摘要：PKPM是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中最為常用的軟件。對(duì)PKPM的深層次研究在幫助我們理解軟件意圖的同時(shí)，也可以為我們的設(shè)計(jì)工作帶來很大的便利。本文通過對(duì)PKPM軟件中通用的*.t文件格式圖形的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行研究，初步掌握了T文件的二進(jìn)制數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。以此，我們可以直接對(duì)T文件進(jìn)行編輯和打印輸出而不借助PKPM軟件平臺(tái)。進(jìn)一步作為應(yīng)用舉例，本文介紹了如何利用以上二進(jìn)制數(shù)據(jù)進(jìn)行打印的思想原理，并編寫了T文件的通用批量打印程序，大大簡(jiǎn)化了打印結(jié)構(gòu)計(jì)算書時(shí)原本繁復(fù)的操作流程。
關(guān)鍵字：PKPM，T文件，數(shù)據(jù)格式，打印
中圖分類號(hào)：C37文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
0概述
在PKPM中，二維模型與結(jié)果圖形默認(rèn)以*.t格式的文件保存（下稱T文件）。該文件為二進(jìn)制格式，只可以通過PKPM軟件中本身集成的程序進(jìn)行編輯和打印輸出操作。T文件缺乏廣泛的第三方支持。同時(shí)，官方的*.t、*.dwg格式圖形的單向轉(zhuǎn)換程序功能單一，并不滿足大批量打印的操作需求。PKPM曾提供Modify模塊的二次開發(fā)接口[1]，然而由于軟件強(qiáng)制，市面上以此開發(fā)的應(yīng)用難覓蹤跡，現(xiàn)在PKPM技術(shù)熱線也基本停止了對(duì)二次開發(fā)的支持。
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，生成計(jì)算書需要對(duì)T文件的圖形結(jié)果進(jìn)行打印輸出。對(duì)此，常規(guī)操作是在PMCAD、SATWE模塊中依次打開各層結(jié)果逐一進(jìn)行打印。網(wǎng)上另有兩種批量打印計(jì)算書的方法：1）用PKPM自帶功能將T文件逐一轉(zhuǎn)換成*.dwg文件，經(jīng)過統(tǒng)一設(shè)置后，尋求非專用的批量打印DWG圖形的軟件進(jìn)行打印。這種方法要求本機(jī)必須安裝PKPM，該功能會(huì)由于調(diào)用庫(kù)和第三方控件的問題無法做到綠色化，故而無法在移植的計(jì)算機(jī)上使用；2）采用基于AutoCAD環(huán)境的ARX程序，轉(zhuǎn)化成DWG圖形后進(jìn)行打印。這些ARX程序可能是探索者等基于CAD開發(fā)的的軟件抽取出來的，因此采用這種方法就要求安裝指定版本的AutoCAD環(huán)境，也比較麻煩。
本文旨在直接對(duì)T文件的二進(jìn)制數(shù)據(jù)進(jìn)行識(shí)別，分析出其中暗含的圖元對(duì)象和相關(guān)屬性，以便于后續(xù)直接進(jìn)行編輯和打印輸出。這種思路的優(yōu)點(diǎn)是，可以省去轉(zhuǎn)化為DWG圖形的中間步驟，避免中間轉(zhuǎn)化過程中不同格式圖形所預(yù)定義的語義偏差造成的誤差；同時(shí)，可以完全不依賴PKPM軟件和AutoCAD環(huán)境，即可以在沒有PKPM授權(quán)和AutoCAD的電腦上直接對(duì)*.t文件進(jìn)行編輯和打印輸出。通過這種思路，我們可以編寫第三方打印程序和可視化編輯器，并提供T圖轉(zhuǎn)化為任意可行的圖形格式的接口函數(shù)。由于PKPM集成自帶的編輯器足以夠用，而且編寫第三方編輯器較為復(fù)雜，實(shí)用性可行性不強(qiáng)。本文僅示例編寫T文件的直接打印程序。
1數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分析
1.1文件結(jié)構(gòu)
T文件是基于二進(jìn)制格式存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)文件。通過WinHex初步分析所有數(shù)據(jù)都是明文存儲(chǔ)，并未采用算法進(jìn)行加密，否則對(duì)T文件的分析將會(huì)極其困難。文件不存在文件頭，并未指定文件格式版本、打開所需的應(yīng)用程序最低版本、哈希校驗(yàn)等信息。文件是大量記錄的順序堆放，即：
............
