淺談AutoCAD VBA 與路線設計程式之
整合規劃
|
航測部 經 理 |
鄧曜輝 |
運土部 工程師 |
林賢欽 |
摘 要
本文簡單介紹AutoCAD
VBA及新一代視窗Fortran語言(Visual
Fortran)，並利用混合語言程式之架構與開發技術，嘗試以AutoCAD為操作界面，並以原DOS下Fortran撰寫之路線設計程式為核心，透過VBA之開發，以Visual Fortran作較少的改寫，整合為一個完整的外掛應用程式。
一、前言
AutoCAD繪圖軟體的運用相當普遍，且AutoCAD提供的開發工具從最早的Autolisp、DCL、ADS，到後來加入的ARX、ADE及VBA，種類甚多，可以提供各類語言之程式開發，目前AutoCAD在本司內不僅軟體使用者眾，熟悉AutoCAD程式設計之高手更是不計其數，唯獨比較少見以ARX或VBA技術之發表。另外，由於早期應用程式以主機、工作站、PC
DOS作業系統為主要開發環境，程式安裝與使用單純，無論司內、司外，甚至各工程、學術界皆陸續累積龐大的程式資產。近年來由於微軟Windows作業系統的竄起，依其圖形化使用者界面(Graphic User Interface)使用靈活的優勢，儼然躍居主流地位，反令各單位費心於累積的程式資產是否因應視窗化重新改寫而猶豫。由此思考出發，本文嘗試以AutoCAD為操作界面，並以原DOS下Fortran語言撰寫之路線設計程式為核心，透過VBA之開發，以Visual Fortran作較少的改寫，完成整合的目的。
二、AutoCAD操作界面與VBA
AutoCAD自從提供ActiveX界面後，程式的開發已不再受限於Autolisp與 C++
。ActiveX界面使得程式開發者可以利用更多不同的程式設計語言(如Delphi，Java，C++，VB等)操控AutoCAD的物件，而每一物件均代表一個AutoCAD的精確組件，包含各種圖形物件、型式設定、組織結構及圖面顯示等，各類物件採階層式架構，其模型如圖一。此外，AutoCAD亦提供VBA界面，隨軟體免費安裝，使VBA與AutoCAD執行於同一處理程序，方便程式快速執行，且透過VBA的表單(Form)，快速有效的建構對話方塊，可讓開發者原型化(Prototype)應用程式，也就是程式設計者可自由開發圖形化使用者界面，只要傳遞之參數界面(Parameter
Interface)不變，將不影響開發者的後端程式。
三、新一代視窗Fortran語言(Visual Fortran，VF)
一直以來，工程、學術界多以Fortran、C、Basic語言從事程式之開發分析與設計，所累積的經驗是極其龐大而無價的資產，但是在面臨圖形化使用者界面日漸受到重視的情況下，以Basic
、C之類似語言為結構的物件導向開發軟體VB、V C++
相繼衍生，其中Fortran語言一度由於相關資源不足，在發展上產生障礙，直到新一代視窗Visual
Fortran誕生後方才徹底解決。VF可以支援完整的Fortran
95程式語言標準，同時完全向下相容支援Fortran
90/77/66，並且提供內建的模組精靈，可以輕鬆使用ActiveX，快速建立應用程式。此外還支援Win32通用控制界面模組(Common Controls Interface Module)，這意味著早期開發的Fortran程式可以用最少的改變，完成新一代視窗化的需求。VF除了可以利用本身的Quick
Win模式提供圖形化使用者界面外，也可以利用Fortran本身快速的運算功能，透過混合語言程式(Mixed-Language
Programming)的模式，與圖形化使用者界面表現優異的VB、VC++
架構完整快速的應用程式。
四、混合語言程式之架構與開發技術
混合語言程式是利用兩種以上的程式語言分別撰寫程式後，連接組合成一個應用程式；如此架構的應用程式可以善用各種程式語言的優點，避免其缺點，收截長補短之效。微軟(Microsoft)提供之混合語言包括：32位元版之VB、C、 C++
、MASM及Fortran等；本文選擇之混合語言即以Fortran為主體，取其優異的數值演算能力及原有開發之成果，加上VBA在圖形化使用者界面設計之簡便，連結為一個完整的應用程式(如 圖二 )，以期提升軟體的功能與價值。
混合語言程式的開發技術主要在於兩種以上的語言彼此之間變數型態(Data
Type)與變數值(Argument
Type)的傳遞(如表1 、表 2)，只要變數型態與變數值傳遞的界面無誤，則混合語言程式與一般語言程式使用上就無太大差別。尤其Fortran與VB因其變數傳遞上均為傳址呼叫(Call
by address/ reference)，傳遞上更是簡便；除了在變數型態上，Fortran的複數(Complex)及VB的變數(Variant)、日期(Date)、貨幣(Currency)不能完全互通，需自行定義型態解決外，皆可互通有無。
五、AutoCAD
VBA與路線程式之整合規劃
(一)AutoCAD
VBA程式之撰寫
1.
