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繪圖軟件范文1
關鍵詞：MFC；繪圖；GDI；軟件設計；解決方案
中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2013）10-2345-04
1 概述
繪圖軟件可以說是一個用來作圖的軟件，通常是指計算機中的一組用于繪圖和顯示圖片的程序，它的開發語言和技術已經應用很廣泛。繪圖軟件的開發一般是高級算法語言，以子程序的方式進行實現，其中，它的每個子程序是獨立有繪圖功能。簡而言之，繪圖軟件就是將我們通常所見的所需要的圖像抽象成線條，運用高級算法編程技術對這些點和線條進行組合，加色，保存，編輯等的軟件。
MFC（Microsoft Foundation Classes），是一個微軟公司提供的類庫（class libraries），以C++類的形式封裝了Windows的API，并且包含一個應用程序框架，以減少應用程序開發人員的工作量。運用MFC所包含的控件和類結合Windows GDI+技術實現一個繪圖軟件，既可以達到繪圖的功能又能減少軟件開發人員的工作量，該文接下來就介紹了這樣一款繪圖軟件的設計及實現過程。
2 軟件原理
2.1 GDI+技術原理
GDI+從Windows系統中開始引入一系列的技術來實現常用的功能，這些是基于之前比較老的GDI版本。GDI+加強了可視化的屬性，最主要的就是操作界面和圖像的邊界透明技術，同時改進舊版本的GDi之后，能夠提供多維的矢量圖形和直接實現了各種格式圖片之間的相互轉換，主要的格式包括JPEG，GIF，BMP，JPG等。它還有一大改進就是能夠生成多種格式的圖片，當然也不僅僅局限于圖片，比如我們常說的動畫Flash也可以生成。GDI+最大的特點應屬它的高效率和高穩定性進行圖片的組合和顯示，通過使用ARGB的值來表示顏色，利用雙緩沖技術和從硬件底層實現訪問硬件來提高硬件加速來提高繪圖效率和圖像的信息交換的穩定性。
2.3 MFC技術原理
介紹MFC技術原理之前要先了解幾個基本概念，Windows編程，API，SDK。Windows編程技術：Windwos編程機制是Windows應用程序是按照“事件消息處理”非順序的機制運行，當有某個事件（如單擊鼠標、鍵盤輸入和執行菜單命令等）發生時，Windows會根據具體的事件產生對應的消息，并發送到指定應用程序的消息隊列；應用程序從消息隊列中取出消息，并根據不同的消息進行不同的處理。其中的消息是API的重點，消息的結構一般為：
上面簡單的介紹了GDI+編程技術原理，計算機圖形學原理，MFC技術原理，這三項技術是基于MFC框架繪圖軟件的技術支撐。下面將主要介紹繪圖軟件的設計與實現的過程，包括軟件的主要功能和關鍵代碼已經實現的步驟。
3 軟件的設計
基于MFC的繪圖軟件采用了MFC和Windows下的GDI+編程技術，通過計算機圖形學思想實現圖片的繪制，主要是以點構線，以線構圖，同時加以色彩的渲染，將這些元素最終組合成一個圖?？梢源鎯Τ梢幎ǖ母袷?，關閉軟件之后還可以進行打開編輯，可以設置圖形中元素的屬性以及圖片的相關特性。
3.1 功能設計
基于MFC的本繪圖軟件功能分為基本功能和高級功能?；竟δ苁轻槍Φ膶ο笫且话愕能浖褂谜撸呒壒δ軇t針對的對象是有特性需求的軟件使用者。
1）圖形繪制。運用C++編程語言，實現繪制簡單的圖形，包括直線、曲線、橢圓、矩形、標準圓等基本圖形。
2）文字。可以輸入文字，并且對文字的屬性進行編輯，文字屬性主要包括字體、字號、方向等。
3）多重不規則圖形。通過線段和圖形繪制技術，獲取客戶區鼠標的點擊位置作為不規則圖形的點，然后描繪點間的線，最后形成封閉的多重的不規則的多邊形。
4）圖形變換。通過編程實現對繪圖區中基本圖元的移動、縮放，修改等操作。
5）文件編輯。文件可以保存成任意類型，比如JPG、XML、GIF、FLASH等格式，但是會對其中一種或多種可以實現保存打開后繼續編輯屬性。
6）模塊編輯。軟件使用者可以根據自己的需求編寫相應的模塊，通過軟件接口進行加載，實現特定功能。
7）圖形色彩處理。根據客戶需求，增加顏色的種類和色彩深度，可對圖形進行顏色填充，濾鏡處理等高級功能。
3.3 模塊設計
1）圖形繪制模塊。實現包括直線、圓等基本圖形的繪制以及文本的輸入編輯等功能。
