在浩辰 CAD 中实现 3D 到 2D 视图导出的一次实践

引言

浩辰 CAD（GStarCAD）的 .NET API 用 GrxCAD.* 命名空间对应了 AutoCAD .NET API 的接口。在浩辰 CAD 2022 中开发一个"选择 3D 实体 → 生成前/后/左/右四个正交方向的 2D 投影 → 输出为文件"的命令时，我们尝试了多条路径，发现了一些与 AutoCAD 行为不一致的地方。

以下是开发过程中的方案记录。

需求与环境

需求：浩辰 CAD 2022 插件 ------ 用户选择 3D 实体 → 自动生成前、后、左、右四个正交方向的 2D 投影 → 输出文件。

环境：C# / .NET Framework 4.8 / GStarCad.Net 20.22.0（NuGet 包，包含 GrxCAD.Interop.dll、gmap.dll、gmdb.dll 三个 DLL）。

在 AutoCAD 中，这类需求通常有三条路径：FLATSHOT（平面摄影）、SECTIONPLANE + SECTIONPLANETOBLOCK、或者 COM GenerateSectionGeometry API。我们在浩辰 CAD 中分别做了尝试。

路径一：FLATSHOT 命令

FLATSHOT 是 AutoCAD 中将当前视图方向的 3D 模型投影为 2D 线框图块的命令：

csharp 复制代码

ed.Command("VPOINT", "0,-1,0");
ed.Command("FLATSHOT", ins, 1, 1, 0);

尝试过程：

用 .NET API ViewTableRecord.SetCurrentView() 设正交视图 ------ 四个方向输出相同，SetCurrentView() 在 GStarCAD 中不生效。
改用 COM 异步 VPOINT ------ 仍输出相同，COM SendCommand 是异步的，VPOINT 执行完之前 FLATSHOT 就已经跑了。
用 Editor.Command("VPOINT", vp) 同步执行 ------ FLATSHOT 对话框弹了出来。CMDDIA=0 和 FILEDIA=0 无法抑制。

结论：SetCurrentView() 不生效、FLATSHOT 对话框无法抑制。这条路径在浩辰 CAD 中不可用。

路径二：COM Section API

GrxCAD.Interop.dll 中声明了 Section 相关的 COM 接口：

复制代码

IGcadSection.GenerateSectionGeometry(
    GcadEntity pEntity,
    ref object pIntersectionBoundaryObjs,
    ref object pIntersectionFillObjs,
    ref object pBackgroudnObjs,
    ref object pForegroudObjs,
    ref object pCurveTangencyObjs
)

尝试过程：

dynamic section.GenerateSectionGeometry() ------ 报错"缺少某个必需的参数"。方法有 6 个必需参数，无重载。
dynamic 不支持 ref 参数传递，改用 Type.InvokeMember + ParameterModifier 反射调用：

csharp 复制代码

object[] args = new object[6];
args[0] = (object)section;
args[1] = null; args[2] = null;
ParameterModifier[] mods = new ParameterModifier[1];
mods[0] = new ParameterModifier(6);
mods[0][1] = true; mods[0][2] = true; // mark ref params
section.GetType().InvokeMember("GenerateSectionGeometry",
    BindingFlags.InvokeMethod, null, (object)section, args, mods, null, null);

反射调用成功，内部抛出 TargetInvocationException，内层异常是 E_NOTIMPL（未实现）。
在调用前设置 Section 类型为 2D 投影模式（gcSectionType2dSection），配置 GenerationOptions、SourceObjects、DestinationBlock 后调用 ------ 仍然是 E_NOTIMPL。

结论：GStarCAD 2022 的 COM IDL 声明了 GenerateSectionGeometry 方法，但运行时未实现。API 声明存在，调用返回 E_NOTIMPL。

路径三：原生命令 SECTIONPLANE + SECTIONPLANETOBLOCK

不依赖 COM，直接使用 GStarCAD 原生命令。

尝试过程：

SECTIONPLANE（3 点法）创建剖面平面成功，可视化正确。执行 SECTIONPLANETOBLOCK，报"截面创建操作因截面对象的位置未生成任何几何体"。
扩大剖面平面范围到包围盒的 3 倍 ------ 同样结果。
用 (handent "handle") LISP 语法精确选择剖面平面后执行 SECTIONPLANETOBLOCK ------ 选择成功，仍不生成几何体。

