ezdxfを使ってみよう#5～実践！自動作図編～

ここまで図形の描画と寸法線の描画をまとめました。
それらの応用として、実際の構造物を作ってみましょう！

前章はこちら：#4～寸法編～
次章はこちら：#6～DXF読込基本編～

実践！自動作図！

pythonで自動作図する優位性を考えて、規格の異なる構造物を同じコードで作成することに挑戦！

U型トラフ（U字溝）をサンプルにして挑戦してみます。
U型トラフの規格は下記のHPを参考とします。

カリオストロ級のspaghetti codeとなりましたが、非プログラマのやることと思ってお付き合いください。

前提事項

• これまでの作図メソッドの振り返りを兼ねますので、座標などの管理が合理的でない点が多々あります。座標管理の合理性の追求は次章以降とするつもりです。
• 寸法値b,eを採用し正確な再現をすると三角関数などが登場し可読性が低下するため無視して条件の緩い構造物を書きます。寸法が引かれていない部分はそういう事だとご理解ください。
• U型トラフの各点を下図のように整理しています。参考まで
  

完成形の確認

コード

import ezdxf
from ezdxf.addons.drawing import matplotlib
from ezdxf.addons.drawing import RenderContext, Frontend
from ezdxf.addons.drawing.matplotlib import MatplotlibBackend
import matplotlib.pyplot as plt

doc = ezdxf.new("R2000", setup=True, units = 4)
msp = doc.modelspace()

#構造物の定義
traf_150 ={'name':"150",'A':210,'H':185,'a':150,'h':150,'b':140,'c':35,'d':30,'e':35,'g':160,'r':30}
traf_180 ={'name':"180",'A':250,'H':220,'a':180,'h':180,'b':170,'c':40,'d':35,'e':40,'g':190,'r':50}
traf_240 ={'name':"240",'A':330,'H':290,'a':240,'h':240,'b':220,'c':50,'d':45,'e':50,'g':240,'r':50}
traf_300A ={'name':"300A",'A':400,'H':300,'a':300,'h':240,'b':260,'c':60,'d':50,'e':60,'g':300,'r':50}
traf_300B ={'name':"300B",'A':400,'H':360,'a':300,'h':300,'b':260,'c':60,'d':50,'e':60,'g':300,'r':50}
traf_300C ={'name':"300C",'A':400,'H':425,'a':300,'h':360,'b':260,'c':65,'d':50,'e':60,'g':300,'r':50}
traf_360A ={'name':"360A",'A':460,'H':365,'a':360,'h':300,'b':310,'c':65,'d':50,'e':65,'g':360,'r':50}
traf_360B ={'name':"360B",'A':460,'H':360,'a':360,'h':360,'b':310,'c':65,'d':50,'e':65,'g':360,'r':50}
traf_400A ={'name':"400A",'A':500,'H':420,'a':400,'h':350,'b':350,'c':70,'d':50,'e':70,'g':400,'r':70}
traf_400B ={'name':"400B",'A':510,'H':470,'a':400,'h':400,'b':350,'c':70,'d':55,'e':70,'g':400,'r':70}
traf_450 ={'name':"450",'A':560,'H':520,'a':450,'h':450,'b':400,'c':70,'d':55,'e':70,'g':430,'r':70}
traf_500 ={'name':"500",'A':630,'H':575,'a':500,'h':500,'b':440,'c':75,'d':65,'e':80,'g':500,'r':70}
traf_600 ={'name':"600",'A':740,'H':680,'a':600,'h':600,'b':540,'c':80,'d':70,'e':80,'g':600,'r':70}
#リストに格納
trafs = [traf_150, traf_180, traf_240, traf_300A,
         traf_300B, traf_300C, traf_360A, traf_360B,
         traf_400A, traf_400B, traf_450, traf_500, traf_600]

#レイヤーの設定
layers = ["structure", "dimension", "text", "frame"] #構造物 寸法 文字列 図枠
for layer in layers:
  doc.layers.add(name=layer)#特に属性は指定しない 

#リスト・辞書の定義
#文字の配置（アレンジメント）
alignments_dic = {1:'BOTTOM_LEFT',2:'BOTTOM_CENTER',3:'BOTTOM_RIGHT',4:'MIDDLE_LEFT',5:'MIDDLE_CENTER',6:'MIDDLE_RIGHT',7:'TOP_LEFT',8:'TOP_CENTER', 9:'TOP_RIGHT',10:'LEFT', 11:'CENTER', 12:'RIGHT'}
#ハッチングパターン
patterns =['ANSI31', 'ANSI32', 'ANSI33', 'ANSI34', 'ANSI35', 'ANSI36', 'ANSI37', 'ANSI38', 'ACAD_ISO02W100',
 'ACAD_ISO03W100', 'ACAD_ISO04W100', 'ACAD_ISO05W100', 'ACAD_ISO06W100', 'ACAD_ISO07W100', 'ACAD_ISO08W100',
 'ACAD_ISO09W100', 'ACAD_ISO10W100', 'ACAD_ISO11W100', 'ACAD_ISO12W100', 'ACAD_ISO13W100', 'ACAD_ISO14W100',
 'ACAD_ISO15W100', 'ANGLE', 'AR-B816', 'AR-B816C', 'AR-B88', 'AR-BRELM', 'AR-BRSTD', 'AR-CONC', 'AR-HBONE',
 'AR-PARQ1', 'AR-RROOF', 'AR-RSHKE', 'AR-SAND', 'BOX', 'BRASS', 'BRICK', 'BRSTONE', 'CLAY', 'CORK', 'CROSS',
 'DASH', 'DOLMIT', 'DOTS', 'EARTH', 'ESCHER', 'FLEX', 'GOST_GLASS', 'GOST_WOOD', 'GOST_GROUND', 'GRASS',
 'GRATE', 'GRAVEL', 'HEX', 'HONEY', 'HOUND', 'INSUL', 'LINE', 'MUDST', 'NET', 'NET3', 'PLAST', 'PTAST1',
 'SACNCR', 'SRUARE', 'STARS', 'STEEL', 'SWAMP', 'TRANS', 'TRIANG', 'ZIGZAG']