經(jīng)過完整分析并沒有一個(gè)集中數(shù)據(jù)區(qū)塊是供跳轉(zhuǎn)查詢用的堆棧。每一條記錄代表一個(gè)圖元或者一條設(shè)置指令，都依循著固定的格式。順序堆放的指令記錄只對(duì)后續(xù)的其他指令和圖元有效，同時(shí)，文件中存在相當(dāng)數(shù)量的已然失效的指令記錄，這兩點(diǎn)類似命令流語句。依據(jù)這種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，T文件圖形實(shí)現(xiàn)撤銷（UNDO）操作不難。
1.2版本控制
前一節(jié)指出，T文件中并不存在文件頭以定義版本信息。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，T文件的版本是通過各記錄本身格式實(shí)現(xiàn)定義的。通用的單個(gè)記錄結(jié)構(gòu)為：
{[結(jié)構(gòu)標(biāo)識(shí)][數(shù)據(jù)實(shí)體][結(jié)構(gòu)標(biāo)識(shí)]}
PKPM2010中，SATWE模塊生成的T文件中，所有記錄的結(jié)構(gòu)標(biāo)識(shí)均為{xxxxFCFF}，其中xxxx字段標(biāo)示了該記錄的類型編號(hào)，部分記錄類型編號(hào)如表1所示。TCAD中生成的記錄均為{xxxx34FF}，PMCAD模塊中生成的兩種版本的記錄均有。在更老版本的PKPM中，結(jié)構(gòu)標(biāo)識(shí)均為{xxxx}。
表1部分類型編號(hào)定義
不同版本的記錄后續(xù)數(shù)據(jù)實(shí)體的格式有所不同，但是有共性的屬性和字段定義。對(duì)于常用的以{xxxx34FF}和{xxxxFCFF}標(biāo)示的記錄，后續(xù)的數(shù)據(jù)實(shí)體主要包含如下幾部分定義：1）全局索引；2）分組；3）標(biāo)識(shí)碼；4）保留位；5）數(shù)據(jù)區(qū)。下文將舉例介紹部分圖元與指令實(shí)體的詳細(xì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
1.3圖元詳細(xì)結(jié)構(gòu)解析
下面簡(jiǎn)單舉例介紹不同類型的圖元對(duì)象的詳細(xì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
1.直線（0x0002）
2.字符（0x0008,0x0009）
1.4指令詳細(xì)結(jié)構(gòu)解析
2打印原理
打印的基本思想就是指示打印機(jī)如何正確地把所有可視化對(duì)象繪制到打印紙的合理位置。本文利用C#語言編寫程序?qū)η耙还?jié)獲取的圖元進(jìn)行打印。我們利用打印類封裝的System.Drawing.Printing.PrintPageEventArgs
類型的參數(shù)進(jìn)行配置，可獲取以及指定打印紙張、頁面布局等基本信息。此處需要注意的是，默認(rèn)的紙張尺寸單位是1/100英寸，圖元的繪制時(shí)繪圖空間須進(jìn)行比例換算。隨后利用封裝參數(shù)獲取Graphics對(duì)象，匹配合理的畫筆、圖刷、線型等信息進(jìn)行繪圖。
打印繪圖中需要注意的主要過程：
1）讀取二進(jìn)制的t圖，進(jìn)行數(shù)據(jù)識(shí)別，對(duì)圖元進(jìn)行定位，界定最大邊界范圍。
2）根據(jù)紙張尺寸，對(duì)t圖中所有的對(duì)象的定位和尺寸大小確定縮放比例。幾何圖形按實(shí)際比例縮放確定，對(duì)于文字，有兩種思路，方法一，同幾何圖形按照實(shí)際定義的大小進(jìn)行繪制，方法二，模仿CAD中設(shè)置有繪圖和打印兩種比例以保證真實(shí)紙張上的字體不會(huì)顯得太小。由于計(jì)算書為A3或A4白圖，本文采用第一種方法。對(duì)于宋體等非等寬字體，須在內(nèi)存中預(yù)先繪制文字以測(cè)量其實(shí)際尺寸，同時(shí)須修改最大邊界；而等寬字體如CourierNew等不需要進(jìn)行預(yù)先繪制。如此，就建立了從圖紙到實(shí)際白紙上的單位換算問題。