结论：SECTIONPLANE 能可视化，但 SECTIONPLANETOBLOCK 在这些条件下不生成 2D 投影。

路径四：COM 直接操作实体

尝试直接通过 COM 操作实体引用：

comDoc.HandleToObject(handleStr) ------ 触发 AccessViolationException，原生内存访问违规。
COM SelectionSet.Select() 尝试全部选择模式（Crossing、All、Previous），所有模式 Count=0 或抛异常。

GStarCAD 的 COM IDispatch 实现与标准 AutoCAD COM 有较大差异。通过 dynamic 调用的 COM 方法行为不可预期。

结论：COM 互操作在浩辰 CAD 中不可靠，应避免使用。

路径五：文件格式导出

在内存/COM 操作都不行的情况下，考虑将实体导出为文件，用外部工具处理。

导出格式

尝试	结果
`_.EXPORT .stp` / `.step`	GStarCAD EXPORT 不支持 STEP 格式
`_.IGESOUT`	命令不存在
`_.ACISOUT`	导出成功

ACISOUT 可以导出 SAT（ACIS 实体模型，精确 B-Rep 格式）。

Editor.Command 参数限制

在将文件路径传给导出命令时，遇到了一些与 AutoCAD 不一致的行为：

调用	结果
`Editor.Command("_.ACISOUT", "_ALL", "", satPath)`	`eInvalidInput`
`Editor.Command("_.OPEN", satPath)`	`eInvalidInput`
`Editor.Command("_.ACISOUT", satPath)`	路径被当作点选坐标
`SendStringToExecute("_.SCRIPT ...")`	命令不执行

GStarCAD 的 Editor.Command 不支持 _ALL 关键字、不支持打开非 DWG 文件、不支持 _.SCRIPT。SetImpliedSelection 不会将当前选择传递给导出命令的文件名提示。

可用的做法：SendStringToExecute + DoEvents

SendStringToExecute 可以将命令字符串送入 GStarCAD 的命令队列，_ALL 关键字在这个过程中可以正常工作（不同于 Editor.Command）。由于它是异步的，需要通过 Application.DoEvents() 泵送消息队列，让命令在 CommandMethod 返回前执行完：

csharp 复制代码

ed.Command("_.FILEDIA", 0);

doc.SendStringToExecute(
    string.Format("_.ACISOUT _ALL\n\n{0}\n_.FILEDIA 1 ",
        satPath.Replace('\\', '/')),
    false, false, false);

// 消息泵等待文件生成
var deadline = DateTime.Now.AddSeconds(30);
while (DateTime.Now < deadline)
{
    System.Windows.Forms.Application.DoEvents();
    if (File.Exists(satPath) && new FileInfo(satPath).Length > 100)
        break;
    Thread.Sleep(200);
}

SAT → STEP 转换

ACISOUT 输出的是 SAT 格式，后续的投影工具 OCCT 的原生输入格式是 STEP。需要一个独立的 GStarCAD 脚本进程做格式转换：

csharp 复制代码

var script = "FILEDIA 0\n_.OPEN \"satFile.sat\"\n_.SAVEAS 2018 \"stepFile.stp\"\n_.QUIT Y\n";
Process.Start(gcadExe, "/b " + scriptPath);

注意第二个 GStarCAD 实例可能因为 DDE/SDI 冲突而报"另一个程序正在运行中"，需在脚本中设置 SDI=0。

投影引擎：Open CASCADE (OCCT)

GStarCAD 自身不能生成 2D 投影，引入 Open CASCADE Technology ------ 工业级开源几何内核，原生支持 HLR（隐藏线消除）投影。

在 OCCTProxy.dll（C++/CLI 桥接）中实现投影逻辑：

cpp 复制代码

void OCCTProxy::Generate2DViews(const char* inputFile, const char* outputFile)
{
    // 读取 STEP
    STEPControl_Reader reader;
    reader.ReadFile(inputFile);
    reader.TransferRoots();
    TopoDS_Shape shape = reader.OneShape();

