksEntity::GetDefinition указателя на интерфейс параметров конкретной операции (для выдавливания этим интерфейсом является ksBossExtrusionDefinition). Настройка этих параметров необходимым пользователю образом. 6. Создание операции с помощью метода ksEntity::Create. Кроме перечисленных, в API системы КОМПАС существует еще большое множество различных интерфейсов, отвечающих за тот или иной аспект работы с программой. Небольшая их часть описана в табл. 6.7. Таблица 6.7. Некоторые дополнительные интерфейсы API КОМПАС Пример программной реализации трехмерной операции Рассмотрим выполнение трехмерной формообразующей операции вручную (то есть в самом КОМПАС) и с помощью воображаемого подключаемого модуля. В качестве примера выберем обычную операцию выдавливания на основе несложного эскиза, содержащего изображение окружности. Раздел var функции, реализующей выполнение операции, должен выглядеть подобно листингу 6.1. Листинг 6.1. Раздел объявлений функции построения операции выдавливания var doc3 : ksDocument3D; // интерфейс трехмерного документа doc2 : ksDocument2D; // интерфейс графического документа // используется для создания изображения в эскизе iPart : ksPart; // интерфейс детали planeXOY : ksEntity; // интерфейс плоскости, на которой будет размещен эскиз iSketch : ksEntity; // интерфейс эскиза iSketchDef : ksSketchDefinition; // интерфейс параметров эскиза iBossExtrusion : ksEntity; // интерфейс операции выдавливания iBossDef : ksCutExtrusionDefinition; // интерфейс параметров операции выдавливания color : ksColorParam; // интерфейс параметров цвета операции выдавливания |