形和字体的格式及编码

1、形的基本概念

  形(SHAPES)是一种特殊实体，可使用线、弧及圆来定义它们。对CAD来说，Shapes在存储和绘图方面比另一种实体块更有效。在必须频繁的插入一个简单的零件和速度很重要的情况下，用户定义的形很有用。它的一个变种是用于确定文本字体。

  在上面已提到形都是由简单的对象组成。这些对象是单一的直线、圆弧和圆。简化使用这些对象的原因是在指定方向和距离值时，不能使用小数和建筑单位，而只能使用整数和整型的分数。例如，一条线的距离等于1除以2的平方根(值为.7071068)，而分数70/99 (等于.7070707)，近似于线的距离值，因此可用此分数值代替。

  形和字体都以同一种方式编写，并都保存在扩展名为. SHP文件中。SHP文件必须编译为SHX文件才能被调用。也就是说，SHX是通过CAD将文本格式的SHP文件编译成二进制的SHX文件。其目的是将SHP内的形（包括字形）定义予以适当的排列及组织为二进制文件格式，以方便及加速CAD的存取。

实际上，形文件分为三种：形、ASCII字型及大字型文件。三者在设计时唯一的差别是文件头的声明行（下节解释），而在使用时的主要区别在于调用它们的命令不同。形使用SHAPE命令通过字形名称调用，而字体在插入文本时才被调用，如执行TEXT和DIM命令。ASCII字型文件以1Byte的字形码调用，也就是常说的英文字型文件，大字型文件以2Byte的字形码调用，也就是常说的中文字型文件。不管是用SHAPE命令调用的形，还是作为一个字符插入时，输入的形名既可以大写也可以是小写。

2、SHP文件的格式

对SHP文件而言，形、ASCII字型及大字型文件三者在文件格式上是相近的，主要区别在于文件头的声明行不同。三种SHP形文件的格式如下：

2.1、形文件的形定义格式

  单个的字符以ASCII码的形式编写并保存。.SHP文件或.SHX文件可以包含255个字符，每个字符定义有一个标题行，如下所示：

*形编号，字节数，形名称

  标题行的下一行将用一行或多行代码定义字符。简单的形只用一行或两行就可表达清楚。

  标题行中每一项的含义为：

  形编号可从1到255，但不能重复。形编码的数值不可为0，此为特殊码。

  字节数定义一形符号使用的字节数，包括末尾的0表示形定义结束。在定义形字符时使用的字节数最多不能超过2000。字节之间以逗号分隔。还可将一对数值用括号括起来，增强可读性，但括号无其他含义，也不占用一个字节。

形状文件是以名称调用，即用SHAPE命令调用形，形名必须大写。在使用SHAPE命令时要输入形名，正如在BLOCK命令中使用块名一样。

2.2、ASCII字形文件的形定义格式

  ASCII字型在上述基础上增加了文件头声明，增加的声明为：

*0,4，字符集名称

上高，下高，种类，0

  含义为：

0:特殊的字型码，声明此为字型文件的文件头

4:长度值，其值固定,Bytes

字符集名称：任意的字符串，不要太长。

上高：文字基准线上方可允许的高度。

下高：文字基准线下方可允许的高度。

种类： 0—仅供横向方向书写的文字集

1--仅供竖向方向书写的文字集

2—同时可供横向和竖向两个方向书写的文字集

  对于ASCII字型文件，形名称可以使用小写字母，这样在编译并保存到内存中时，CAD将忽略这些名称，可节约SHX文件的空间。在字形文件中，形名称只用于便利SHP文件的阅读。

ASCII形文件与上述的形文件一样，一个文件中只能包含255个字符，每个字符定义有一个标题行，同2.1。

2.3、大字型文件的形定义格式

  有些语言如日语、朝鲜语，具有数千个非ASCII码文字。为了写这种文字，CAD提供了一个形定义的专用格式文件，即大字型文件（big-font）。大字型文件除了与ASCII字型文件一样拥有特殊码0，在文件的第一行还一定要有如下的声明：

  *BIGFONT字数，字码区间数，区间一，区间二，。。。

  其余同ASCII字型文件。

  其中：字数：字型文件内的大约字数，与实际数误差〈10%.

