大批量图形文件的PDF与DWG格式转换修正方法探讨

 
摘  要：根据现在制造行业中大量图形文件的信息交流需求，提出了基于现行图形格式转换软件PDF TO DWG CONVERTER与Adobe Illustrator转换方式的应用模式，阐述和分析了图形转换软件的转换方式、转化效果及存在问题。针对实现图形文件转换中的基础信息缺失、显示不规范等缺陷，提出了一种模型文件重建与建立工程图模板的交互式修正方式，实现对PDF的图形文件转换为DWG格式的修补功能，有力地增强了图形文件信息传递的有效性、完整性。
关键词：格式转换；图形缩放比例；模型文件重建；工程图模板

1  引言

随着信息化技术的普及，现代机械制造行业信息交流主要以AutoCAD图形软件dwg文件为主，为解决文件保密以及软件版本阅读权限、图形关键信息缺失等信息流通交流问题，常见措施是将dwg文件通过图形软件转换为pdf文件，来确保技术文件的准确传送^[1]。与此同时带来的弊端是，图形信息传递的下游无法在原始图纸上修改、标注，不便于图形文件信息的流通与反馈。
如在生产企业，为保证图纸信息在设计、工艺、制造等环节的完整传递，采取普遍配置低版本CAD软件的措施，然而随着工业产品结构的精细化、复杂化、开发周期短的发展趋势，这种单向的图形文件信息传递模式已经无法满足生产需求。其次，生产中由于电子信息管理不完善、文件损坏等原因造成dwg文件遗失，留下pdf文件供技术交流使用，后期工程师在产品更新完善上需要对技术文件进行修改有着诸多不便。为适应现代制造产业产品图纸信息的流通交流的需求，有必要提出一种将pdf文件转dwg文件的方法以及相应的一些修改技巧，方便后续产品信息的完整流通，并在此基础上更有利于产品信息的更改、反馈、交流^[2-3]。

2  DWG文件与PDF文件的相互转换及存在的显示问题

Autodesk公司的AtuoCAD软件已成为计算机辅助设计软件的霸主，其图形的默认格式DWG和DXF已成为事实上的工业标准。据不完全统计，世界上有70%的图纸是DWG格式。此外，PDF文件格式是Adobe公司开发的一种电子文档格式，其最大的优点在于文档本身可独立与操作系统与应用程序之外存在，也就是说，无论源文件存在于何种操作系统使用何种应用程序创建，一旦制成PDF文档，起所有的格式、字体、颜色、图形等都能有效地保存。
DWG文件与PDF文件同属于矢量图形文件，两者之间的转换必然存在图形比例放大与缩小问题。正是由于图形比例问题的存在，通过图形软件将PDF文件转成DWG文件，一般都需要人工进行相关基础信息的修改，以满足工业生产对DWG文件的要求^[4-5]。

2.1  图形软件转换

将PDF转化为DWG文件，一般可选用两种转换软件：① 利用图形转换软件，将PDF文件利用PDF TO DWG CONVERTER软件转化成DWG文件；② 使用矢量图形处理软件，利用Adobe Illustrator 矢量绘图软件对DWG文件进行人工处理，输出满足要求的DWG图纸文件。

2.2  存在的显示问题

两种方式输出的DWG文件，文件在图形软件上表现形式差不多，曲线、文字以及间隔线型（点划线、虚线、双点划线）都是以单一线段表现，这就成为了文件的主要修改对象。而存在两个主要问题：其一，DWG文件的曲线连续性。PDF TO DWG CONVERTER软件输出的曲线是不连续的，Adobe Illustrator 矢量绘图软件输出的曲线是连续的，连续的曲线便于后期的删除等操作。
其二，DWG文件图形的缩放比例。由于现有的DWG图像文件存在着两次转换（原DWG图形文件转PDF文件、PDF文件转现DWG文件），图形比例选取得不合适将导致DWG图形的测量值与实际图形不相符^[5]。例如在转换后的图形中，测量比例（系统默认）为1:1，取任意的直线图形其测量尺寸为100，标注尺寸（图形显示）为50，比例因子为，为了便于后期图形修改，要求比例因子为1。