AutoCAD 功能表與工具列
AutoCAD
ActiveX Automation提供了對目前AutoCAD階段作業中功能表和工具列自訂的廣泛控制。透過ActiveX/VBA可以編輯、增加或完全置換現有功能表結構，也可以管理工具列。自訂功能表、工具列能夠藉由陳列應用程式特有的作業或濃縮多重步驟的作業成為單一功能表選取而增加生產力，實際應用如 圖三 。程式範例可自行參閱AutoCAD訓練教材-ActiveX與VBA開發人員手冊。
2.巨集表單之應用
表單是圖形化使用者界面最基本的建置區塊，透過表單，可以將任何選取的ActiveX控制項從工具盒(Toolbox)拖曳到表單上，任意調整控制項大小(size)與性質(property)，再加入運作功能(程式碼)到控制項，就能為表單注入生命。可惜Visual Basic能支援許多不同類型的表單，AutoCAD VBA卻僅支援使用者表單，否則AutoCAD的外部支援將更為龐大。在實際應用上，由於AutoCAD的功能表、工具列只能呼叫巨集(Marco)，無法直接載入表單，因此必須先建立一個巨集模組(Module)供功能表、工具列叫用，再於模組中載入表單執行，程式範例說明如下。
功能表巨集部分程式：
Dim newMenuItem As AcadPopupMenuItem
Dim openMacro As String
openMacro = Chr(3) + Chr(3)
+ Chr(95) + ”Macro1” + Chr(32)
set newMenuItem =
newMenu.AddMenuItem _
(newMenu.count + 1 , “執行巨集” , openMacro)
Module部分程式(新建巨集Macro1)：
Form1.show
表單部分(新建表單Form1)即可喚起。
(二)Fortran
DLL程式之撰寫
DLL程式即動態連結檔(Dynamic
Link Library)之簡稱，也就是由一個或多個函數所組成，經由編譯(Compiler)及連結(Link)後，所產生與執行檔分離之函式庫。此類函式庫有許多特點，包括可供多程式共同使用，而不必像傳統之library函式庫，必定與前端主程式連結，方便程式開發；程式易維修與升級，可獨立修改後端函式庫，而不影響前端主程式；不必像COM元件必須註冊，開發環境單純；執行時隨主程式呼叫方才動態載入，可減少記憶體的需求，執行效能也不會因函式庫分離而降低。
1.
傳統Fortran程式之改寫
傳統Fortran程式要改寫為DLL界面，主要必須先去除所有的使用者界面，也就是先將主程式改為函數，即將Program改為Subroutine或Function，然後將所需要輸入之值轉為參數型式輸入，再定義對應之公有函數即可解決，程式範例說明如下。
原始程式：
Program
fordll32
Character*(*)::stopath,filestr,str
Integer(4)::lnname(3)
Integer(2)::num
Read(*,*)
lnname(1),lnname(2),lnname(3),num,stopath,filestr,str
以下省略
改寫程式：
Subroutine
fordll32(lnname,num,stopath,filestr,str)
!Dec$ Attributes Dllexport::fordll32
!Dec$ Attributes
alias::”fordll32”::fordll32
Character*(*)::stopath,filestr,str
Integer(4)::lnname(3)
Integer(2)::num
以下省略
2.