2）工具箱模塊。實現獲取鼠標位置，清空繪圖區，設置繪圖區，顏色控制等功能。
3）圖形編輯模塊。實現圖形的縮放、移動、變換等功能。
4）圖形保存模塊。實現圖形的各種格式的保存，主要提供矢量和位圖的格式保存已經本軟件可以編輯的ED格式。
5）圖元屬性模塊?？刂茍D元的顏色屬性，畫筆屬性，設計風格模式，背景模式等功能。
4 軟件的實現
5 結論
本文基于MFC框架下運用GDI+編程技術，介紹了主要的Windows系統下C++編程中對于繪圖的技術，通過這些技術和STL（模板類庫）實現對圖形的繪制和保存及編輯等功能。
利用SkinSharp和Windows自帶的自繪實現對界面的優化，利用編程技術實現了基本的繪圖和對圖片的各種操作以及高級的模塊動態加載功能。
綜合以上可以看出，該文力在介紹基于MFC的繪圖軟件的設計及實現的主要過程。目前，該繪圖軟件已經擁有良好的用戶界面，實現了對基本圖形的繪制已經各項基本操作，但對復雜圖形的繪制及操作需要用戶自行加載模塊，處理復雜圖形能力相對薄弱。后期研究將主要針對復雜圖形的繪制已經操作進行。
參考文獻：
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繪圖軟件范文2
【關鍵詞】角鋼鐵塔設計 繪圖軟件 關鍵技術
1 軟件主要功能
能夠滿足送電線路中各種角鋼鐵塔（多接腿）和微波塔等各個設計階段的工程圖設計要求，如：鐵塔總圖、分段結構圖（包括各個視向的結構圖、隔面圖、剖面圖、單線圖）、節點的構造詳圖等。
（1）快速、方便、直觀的生成鐵塔總圖。采用圖形化的輸入方式，用戶能夠快速定義塔身控制點及各類中間點，利用所提供的布材程序用戶可以快速、方便的完成布材設計。
（2）快速、方便的工作面切換?？煽焖?、方便的在鐵塔各個工作面（如：鐵塔正面、塔身左側面、塔身右側面、鐵塔后面、橫隔面、塔腿V面及其它任意斜面）之間進行切換，能夠關閉當前工作面之外的其它桿件和節點，使設計人員能夠方便、直觀、不受干擾的按面進行布材設計。
（3）提供模型檢查功能。能夠快速、準確的檢查各工作面的布材情況、節點設計情況；角鋼與節點的對稱關系以及角鋼之間的搭載關系；能夠快速顯示角鋼或節點的其它信息。
（4）模擬顯示角鋼空間擺放。能夠以四種線型（黑色實線、黑色虛線、藍色實線、藍色虛線）描述角鋼的四種空間的擺放方式，能夠在對話框內快速、方便、準確、直觀的模擬顯示指定工作面的布材情況，而無需進行視圖轉換。
（5）自動進行節點及桿件編號。能夠在鐵塔總圖上自動進行節點及桿件編號，并將節點及桿件編號寫入總圖模型。
（6）提供與鐵塔分析計算程序的接口。能自動生成《自立式鐵塔內力分析軟件》所需的部分原始數據（如節點信息、桿件信息及部分總信息等），從而大大減少數據輸入量，而且不需做任何檢查。用戶只需補充桿件的部分數據（如：工作條件系數、最小軸長度、平行軸長度、同時受壓信息等）及全部荷載數據，而且補充桿件數據時有小光標在鐵塔總圖上逐根進行搜索，既形象直觀又不易遺漏數據。
（7）快速、方便的生成鐵塔計算總圖。能夠快速方便的將鐵塔總圖按面展開，并在各展開面上標注節點編號等。
（8）提供鐵塔分析計算程序的后處理程序。能夠自動將計算結果（角鋼的材質及規格、螺栓的規格、等級及個數）寫入總圖模型的對應角鋼，而不必在生成鐵塔分段結構圖時再重新輸入以上數據。
（9）動態的角鋼鐵塔三維模型。能夠在單線體模型和三維實體模型之間進行快速切換，以滿足分析計算、碰撞檢查與節點設計等功能的不同要求。建立動態的角鋼鐵塔三維模型，還可大大地提高屏幕刷新速度、提高模型的清晰程度。
（10）碰撞檢查與節點設計。在三維狀態下按照用戶的要求進行節點快速設計，并對空間的角鋼與角鋼、角鋼與連接板等進行碰撞檢查，以確定角鋼正負頭數值及切角情況。
（11）將鐵塔總圖快速分段。經過碰撞檢查與節點設計，鐵塔總圖攜帶了構件的所有信息，我們可以根據實際情況將鐵塔總圖分成若干段，以滿足生成分段結構圖的需要。
（12）快速生成分段結構圖。能夠快速方便的將鐵塔分段總圖按面展開，即可快速生成分段結構圖。
（13）高效率的標注系統。對相似三角形標注，我們只需在指定位置任點一數字化點，程序能自動搜索相鄰的各個角鋼，并自動生成相似三角形標注。
（14）自動生成全塔材料匯總表和分段材料統計表。能夠統計構件規格、長度、數量及重量，統計螺栓、墊圈、腳釘的個數及重量等，并自動生成全塔材料匯總表和分段材料統計表，分段材料統計表有多種定位方式和布置形式。