3  图形转换的关键问题研究

围绕如何将PDF图形文件转换为DWG格式后图形修正的关键问题，按照DWG文件中所包含基础图形元素分类，针对格式转换中存在的误读、漏读的信息类型，图形转换中的修正关键技术包括缩放比例控制、DWG文件重建、DWG文件工程图的模板建立、图形转化修正方案等四个关键问题。

3.1  缩放比例控制

针对图形转换后比例的选取，可利用数理统计思想来解决，即将DWG图形文件尺寸标注值与尺寸测量值进行一次除法运算，所得的商便是所求的比例值。为了准确得到比例值，针对同一图形文件取不同组数据的比例值，通过求取平均值来得到恰当的比例值。然后利用图形编辑软件（如AutoCAD）的图形缩放功能，进行图形比例的一次调整^[6-9]。如表1所示，根据在实际操作经验，采集几百组数据测量，得到一系列梯度化的缩放比例值。转换图形的比例因子，在实际运用选取时，需要具体根据图形的图幅、制图比例合理选取。
表1  实测数据组

序 号	第一组			第二组			第三组			第四组			比例 因子 平均值	比例 因子	图形 比例
	标注值 /mm	实测值 /mm	比例 因子	标注值 /mm	实测值 /mm	比例 因子	标注值 /mm	实测值 /mm	比例 因子	标注值 /mm	实测值 /mm	比例 因子
1	10	105.60	0.094 6	22.0	232.32	0.094 6	7	73.92	0.094 6	10	105.60	0.094 6	0.094 6	0.094 6	A4 4:1
2	47	253.44	0.185 4	20.0	108.00	0.185 1	24	129.60	0.185 1	24	129.60	0.185 1	0.185 2	0.185 2	A3 2:1
3	195	525.38	0.371 1	65.0	175.20	0.371 0	16	43.20	0.370 3	18	48.72	0.369 4	0.370 4	0.370 4	A3 1:1
4	20	52.80	0.378 7	32.0	84.72	0.377 7	4	10.56	0.378 7	20	52.80	0.378 7	0.378 5	0.378 5	A4 1:1
5	30	54.00	0.555 5	8.4.0	15.12	0.555 5	8.4	15.12	0.555 5	30	54.00	0.555 5	0.555 5	0.555 5	A3 1:1.5
6	35	61.70	0.567 2	200.0	352.1	0.568 1	20	35.30	0.566 5	242	426.00	0.568 0	0.567 4	0.567 4	A4 1:1.5
7	100	134.88	0.741 3	120.0	162.00	0.740 7	15	20.16	0.744 0	23	31.20	0.737 1	0.740 8	0.740 8	A3 1:2
8	186	245.52	0.757 5	230.0	303.60	0.757 5	186	245.52	0.757 5	230	303.60	0.757 5	0.757 5	0.757 5	A4 1:2
9	100	90.00	1.111 1	115.0	103.44	1.111 7	100	90.00	1.111 1	115	103.44	1.111 7	1.111 4	1.111 4	A3 1:3
10	430	378.48	1.136 1	186.0	163.68	1.136 3	430	378.48	1.136 1	186	163.68	1.136 3	1.136 2	1.136 2	A4 1:3
11	65	35.52	1.829 0	1 215.0	665.28	1.826 0	1515	829.68	1.826 0	45	24.72	1.820 3	1.825 6	1.825 6	A3 1:5
12	90	47.52	1.893 9	54.0	28.56	1.890 7	140	73.92	1.893 9	20	10.56	1.893 9	1.893 1	1.893 1	A4 2:1
13	1 500	513.40	2.931 6	1 200.0	410.90	2.920 4	1 500	513.40	2.921 6	1 200	410.90	2.930 4	2.921 0	2.921 0	A3 1:8