    // 四个正交方向
    gp_Dir dirs[4] = {
        gp_Dir(0, -1, 0),   // Front
        gp_Dir(0,  1, 0),   // Back
        gp_Dir(-1, 0, 0),   // Left
        gp_Dir(1,  0, 0)    // Right
    };

    TopoDS_Compound result;
    BRep_Builder builder;
    builder.MakeCompound(result);

    for (int i = 0; i < 4; i++)
    {
        HLRBRep_Algo algo;
        algo.Add(shape);
        HLRAlgo_Projector projector(gp_Ax2(gp_Pnt(0,0,0), dirs[i]));
        algo.Projector(projector);
        algo.Update();
        algo.ShowAll();

        HLRBRep_HLRToShape hlrToShape(&algo);
        builder.Add(result, hlrToShape.VCompound());  // 可见边
        builder.Add(result, hlrToShape.HCompound());  // 隐藏边
    }

    STEPControl_Writer writer;
    writer.Transfer(result, STEPControl_AsIs);
    writer.Write(outputFile);
}

使用 HLRBRep_Algo 精确算法（不需要三角化），四个方向分别投影，可见边和隐藏边合并到输出文件。

最终架构

复制代码

VIEWEXPORT 命令
  │
  ├── 用户交互选择 3DSOLID (Editor.GetSelection)
  │
  ├── [Step 1] SendStringToExecute + DoEvents
  │   ├── FILEDIA=0 → ACISOUT _ALL → SAT 文件
  │   ├── 独立 GStarCAD 脚本进程: OPEN SAT → SAVEAS STEP
  │   └── 回退: EXPORT STL
  │
  ├── [Step 2] OCCTTool.exe
  │   └── OCCTProxy.dll (C++/CLI)
  │       └── Open CASCADE (C++/HLRBRep_Algo)
  │
  └── [Step 3] 输出 2D STEP → 用户 SAVEAS DWG

完全绕过了 GStarCAD 的 COM 层、FLATSHOT 和 SECTIONPLANETOBLOCK。GStarCAD 只负责 Step 1 的 ACISOUT 导出，投影逻辑全部由 OCCT 完成。

GStarCAD API 行为差异记录

#	差异	影响
1	COM `GenerateSectionGeometry` 声明但运行时 E_NOTIMPL	Section COM API 不可用
2	COM IDispatch 不兼容标准 AutoCAD COM	所有 COM 互操作不可靠
3	`Editor.Command` 不支持 `_ALL` 关键字	无法通过 Command 做全选
4	`Editor.Command` 不支持 `_.OPEN` 非 DWG 文件	无法程序化打开 STEP/SAT
5	`_.SCRIPT` 命令不工作	无法通过脚本批量执行
6	`SECTIONPLANETOBLOCK` 不生成几何体	原生命令投影不可用
7	FLATSHOT 对话框无法抑制	无法自动化 FLATSHOT
8	`ViewTableRecord.SetCurrentView()` 不生效	无法程序化设视图方向
9	`SendStringToExecute` 异步	命令顺序需额外处理
10	独立 GStarCAD 进程 DDE/SDI 冲突	需 SDI=0 处理

总结

在浩辰 CAD 开发中的几个注意点

避免 COM Interop。 GrxCAD.Interop.dll 中的 COM 接口行为不可预期，HandleToObject 可能崩溃，SelectionSet.Select 可能空返回，部分 API 只声明未实现。

SendStringToExecute 可以作为备选。 当 Editor.Command 不支持某些关键字时，SendStringToExecute 将原始命令字符串送入 GStarCAD 解释器，绕过了 .NET Command 层的参数检查。代价是异步执行，需要 DoEvents 配合。

独立脚本进程适用于格式转换。 对于 SAT→STEP、STEP→DWG 这类转换，启动独立的 GStarCAD 脚本进程用 /b 参数执行 .scr 脚本，不干扰当前命令处理器。

核心功能考虑外部工具。 如果 GStarCAD 自身不支持某类操作，可以考虑引入专门的工具。本项目中的 HLR 投影由 Open CASCADE 完成。

每个 API 调用需要验证。 在浩辰 CAD 中，AutoCAD API 的等价调用行为并非总是相同。建议对关键 API 调用加上错误处理和日志记录。

全部源码：GStarCad.Net.Demo