2 軟件性能特點
（1）系統狀態保護。對于重要的系統狀態設置，均安排了狀態保護措施，命令執行完畢即返回原來的設置狀態，保證系統的安全可靠運行。
（2）輸入的有效性、合法性檢查。保證用戶輸入的項至少在語法方面是正確的，數值應有合理的取值范圍。
（3）UNDO功能。能夠取消剛剛執行完畢的命令并進行現場保護。
（4）自動檢查標注邊界，避免圖面“打架”的現象。
3 軟件采用的關鍵技術
建立真實的角鋼鐵塔三維模型需要占用大量的內外存空間，這將大大的降低計算機的運行效率，即便是最簡單的刷新屏幕操作，速度之慢也會令用戶無法忍受。有鑒于此，我們提出了動態三維模型的概念。
建立動態三維模型就是用一條攜帶了模擬角鋼三維實體信息的直線段代替一根角鋼，并將模擬角鋼三維實體的全部信息以擴展實體數據的形式寫在直線段上。我們只需在需要的時候將相鄰的直線段變成三維實體，而其余的直線段維持不變，待完成碰撞檢查等操作后，再將三維實體從模型中刪除，同時將碰撞檢查結果寫入相應的直線段。由于大幅度的減少了模型的冗余數據量，所以，大大減少了模型堆建時間及屏幕的刷新時間，同時，也降低了對硬件設備擋次的要求。
由于直線段攜帶的擴展實體數據包含了代表一根角鋼的所有特性信息，使得我們可以將單線體的角鋼鐵塔三維模型很容易的轉換成二維結構圖。
4 系統總體設計
（1）層規劃。為了實現鐵塔各面的快速切換及方便檢索，我們預先給鐵塔各面上的桿件及節點安排不同的層次，而且層次的命名遵循如下的規則。
（2）層名的第一個字符：T-鐵塔頭部；S-鐵塔身部；L-鐵塔腿部。
（3）層名的第二個字符：P-表示節點；Z-主材；X-斜材；B-輔助材；Q-臨時層；H-橫隔面桿件。
（4）層名的第三個字符：1-表示第一象限主材或節點，呈黑（白）色；
2-表示第二象限主材或節點，呈紅色；
3-表示第三象限主材或節點，呈黃色；
4-表示第四象限主材或節點，呈灰色；
Q-鐵塔前面； H-鐵塔后面；
Z-鐵塔左面； Y-鐵塔右面；
T-任意側面；
參考文獻
[1]電力設計部門計算機軟件管理規定[Z]. DLGJ112-93.
[2]送電線路鐵塔制圖規定（送審稿）[Z].東北電力設計院，2010.
繪圖軟件范文3
關鍵詞：三維建模 模擬安裝 非標準件 設計組合
中圖分類號：TP317 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416(2012)01-0102-02
設備管理工作經常不為常人所理解，因其涉及面廣，設備出廠后已經經過裝配車間的組裝成型，其內部結構雖然附有圖形介紹，但識圖能力的要求將很大一部分人擋在了了解設備運行原理的外面，一幅設備裝配圖動輒幾十個零件，即使相關專業人員在第一次查看時也需要大量的時間了解辨識。陜焦公司焦化一廠為年產70萬噸冶金焦炭的生產型單位，其大部分設備都屬于粗重型動態設備，一、二類設備合計142臺套，各種附屬設備更是琳瑯滿目，繁多的設備背后是更加龐大的備件資料，各種非標準備件的詳細資料，要整理起來更是令人頭疼不已。
1、常規設備管理及存在問題
設備的正常運行離不開操作人員、維修人員對設備工作原理的認識，操作工和維修工在設備運行中，逐漸的熟悉了設備的部分性能，但要想真正弄懂設備，就要不僅知其然還要知其所以然，設備附屬資料必不可少，在生產中只有理論聯系實際才能正常對設備運行弄清弄懂。
1.1 問題一?非標準備件的增多
生產廠家從設備生產地購買設備進行安裝運行生產，部分設備安裝到位后，底座、箱體等可能需要用混凝土預埋處理，需要和其它設備配合使用等，這就增加了設備檢修置換難度，限于安裝空間，安裝設備匹配，在運行設備出現問題，某些設備備件損壞需要更換時，就只能采購原廠家設備備件進行更換，想要全部更換或者是另選設備對損壞設備進行置換很難辦到。這其中就存在著廠家因為自己生產設計的需要而改動的非標備件，因為沒有具體的標準，備件損壞后只能從原設備生產廠家購置，受限空間較大。
1.2 問題二?設備技術改造項目中估算多、誤差較大，容易造成浪費
生產單位涉及到的設備、管線技術改造項目，因為屬于改造新添設備、管線，受限于安裝位置的空間大小，安裝中設備、管線的擺放位置等都需要詳細的規劃和計算，需要和其它設備管線配合的接入點、現場的實際情況等都會影響設備的最終安裝形式，安裝時需要的各種材料因為設備安裝形式的不同也會有較大的變化，通常都是采取估算的方法，盡量多購置些安裝材料以保證安裝使用，誤差較大，還有可能影響設備安裝。