字符区间数：以字符的High Byte为主，内分为几个区间。

区间一、区间二：High Byte的上下范围。

本文主要讨论ASCII码的扩充，对大字型文件在此不多加讨论。

3、形文件的编码

SHP文件是采用一系列的形状描述字和专用码来编码的，程序员使用正文编辑程序或字处理程序来输入。

3.1、形状描述字

  形状描述字包括一个字节的笔运动矢量长度和方向代码。用二进制代码指定笔运动的矢量长度和方向代码可以组成一个形-字符。每一个二进制代码是一个字节。代码0到16不是矢量-方向代码，而是专用的编写形定义的代码。

  每个矢量的长度和方向代码是一个三字符的字符串。在代码字符串中，第一个字符必须为0，第二个字符指定矢量的长度,它相对于形状的”高度”而言。矢量长度受到比例因子的影响，矢量长度和比例因子的积是实际的距离值。第三个字符指定矢量的方向。在使用时，有16个可用的标准方向。图2-1所示为16个标准方向。

  图中所有矢量都是以同一长度规格来绘制的。对角线矢量被“延长”来匹配最接近正交矢量X或Y的位移量。例如；让我们建立一个命名为DBOX形状号为230的形状。见图2-2

*230，6，DBOX

014，010，01C，018，012，0

  注意除了可以使用矢量-方向代码外，还可使用特殊代码8和9定义一对由X和Y增量组成的位移值。

3.2、专用代码

  专用代码可以是十进制也可以是十六进制，指定的代码可以从0到16或从000到00E。以0打头的三位二进制数是十六进制的特殊代码。代码10是十进制的特殊代码，而010等于十进制数的16，但最重要的是010被CAD解释为矢量-方向代码，表示矢量的长度为1，方向为0度。等于10的十六进制数是00A。各专用代码的含义如下。

  代码0：形定义的结束,形定义的结束标记是0。

  代码1和2：抬笔和落笔落笔(即绘图)模式在绘制每个形的开始时激活。当绘图模式打开时，一个矢量说明将绘制一条直线；当绘图模式关闭时，矢量说明只移到新位置，而不绘制直线。

  代码3和4：比例因子按照下面指定的整数因子放大或缩小形中的一个(或一组)矢量的尺寸。代码3告诉CAD用下一矢量除以紧随代码3后的比例因子，代码4告诉CAD用下一矢量乘以紧随代码4后的比例因子。比例因子在同一形中是累计的。

  代码5和6：保存和恢复位置形定义中的每一位置都与上一个位置关联。一旦笔被移到了一个特殊的位置上，在移动前可在形定义中记录当前的位置供以后使用。这用于当一个对象在同一个位置上开始或结束多次的情况。例如，组合使用代码5和6将非常方便地绘制一个带有辐条的车轮，用代码5定义车轮的中心，绘制辐条，然后用代码6返回车轮的中心继续绘制。

  保存和恢复位置也就是将当前位置压入堆栈或从堆栈中弹出的过程。堆栈中一次最多可保存四个位置。从堆栈中弹出的顺序与压入堆栈的顺序相反，且每个压入堆栈的位置必须弹出。

  如果由于过多的压入操作、弹出而造成堆栈溢出，则在绘制形时将显示错误信息

  代码7：子形 在SHP/SHX文件中定义的一个形，该形可包含在同一个形文件中的另一个形定义中，代码7后面紧跟插入的形的编号。

  代码8和9：X - Y位移普通矢量只能绘制在16个预定义的方向上，并且最大长度为15。通过代码8和9可用X - Y位移绘制非标准矢量。代码8后必须跟两个定义字节，分别为X位移与Y位移。倒如，8,(7,-8)表示将笔沿X轴正向移动7个单位，沿Y轴负向移动8个单位。这里的括号是可选的，只是为了增强可读性。用代码9可绘制一系列非标准矢量。此代码后面可跟任意数量的X-Y位移对，由(0,0)对终止。例如，9, (7,-8), (14,9), (-17,3), (0,0)表示按当前的模式使用三对位移值，用(0,0)对返回普通矢量模式。