 

3.2  DWG文件的重建

由软件转换成的DWG文件，通过特征点识别图形，而其中尺寸线与图形线的产生大量的交叉点，最终生成的DWG图形中文字、曲线均为简短的间断线拼接而成，不能满足文件修改的要求，需要重建DWG文件。
1）在图形编辑软件（如AutoCAD、CAXA）中，将所有的图形转移到同一层中；
2）在其他图层对图形进行编辑，通过捕捉相关的点，进行相关线（包括虚线、中心线、双点画线、曲线）的绘制，以满足图形的修改要求；
3）删除或者隐藏步骤1中层的图像，排除不需要图形的干扰。
最综处理过的图像文件，如同原始CAD图纸时文件，通过此种方法的好处在于：参照原始PDF文件，在转换后CAD的图形上重制CAD文件，效率大幅度提高。

3.3  DWG文件工程图的模板建立

图形转化软件可识别文字、图形信息，对于图片信息则无法解读转换，在转换过程中也时常对其他基础信息误读而转化为乱码，因而针对无法识别的图形文件元素，需要建立一个符合国家标准、完整的DWG文件模板，可替换常见无法读取或误读的图形基础信息，同时也便于统一图纸的样式以及其相关的修改。
（1）线粗
在国家标准中规定，工程图中的线粗只有两种，分别是细线和粗线，线粗的比例大约为1:2，可建立两种线型，分别是细线0.18 mm和粗线0.35 mm。
（2）文本和标注样式
在国家标准中规定，工程图中汉字采用仿宋字体、数字采用宋体，统一字高为3.5。AutoCAD中提供的ISO比较符合国标，但必须进行修改，以建立符合完全符合中国国家标准的样式。此外，由于处理后的DWG文件，要满足工程修改的要求（比如在工程图中新建一个“孔”图形，必须参照标准，为此就要求DWG文件中测量值须是标注值）。但在复杂的图形中，通常有不同的绘图比例，如果建立统一的测量比例，就不能满足要求。为了解决这一问题，在复杂的图形中，就要求建立不同的标注样式及测量比例，以满足后期的需求。
（3）图层及标题栏
统一的图层标准及标题栏，更是有利于工程图修改人员针对图纸进行修正。合理的图层设置，能提高修改的效率，减少系列产品的开发周期。不同的公司，对于设置图层和标题栏有着不同的标准，因而新建图层的设置需要便于最终图层的成形，减少修改次数。
在此，基于目前DWG图层的分类，提出一种图层方案：细线层、粗线层、虚线层、中心线层、双点划层、文本层、块层。对图形进行细分层，在后期修改操作中，如果通过进行相关层的操作，可以提高修改工程图的效率。
（4）块
在修改图形中，一些特殊的图形符号的输入，不利于提高工作效率，新建不同的图形符号的块就能解决这一问题。在工程制图中，常用的特殊符号有：粗糙度符号、深度符号、沉孔符号、埋头孔符号、弧长符号、斜度符号、锥度符号。通过建立这些图形的符号，在修改图形中插入块，简单便捷。

3.4  图形转化修正方案

如图1所示，PDF图形文件经过图形格式转换软件，转变成DWG文件，选取适当缩放比例，输出的DWG转化文件，经过上述所探讨修正方式的图形基础信息规范补充，最终可得到满足生产需求的DWG工程图。

4  结束语

基于图形文件转化技术已得到初步的研究与应用，然而存在基础信息缺失、图形不规范等缺陷，针对大批量图形文件格式转化所带来的提升图形转化效率、缩短图形修正周期方面仍难以满足当前和未来发展的需要。建立以模型文件和工程图为基础的交互式修补模型将实现图形文件转化的阶跃发展，不仅体现在图形文件转化效率、转化规范性，而且对于今后图形文件的信息交流传递的模式发展具有重大的参考价值。

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