3）坐標(biāo)換算。這個(gè)問題需要考慮如下幾個(gè)部分：
a)基于紙張橫版豎版自適應(yīng)的思想，若紙張長(zhǎng)寬方向與圖形不一致，則應(yīng)當(dāng)旋轉(zhuǎn)該圖形以獲得更加美觀的打印布局。由于原理上豎向打印需要通過分解成橫向常規(guī)打印進(jìn)行，所以我們不建議對(duì)可視圖元進(jìn)行90度旋轉(zhuǎn)。所以需要對(duì)圖紙本身進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，當(dāng)打印完成后再歸位。
b)圖形坐標(biāo)系和打印空間坐標(biāo)系不同，如圖1所示。對(duì)前文已經(jīng)配置好縮放比例的圖紙空間與打印空間進(jìn)行映射，需要對(duì)坐標(biāo)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
c)旋轉(zhuǎn)文字的繪制。繪制非常規(guī)文字唯一的思路是，以文字插入點(diǎn)為局部坐標(biāo)系原點(diǎn)，旋轉(zhuǎn)圖紙空間，繪制文字，然后旋轉(zhuǎn)歸位。此處需要注意文字水平對(duì)齊和豎向?qū)R方式，否則插入原點(diǎn)位置不正確會(huì)導(dǎo)致文字飄失。
d)文字的拉伸。SATWE結(jié)果中在狹窄處經(jīng)常有壓縮變形的文字。對(duì)于這部分文字，同樣不存在對(duì)扭曲的文字的直接繪制方法，只可以通過對(duì)圖紙空間的扭曲、復(fù)位達(dá)到此類效果。
以上具體問題的處理均可以轉(zhuǎn)化為對(duì)圖紙空間的二維變換，通過適時(shí)建立平移、旋轉(zhuǎn)、拉伸矩陣進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題。
平移矩陣變形矩陣二維旋轉(zhuǎn)矩陣
解決了最為復(fù)雜的圖形繪制問題，剩余的打印頁數(shù)控制、目錄、頁眉頁腳以及打印整本計(jì)算書所需的文字計(jì)算書部分都較為容易解決，相關(guān)資料也較多，此處不再贅述。
3打印結(jié)果
依據(jù)上文方法，利用C#編程直接讀取某任意T文件二進(jìn)制數(shù)據(jù)，選擇AdobePDF虛擬打印機(jī)進(jìn)行打印，打印效果如圖3所示。與PKPM自帶的打印功能相比較，本文程序打印效果無論圖形真實(shí)度還是顏色筆刷均毫不遜色。
圖3實(shí)際打印效果以及細(xì)部效果
4結(jié)論
通過本文中對(duì)PKPM軟件T文件數(shù)據(jù)格式的研究和簡(jiǎn)單應(yīng)用，我們不借助于PKPM、AutoCAD運(yùn)行環(huán)境，對(duì)T文件直接編程打印進(jìn)行了實(shí)踐。由于打印圖形結(jié)果是整個(gè)打印計(jì)算書過程中的核心和難點(diǎn)，文本計(jì)算書部分的編程打印難度很小，于是，進(jìn)一步我們即可輕松實(shí)現(xiàn)對(duì)整本計(jì)算書的一鍵打印，由此打印PKPM計(jì)算書的工作量將大大減輕。另外，基于本文對(duì)T文件數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的研究，可以編寫T文件轉(zhuǎn)任何其他可行圖形格式（例如DXF，DWG）的接口程序。未來BIM是主流，而PKPM仍然是結(jié)構(gòu)計(jì)算的基礎(chǔ)工具。本文的研究思路對(duì)于如何實(shí)現(xiàn)Revit軟件和PKPM實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互的可能性將會(huì)有一定的啟示作用。
參考文獻(xiàn)
[1]中國(guó)建筑科學(xué)研究院建筑工程軟件研究所,面向工程應(yīng)用的圖形平臺(tái)TCAD-PKPM建筑工程軟件系統(tǒng)的通用圖形平臺(tái)[M].中國(guó)建筑工業(yè)出版社,200