2、三維建模軟件在設備管理中的應用
陜焦公司焦化一廠應用三維建模軟件不僅可以輔助生產單位的設備備件、材料的備用歸檔購置，還能指導設備安裝、設計安裝形式等，用平面和立體圖形結合的方法，增加了設備備件的直觀性，使機械零件變的更加形象[圖1、圖2]，模擬設備安裝管路，操作性更強，使機械設備不在被人難以理解。
2.1 非標準件的系統管理
焦化一廠引用機械設計三維建模軟件，生成各種非標準零件的三維立體圖形，投影映射出平面圖形，用平面圖和三維立體圖形結合[如圖3、圖4]表達非標準件，在生產維修中逐步建立非標準零件資料庫，建立健全非標件資料檔案。完善和統計了非標準備件的資料，統計在內的非標準件以后發生故障損壞后，不管是要從原廠家購置還是現場加工都有跡可循。
2.2 指導設備安裝
指導設備安裝，根據設備在生產區域實際的安裝位置，定位設備擺放方式，設備附屬管道連接走向。應用三維建模軟件進行模擬，和現場實際安裝空間等在進行對比，確定最終安裝方式，由模擬出來的管道部署圖，核算設備安裝用料，精確度較高。改進了原來的靠人估算管道用量、規格的情況，更加明確詳細[見圖5]，圖中為化產車間脫硫液旋板換熱器安裝模擬簡圖，紅色代表脫硫液管，藍色代表冷卻水循環走向管。
2.3 設計設備改造
2010年焦化一廠焦爐爐門清理站，因爐門清理量較大，需要增加一個固定爐門架，因新添加的固定爐門架沒有預先預埋基座，無固定底座，經老師傅現場測量設計計算，使用兩塊鋼板上下用螺栓拉實固定爐門架的固定方式，圖6為爐門架下部底座固定方式示意圖。
3、結語
繪圖軟件范文4
【關鍵詞】校企合作；職業能力；課程改革
《電氣繪圖軟件實訓》是重慶工商職業學院電氣自動化技術專業和檢測技術及應用專業的專業核心課程，是一門實踐性、綜合性和應用性很強的課程，通過該課程的學習和項目訓練，使學生了解AUTOCAD軟件和RROTEL軟件的使用，能利用上述兩種軟件進行電氣圖或PCB板的設計?；谠撜n程的重要性和對學生整體職業的可持續發展，我院《電氣繪圖軟件實訓》教學團隊對課程進行了一系列改革，取得了突出的成效。
一、課程改革的背景
依照高職教育的特色和人才培養目標，我院《電氣繪圖軟件實訓》課程教學以培訓學生的實際技能為主，但經過兩年的實際教學和畢業生的回饋信息，發現課程在教學和設置上存在一些不合理的地方，致使學生出社會后與企業的要求有一定的距離，也不能充分發揮學生自身的優勢，對學校也不能體現特色，造成了企業、學校、學生三方都不能充分發揮自己的特點和優勢。正是因為這樣，筆者認為提出以校企合作方式進行課程改革才顯得尤為重要，它不但能培養和提高學生的實踐能力、創造能力、就業能力、創業能力和可持續發展的能力，也能進一步對高職教育的發展和改革起到促進作用。
二、電氣繪圖軟件實訓課程改革的理念與實施
1、課程改革的基本理念
職業教育的課程應體現“以就業為導向”的基本理念，我院教學團隊在與重慶重恒實業有限公司合作的基礎上，了解企業對電氣繪圖員的企業需求，依據專家提出的崗位能力分析和職業能力，參照“國家制圖員證”和“PCB設計工程師證”所需的職業資格能力標準，制定以“能力為本”的課程標準；依據真實的職業世界，建構以項目為載體，真正體現“以真實工作任務及其工作過程為依據”的課程內容；以培養綜合職業能力為核心，采用任務驅動、項目導向的教學模式；建立能力本位的評價標準，將過程評價和終結評價相結合，選擇“項目制”的考核方法，將學習過程、工作過程與學生能力和個性發展聯系起來，使學生畢業后能夠獨立上崗，無需企業再培訓，保證所培養的學生質量高、綜合素質好。
2、電氣繪圖軟件實訓課程改革的實施環節
（1）課程體系的建立