  代码00A：八分圆弧代码00A(或10)告诉CAD用下两个字节定义一个圆弧，此圆弧称为八分圆弧，因为它跨越一个或多个45°的八分圆。八分圆弧的起点和端点都在八分圆边界上。图2-3所示为各八分圆的代码编号。绘制八分圆弧的格式如下所示：

10，半径，(-)0SC

  半径可以是1到255之间的任意值。第3个字节以0打头，指定圆弧的方向(顺时针方向为负，逆时针方向为正)、起始八分圆( S )和跨越的八分圆数( C )的值为0到7。其中，0等于八个八分圆或整个圆。图18-48所示的弧用以下代码绘制：

10，(2，-043)

  绘制的圆弧半径为2，从八分圆4处开始，顺时针旋转135°(跨越了三个八分圆)。

代码00B：不规则圆弧 代码00B(11)绘制不规则的圆弧，其起点和端点不一定在八分圆边界上。其定义格式为：

11，start_offset，end_offset，high_radius，low_radius，(-)0SC

start_offset和end_offset表示从圆弧起点和端点到所在的八分圆边界的距离。high_radius如果为非0值，表示半径大于255。low_radius和最后定义的字节与八分圆弧的定义(代码00A，如前所述)一样，负数依然表示顺时针方向。

  代码00C和00D：指定凸度的圆弧 代码00C和00D(12和13 )提供了另一种不同于八分圆的绘制圆弧的方式。在代码00C和00D中通过将凸度因子应用到位移矢量来绘制圆弧。代码00C和00D是由X位移和Y位移确定圆弧的端点，由凸度确定圆弧的曲率。凸度由连接圆弧两个端点的直线确定。凸度的取值范围为-127到+127。最大和最小值(127或-127)定义了180°的圆弧(半个圆)。小值对应小度数的圆弧。意思是，假设指定的凸度值为x，用x乘以180再除以127，即得到对应的角度值。凸度值为0表示定义一条直线。

  代码00C绘制一段圆弧，而代码00D绘制多段圆弧(polyarcs)。它们与代码8和9相似。代码00D与009一样，必须用(0,0)对终止。代码00D后面可跟0或多个圆弧段定义，其中0凸度值用于绘制直线。

代码00E正文垂直标记命令。专用码00E(14)仅用于双向文字字体描述中，即文字可以在水平和垂直两个方向上表示。当该码用到字符定义中，如果文字垂直写，则对下一个码进行处理。如果文字是水平写的，则下一个码就跳过不予处理。

  在水平文字中，每个字符的起始点在其基线左端，而在垂直文字中，起始点在字符顶部中心。在每个字符结束时，“抬笔”段一般要回到下一个字符的起始点。对于水平文字要向右，对垂直文字要向下。专用码00E主要用来调整起点和终点的差别，使同一字形可用在水平和垂直两个方向上。

3、SHX文件的存储格式

  了解SHX文件的格式，有助于事半功倍地解决实际问题。

  ASCII字体文件和大字体文件的SHX格式分别见表2-1和表2-2

表2-1 ASCII字体文件存储格式

序号起始及终止字节数据内容

11∽20Shape文件版本标识字符串,“CAD-86 shapes 1.0”

221∽23CR+LF+EOF (16进制的0D 0A 1A)

324∽25最小的字型码(0)

426∽27最大的字型码

528∽29字型码总数N，包括字符集的声明(Code 0)

630∽(33+4m)M为0到(N-1)，每四个Bytes一字，前2Butes为字型码，后2Bytes为字型定义的长度，均为整数。

7(33+4n-1)∽依长度摆放各字型定义

表2-2大字体文件存储格式

序号起始及终止字节数据内容

10∽21Shape文件版本标识字符串,“CAD-86 bigfont 1.0”

222∽24CR+LF+EOF (16进制的0D 0A 1A)

325∽26(08 00)

427∽28字型码总数N，包括字符集的声明(Code 0)

52∽30字型码区间数K

631∽(31+4m)M为0到(k-1)，每四个Bytes一组存放区间的起始与结尾字码，各2Bytes。

731+4k∽(31+4k+8L-1)L为0到（N-1），每8位一笔存放字型的字码2Bytes、长度2Bytes与字型定义的地址（4Bytes）等数据。

8最后依长度摆放各字型定义

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