VBA呼叫Fortran函數之宣告與對應
VBA程式撰寫時，可在Moudule中以Declare定義Fortran DLL函數及變數之型態，然後在Fortran程式部分定義!DEC$ATTRIBUTES對應，程式範例說明如下。
表單Form之部分程式：
Private
Sub obnOpen_Click()
Dim lnname(1 to 3) As
Long
Dim num As Long
Dim Stopath As
String*80, Filestr As String*80, Str As String*80
Call
fordll32(lnname(1), num, stopath, Len(stopath), Filestr, _
Len(Filestr),
Str, Len(Str))
以下省略
Module部分程式：
Declare Sub fordll32
Lib “C:\windows\system32\fordll32.dll” _
(lnname
As Long, num As Integer, Byval stopath As String, _
Byval stopathLEN As
Long, Byval FileStr As String, _
Byval FileStrLEN As
Long, Byval Str As String, Byval StrLEN As Long)
以下省略
Fortran部分程式：
Subroutine
fordll32(lnname,num,stopath,filestr,str)
!Dec$ Attributes
Dllexport::fordll32
!Dec$ Attributes
alias::”fordll32”::fordll32
Character*(*)::stopath,filestr,str
Integer(4)::lnname(3)
Integer(2)::num
以下省略
六、程式應用範例
本文以AutoCAD為操作界面，嘗試將原DOS下撰寫之平縱面線形程式重新改寫後，以國道一中山高速公路路竹交流道各匝道之平面線形及匝道(Ramp13)縱面線形為例，應用如下：
1.
程式首先開啟AutoCAD後，可在主畫面面板發現已新增一組功能表與工具列，如圖三。
2.
點選子功能表中之平面線形設計，下層有新增輸入檔與開啟舊有輸入檔之選項，選擇新增輸入檔將執行並開啟小作家應用程式(NotePad)，提供程式輸入檔(Input File)之撰寫，或選擇開啟舊有輸入檔將透過微軟的通用對話方塊(Common
Dialgram)提供輸入檔之路徑及檔名(中山高路竹交流道各匝道平面線形之輸入檔及路徑、檔名，如 圖四)，然後直接執行程式運算，若程式運算錯誤或無解，將出現警告視窗後終止程式；若程式執行無誤，則自動將資料繪出於AutoCAD之繪圖區，成果經UCS旋轉後，如圖五。
3.
縱面線形設計方式原則上與平面設計相同，點選子功能表中之縱面線形設計，下層亦有新增輸入檔與開啟舊有輸入檔之選項，輸入檔之應用(中山高路竹交流道匝道Ramp13之縱面輸入檔及路徑、檔名，如圖六)及程式運算後之自動繪出縱面圖成果，如圖七。
七、結論
1.
AutoCAD軟體的運用已日漸普及，相對於提供之開發工具種類亦越多，可以符合擅長各類語言之設計者，唯獨少見以VBA之技術發表，本文謹就AutoCAD VBA之應用，提供分享，冀望能有拋磚引玉之效，更多VBA設計者發表高論，減少有興趣者之學習障礙。
2.
本文提供簡單的混合程式語言技術，方便Fortran之原程式與VBA作整合，減少程式改寫付出之成本；至於C語言之變數型態與變數值傳遞亦可參考表1、表2，相關技術發表及範例，坊間書籍甚多。
3.
在AutoCAD繪圖功能開發部分，透過VBA架構之混合程式不需經過DXF檔之轉換，可以直接成圖，將提供需要繪圖功能之開發程式，另一方便之架構模式。
4.
VBA與路線程式之整合至今仍在發展中，透過VBA，後續將可加入報表規劃，及加強輔助路線繪圖功能等。
八、參考文獻
(1) 宏瞻資訊譯，AutoCAD2000 ActiveX與VBA開發人員手冊，第三波資訊股份有限
公司，民國88年6月。
(2) 宏瞻資訊譯，AutoCAD2000 ActiveX與VBA參考手冊，第三波資訊股份有限公
司，民國88年6月。
(3)
COMPAQ，Compaq Visual Fortran Program’s Guide，January
2000。
(4)
彭國倫精通Fortran
90程式設計，碁峰資訊股份有限公司，民國89年4月
(5) 鄧曜輝，路線幾何設計-PC應用講義，中華顧問工程司運輸土木部，民國80年
6月。
(6) Microsoft Corporation, Microsoft Mastering: Microsoft Visual Basic 6.0 Development,
January 1999。
< < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < 回目錄 < < < < < < < < < < < < < < < < < < < <