以電氣自動化技術專業為改革試點專業，進行校企合作下的電氣繪圖軟件實訓課程改革。通過對重慶市相關企業的廣泛調研，依據電氣自動化技術專業的崗位需求，圍繞培養電氣行業高素質技能型人才培養目標和實踐能力螺旋上升工學交替人才培養模式，按照以“職業能力為本位，以行為導向為實施路徑，以工作過程系統化課程為主體”的課程體系設計要求，我們明確了現代職業教育課程建設的思路和實施過程：首先我們組織了專業教師對重慶市電氣繪圖員的生存狀態和所需技能進行了深入調研，完成了電氣繪圖軟件實訓調研成果報告；然后我們成立了由經驗豐富的業界專家（重慶重恒實業有限公司技術顧問）和學校專業教師共同組成的課程建設團隊，主要是依據專家所提出的崗位能力分析和職業能力，參照“國家制圖員證”和“PCB設計工程師證”所需的職業資格能力標準，制定以“能力為本”的課程標準；接著是企業專業和專業教師合作，依據真實的職業世界，建構以項目為載體，圍繞典型工作任務所需要的支撐知識技能，依據課程標準來整體設計學習項目和細化課程教學資源的開發。
（2）課程標準的制定
高等職業教育課程標準是在高等職業教育階段，依據教育目標，以學生職業能力和職業技能形成為重點而確定的課程設置和教學內容標準，是課程組織與實施的綱領性文件?！峨姎饫L圖軟件實訓》課程標準的制定，對于明確課程目標，選擇課程內容，制定課程實施方案，規范課程的教學過程，指導任課教師完成各項教學任務具有重要的指導意義。我院專業教師和企業專家按照體現職業性、突出能力、可學習性、規范性、可操作性、創新性的原則制定了《電氣繪圖軟件實訓課程標準》。
（3）項目化教學內容的設計
三、電氣繪圖軟件實訓課程改革的效果
在我院2011級電氣自動化技術專業經過一年多的探索與實踐，電氣繪圖軟件實訓項目化課程改革已經取得了初步的建設效果。主要體現在以下三個方面：第一，提升學生技能。學生對AUTOCAD軟件和PROTEL軟件的掌握比之前的年級要更加牢固，同時學生的設計電路能力得到更大的提高，其中有三名同學參加全國CAD技能大賽，取得了重慶賽區三等獎的好成績，學生的學習興趣明顯提高；第二，鍛煉了專業教學團隊，我院的專業教師大部分是碩士畢業后直接進入高校工作，對于企業的運作、思路、所需技能等都沒有很好的把握，這次的參與電氣繪圖軟件實訓的課程組課題組成員中不僅包括了專業教師，還有重慶重恒實業有限公司的繪圖專家，通過與專家一起參與電氣繪圖軟件課程建設，虛心向專家請教，彼此互相探討，交流和學習，使得我院專業教師對于企業經驗有了更深層次的理解，大家逐漸形成了良好的團隊合作氛圍，為今后的教育教學模式開發和課程改革積累了寶貴經驗，鍛煉了教師隊伍；第三，強化了校企合作。在項目化課程的改革和開發中，企業中的經驗及對工作崗位的能力定位有著最主要的因素，在本門課程的改革探索中，不管是項目化的教學設計還是項目化教材的編寫，重慶重恒實業有限公司的專家都給予了極大的指導和幫助，幾乎全程參與課程改革和開發，與學校形成資源互補，加強了校企之間的聯系。
參考文獻：
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作者簡介：
楊小慶，1984.10. 女 湖北宜昌人，重慶工商職業學院機電工程學院第二黨支部書記；碩士，講師。研究方向：智能儀器與嵌入式系統。
繪圖軟件范文5
【關鍵詞】診斷分析與繪圖 GrADS NCL 教學軟件 更新
【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810（2014）01-0069-02
隨著計算機性能的日益提高和專業數據種類的日趨豐富，計算機繪圖軟件系統成為大氣科學科研及業務工作中不可或缺的工具，而功能強大的繪圖軟件能使科研和業務工作事半功倍。診斷分析與繪圖是云南大學大氣科學專業本科教學計劃中重要的實踐類課程。學生通過該門課程的學習，了解大氣科學常用數據的類型和格式，掌握對數據進行分析、顯示的能力，并在本科生科研立項、創新實驗及畢業論文設計等環節中應用所學知識解決科學問題，以豐富的圖形展示研究結論。
本文結合大氣科學系教學的軟、硬件條件，對比兩個常用專業繪圖軟件，擬選取教學效果更好的工具用于教學，以切實提高學生解決科研問題的能力。
一 GrADS和NCL簡介
GrADS（The Grid Analysis and Display System）是由美國馬里蘭大學氣象系Brian E. Doty開發的氣象數據分析顯示軟件。該軟件通過其集成環境，可以對氣象數據進行讀取、加工、圖形顯示和打印輸出。云南大學大氣科學專業自2003年開設診斷分析與繪圖課程以來，一直使用GrADS作為教學軟件，目前最新版本為2.0.2版。
NCL（The NCAR Command Language）是美國國家自然科學基金資助，國家大氣研究中心（NCAR）計算與信息系統實驗室開發并專門用于科學數據處理和數據可視化的解釋型語言。目前最新版本是2013年2月7日的6.1.2版。
二 GrADS與NCL的功能比較
由以上簡介可以看出，GrADS和NCL兩個軟件都是由大氣科學研究人員開發，主要用于大氣科學專業數據可視化的軟件。從使用上來說它們之間有很多相同點：（1）軟件安裝文件均可從各自的官方網站免費下載，安裝后均可在各自的集成環境下以命令行的方式交互操作，或編寫腳本文件解釋執行；（2）具有各自獨有的編程語法，而且有很多類同于現代編程語言的特性，包括變量、運算符、表達式、條件語句、循環、函數與過程；（3）支持大氣科學常用數據文件格式，能輸出多種類型的圖形；（4）具有大氣科學特殊物理量的計算函數；（5）各個大氣科學學科的專業論壇中都有大量用戶對兩款軟件展開討論，并有很多用戶發表使用經驗，分享數據資源。這些共同點保證了兩個軟件均可方便地用于地學數據，特別是大氣科學專業數據的分析和可視化。
在上述共同點的基礎上，兩個軟件在所需運行環境、支持的數據類型、圖形顯示設置和內建函數功能等方面又有著各自的特點。
1.運行環境
GrADS和NCL都是基于Linux系統開發的軟件，可以在Linux和MacOSX系統下運行。如需在Windows系統下運行，則要額外安裝Cygwin Unix模擬環境。
而同在馬里蘭大學的Daniel da Silva為增加GrADS的可拓展性，基于GrADS開發了OpenGrADS。OpenGrADS是能在Windows系統下直接安裝運行GrADS版本，開發了為高級用戶添加自定義命令和函數的框架，允許用戶添加自己的動態鏈接插件，還提供了與其他腳本語言，如IDL、Malab、Perl和Python的接口。
面對國內Windows用戶居多的實際情況，OpenGrADS的出現對于GrADS的推廣起到了非常積極的作用。不論是
經驗豐富的研究人員，還是大氣科學專業的初學者，都可以在學習GrADS的基本操作和語法后，于熟悉的Windows環境中完成數據分析和顯示的任務。如果使用NCL，在學習NCL的操作和語法之前，還必須具備Linux系統的相關知識，否則連程序安裝都無法完成。
2.支持的數據類型
最新版的GrADS和NCL能讀寫二進制、ASSII、標準和第4版NetCDF（Network Common Data Form）數據；讀入第1、2版GRIB（GRIdded Binary）、HDF4～SDS（Hierarchical Data Format～Scientific Data Set）和第5版HDF5數據。
兩款軟件都能處理大氣科學常用的數據格式，而對其他一些矢量數據的支持則各有側重。GrADS支持創建GeoTIFF、用于在地球瀏覽器中顯示地理數據的KML（Keyhole Markup Language）以及美國環境系統研究所公司（ESRI）開發的空間數據開放格式Shapefile。NCL可創建netCDF3格式的數據，另外能讀入Shapefile、MapInfo、GMT（Generic Mapping Tools）、TIGRE等文件。
在數據支持方面，不得不提到NCL的一個大優勢：可以通過ncl_convert2nc一個命令將GRIB1，GRIB2，HDF4/5，HDF～EOS2/5或Shapefile數據方便地轉換成更易使用的netCDF格式。這體現了NCL在數據輸入輸出上的靈活性，為不熟悉上述幾種數據格式的學者帶來了極大的便利。
3.圖形顯示功能
GrADS和NCL的主要功能之一是圖形顯示。那么圖形顯示類型是否豐富，就決定了軟件是否能滿足研究者展示科研結果的需要。兩款軟件都能繪制折線圖、直方圖、等值線圖、填色圖、散點圖、流線圖、風矢量圖等常用圖形，并且支持不同圖形類型的疊加顯示，都能滿足使用者的基本需求。
但在圖形輸出類型方面，NCL比GrADS有更好的表現。NCL除支持上述圖形類型外，還可以繪制箱線圖、軌跡圖等大氣科學專業領域也經常使用的圖形。對于WRF數值模式結果這樣的特定數據，還可以輸出三維圖形，表現物理量在三維空間上的分布和變化，這也是NCL的一大亮點。
此外，由于NCL在圖形設置方面有很多的屬性參數可以設置，給用戶在坐標軸、線條、調色板、地圖投影方式等諸多方面有更多的選擇，最終能得到更令人滿意的圖形顯示效果。當然，滿意的圖形效果是以犧牲部分易用性為代價的。繪制同類型的圖形，GrADS只有數條設置語句，而NCL可能會有十多個屬性需要設置。這也是為什么通常NCL腳本文件比GrADS腳本文件長的原因之一。
4.內建函數功能
數據分析是這兩個軟件的另一重要功能，實現這一功能通常都是由軟件內建函數來完成的。GrADS和NCL都有數學函數、分析統計函數、物理量計算函數等幾大類內建函數。
從最常用的插值和統計分析應用來看，NCL的功能更強大。NCL有多個插值函數，不但能完成不同分辨率空間網格的插值，還有線性插值、雙線性插值、樣條插值等函數，甚至能進行地球坐標和笛卡爾坐標的轉換；而GrADS的插值功能僅限于不同空間分辨率的插值，而且這一功能的實現還是通過用戶自定義函數來實現的。另一方面，NCL 的內建函數還能進行經驗正交分解、奇異值分解、累計分布函數等常用統計分析方法的計算，這為研究者們提供了極大的方便。熟練使用NCL一個軟件，即可完成從數據分析到圖形顯示的全部工作內容，若使用GrADS，則需借助Fortran或Matlab等軟件來完成復雜的數據分析工作。
通過上述比較，我們發現GrADS和NCL用做教學軟件各有優缺點，但就提升學生實踐能力這一目的來說，把NCL用于教學能直接提高學生的數據分析能力，以便學生把更多的時間用于科研思路培養上，這對本科學生在專業方向上的長遠發展是更為有利的。
三 選用NCL的教學條件
自2003年大氣科學系開設診斷分析與繪圖課程以來，我們一直是使用GrADS軟件進行教學，學生完成課程學習后能熟練使用GrADS進行數據讀取、物理量計算以及圖形繪制。在進行創新實驗和畢業論文設計時，往往還要學習Matlab編程，才能完成科研數據分析的工作。
近年來，大氣科學系的教學軟、硬件環境均有較大改善，這使得選取NCL用于教學成為可能。鑒于大氣科學學科中數值模式的應用越來越普遍，而多數數值模式都是基于Linux系統開發的，2006年修訂本科生培養方案時，在三年級上學期增開了Linux操作系統課程，其目的是讓學生了解Linux系統，并掌握該系統的基本操作。這門課程的開設為在三年級下學期診斷分析與繪圖課程中使用NCL進行教學鋪平了道路，這是軟件環境方面的改善。學生通過學習“Linux操作系統”課程，消除了對NCL的運行環境的陌生感，操作系統方面的障礙不復存在。在學習使用NCL的過程中，又鞏固、加深對Linux系統的理解，為以后安裝調試數值模式奠定堅實的基礎。
在硬件環境方面，2006年大氣科學系購進一套曙光計算機集群系統。經過后續兩次擴容，現有集群系統已具有21個計算節點，磁盤陣列容量為21T，基本滿足教學科研需要。學生申請賬號后，從機房電腦客戶端登錄集群，即可方便地在集群上使用NCL完成教學實驗項目，開展科研工作，為NCL用于教學提供了硬件保障。
四 結論
在對兩款軟件功能進行對比，并結合實際教學條件綜合分析后發現，將NCL用于“診斷分析與繪圖”課程教學可行，并具有一定的優越性。通過合理安排教學內容，配套適合的實驗項目，能更好地實現本門課程的教學目的，切實提高大氣科學系本科生在科學研究方面的實踐技能。
參考文獻
[1]馬紅云、李麗平. GrADS軟件基礎教程[M].北京：氣象出版社，2011
繪圖軟件范文6
關鍵詞：Protel；電氣原理圖；電氣圖形符號庫
本文重點介紹使用Protel 進行電氣原理圖的繪制，并將繪制好的電氣原理圖插入到Word文檔。電氣原理圖具有結構簡單、層次清晰、便于電路工作原理的分析與研究等優點。電子專業使用Protel軟件比較多，可以完成原理圖設計、仿真并完成印制電路板設計，因此在設計部門和生產一線都得到了廣泛應用。而機電專業的工程實踐中經常使用AutoCAD 軟件進行電氣原理圖的繪制，但涉及到印制電路板設計就力不從心，我們可以在Protel軟件環境下，通過建立獨立的電力拖動元件庫，利用Protel強大的繪圖功能解決機電專業的電氣原理圖。
1 電力拖動. Lib元件庫制作
Protel軟件具有豐富的電子元件庫，但是電氣圖形符號很少，所以在開始繪制電氣原理圖之前，需要先創建常用的電氣圖形符號，建立自己的低壓電器元件庫，方便后期電氣原理圖的繪制。
1、打開執行Protel軟件，點擊【File】【New】菜單，建立一個電力拖動.ddb文件。在設計管理器環境下，執行【File】【New】命令，在彈出的“New Document”對話框中，雙擊“Schematic Library Document（原理圖元件庫編輯器）”圖標或單擊“OK”按鈕，并將名稱改為電力拖動. Lib，然后進入電力拖動原理圖庫編輯器環境。結果顯示如圖1所示
2、用【Place】菜單中的相關命令或繪圖工具欄（SchLibDrawingTools）進行電氣圖形符號外形的繪制。由于我們不設計印制電路板圖（或單獨設計），電氣原理圖僅僅是線與線的連接，如有電氣意義，導線加點（junction）即可，所以不放置元件的引腳，最后在原理圖編輯器使用DrawingTolls畫線完成電氣原理圖。
3、建立低壓電器元件電力拖動. Lib庫時，需注意以下兩點：
（1）原理圖庫編輯器環境被1 個坐標分為4 個區域（或象限），元件應以坐標原點為元件的基準點，在4 個象限中進行繪制，不能偏離坐標原點，否則放置元件會難易捕捉。
（2）創建的電氣圖形符號應比例恰當，大小合適。建立一個標準的符號庫決定以后繪圖效果及效率，可以先制作常開常閉觸頭元件為基準符號，再擴展其他的圖形符號，在使用中不斷完善，最終設計好自己獨立電力拖動. Lib。
2 常用電力拖動. Lib庫元件
3 繪制Y-降壓啟動控制線路
1、在電力拖動.ddb文件設計管理器環境下，執行【File】【New】命令，在彈出的“New Document”對話框中，雙擊“Schematic Document（原理圖編輯器）”圖標或單擊“OK”按鈕，并將名稱改為Y-降壓啟動控制線路. sch，然后進入原理圖編輯器環境。
2、圖紙的設置
（1）執行【Design】【Options】菜單命令，在彈出的文檔屬性對話框中，選擇【Sheet Options】標簽。將【Snap】項中的10改為1，便于元件及導線調整。
（2）執行【Tools】【Preferences】【Graphical Editing】標簽，將【Add Template to Clip】取消，進行Word排版時不需要模板邊框，僅需要電氣圖如圖 5所示，否則出現圖 4現象。
（3）加載電力拖動. Lib元件庫，這個過程大家都很熟悉不在重復，需要說明，有時候Protel軟件由于系統或病毒等因素不讓添加電力拖動. Lib元件庫，那么可以采取在元件庫直接點擊放置元件【Place】即可。
3、元件放置及調整
在Y-降壓啟動控制線路. sch原理圖編輯器中放置需要的元件，如空氣開關、熔斷器、接觸器、熱繼電器、電動機、按鈕、時間繼電器和接觸器觸頭線圈等，橫平豎直進行排列，調整好元件間距，使電路圖整體比例協調美觀，
4、電路連接
使用【DrawingTolls】中的 PlaceLine進行連線，有電氣意義節點時，放置節點（junction），利用Protel 軟件其獨特的一些優勢，使連線非常方便快捷。
5、文字標注
使用【DrawingTolls】中的 PlaceAnnotation進行文字標注，各個元器件的代號、元器件的技術數據、位置標記、說明性標記等，線號標注會將其功能發揮的極致。繪制完成的電氣原理圖如圖4 所示。
4 將電路圖復制到Word
像普通圖畫一樣，就是經過簡單地選中、復制和粘貼就插入到Word文檔，甚至可以插入到Flash場景中，經過放大、按鈕和場景重組制作就可實現動畫顯示。如果使用元件Part進行元件標注，需注意在電路圖上下左右放置節點（junction），并將顏色改為白色，否則，復制電路圖會出現斷線、少線，缺少文字標注等現象。將【Add Template to Clip】取消，其效果如圖 5所示。
5 Protel軟件常用操作
1、圖紙縮放 Page Up/Page Down
2、放置元件 雙擊/Place
3、元件屬性 Tab /雙擊元件
4、刪除元件 單擊元件然后 按Delete鍵
5、翻轉 空格Space90度翻轉 ，X 水平翻轉，Y 垂直翻轉
6、元件移動 分別移動一倍Snap柵格，加上Shinf鍵可移動10倍Snap柵格
7、用“T”加注釋，“導線線號”。
6 結束語
Protel 是電子電路設計專用軟件，通過擴充元件庫，非常適應于機電行業，可以讓專用人員很輕松地完成從設計到生產的整個過程。筆者經過多年電氣自動化教學，發現電路圖不是先掃描再圖像處理，就是通過電腦bmp畫圖或很專業繪圖軟件來完成，其效果要么粗糙，要么很難掌握，通過電力拖動. Lib設計擴充，很方便地實現了電子電路圖與電工電路圖的融合，繪制高質量的電路圖。
參考文獻