#トラフの数だけforループを回す
for i, traf in enumerate(trafs):
  x = 1000 * (i // 3)+400 #各要素の基本座標
  y = 3000 - (i%3 * 1000) #各要素の基本座標

#要素を描画する
#構造物各点の定義
  A_point = (x, traf['H']+y)
  B_point = (traf['d']+x, A_point[1])
  C_center = (traf['e']+traf['r']+x,traf['c']+traf['r']+y)

  D_point = (traf['A']+x,A_point[1])
  E_point = (traf['A']-traf['d']+x,A_point[1])
  F_center = (traf['A']-traf['e']-traf['r']+x,C_center[1])

  G_point = ((traf['A']-traf['g'])/2+x,y)
  H_point = (G_point[0]+traf['g'],y)

  I_point = (x,(traf['A']-traf['g'])/2+y)
  J_point = (traf['A']+x,I_point[1])

#弧の描画
  arc_C = msp.add_arc(center=C_center, radius=traf['r'], start_angle=180, end_angle=270, dxfattribs={'layer':'structure'})
  arc_F = msp.add_arc(center=F_center, radius=traf['r'], start_angle=270, end_angle=360, dxfattribs={'layer':'structure'})

#線の描画
  def line_add(p1, p2):#線描画の数式
    new_line = msp.add_line(p1, p2, dxfattribs={'layer':'structure'})
    return new_line

  line_AB = line_add(A_point, B_point)
  line_BC = line_add(B_point, arc_C.start_point)
  line_DE = line_add(E_point,D_point)
  line_EF = line_add(E_point, arc_F.end_point)
  line_CF = line_add(arc_C.end_point, arc_F.start_point)
  line_GH = line_add(G_point, H_point)
  line_GI = line_add(I_point, G_point)
  line_AI = line_add(I_point, A_point)
  line_HJ = line_add(H_point, J_point)
  line_DJ = line_add(J_point, D_point)

#寸法を描画する
#線寸法のoverrideを定義（直線用）
  override={"dimtxsty": "Standard", "dimtxt": 30, "dimclrt": 0, "dimdle": 0.25, "dimtad": 1, "dimltex1": "DASHED2", "dimltex2": "DASHED2", "dimaunit":0, "dimltype": "Continue", "dimlwd": 35,"dimexo": 2,}
#dimstyleの設定（半径・角度用）
  doc.dimstyles.add("my_radiusdim", dxfattribs={"dimtxt":20, "dimtad":1, "dimtmove":2, "dimatfit":1, "dimfxl":10})
  doc.dimstyles.add("my_angledim", dxfattribs={"dimtxt":30, "dimtmove":2, "dimatfit":0, "dimfxl":10})
#注意ポイント dimstyleの中でしかフォントサイズは指定できないようです。

#寸法作成用関数を定義
  def aligned_dim(p1, p2, dis): #aligned直線寸法の関数
    msp.add_aligned_dim(p1=p1, p2=p2, distance=dis, dimstyle="Standard",override=override, dxfattribs={'layer':'dimension'}).render()

  def liner_dim(base, p1, p2, ang): #Liner直線寸法の関数
    msp.add_linear_dim(base=base, p1=p1, p2=p2, angle=ang, dimstyle="Standard", override=override, dxfattribs={'layer':'dimension'}).render()

  def diameter_dim(center, radius, angle):
    msp.add_diameter_dim(center=center, radius=radius, angle=angle, dimstyle="my_radiusdim", dxfattribs={'layer':'dimension'}).render()

#aligned直線寸法の定義
  dim_AB = [line_AB.dxf.start,line_AB.dxf.end,50]
  dim_DE = [line_DE.dxf.start,line_DE.dxf.end,50]
  dim_a  = [line_AB.dxf.end, line_DE.dxf.start,50]
  dim_A  = [line_AB.dxf.start, line_DE.dxf.end,100]
  dim_GH  = [line_GH.dxf.start, line_GH.dxf.end, -50]
  
# b_point1 = [traf['e']+x,traf['c']+y]
# b_point2 = [b_point1[0]+traf['b'],b_point1[1]]

  dim_list =[dim_AB, dim_DE, dim_a, dim_A, dim_GH]#リストに格納
  for p1,p2,dis, in dim_list: #forループで関数を連続起動
    aligned_dim(p1,p2,dis)
  
#liner直線寸法の定義
  dim_H =[(4-100+x,+y), (0+x,0+y), line_AI.dxf.end, 90]
  dim_h1 =[(4-50+x,+y), (0+x,traf['e']+y), line_AI.dxf.end, 90]
  dim_c1 =[(4-50+x,+y), (0+x,0+y), (0+x,traf['e']+y), 90]

  dim_list =[dim_H, dim_h1, dim_c1]#リストに格納
  for base, p1, p2, ang in dim_list:#forループで関数を連続起動
    liner_dim(base, p1, p2, ang)

#半径の寸法
  dimarc_C=[arc_C.dxf.center, arc_C.dxf.radius, 45]
  dimarc_F=[arc_F.dxf.center, arc_F.dxf.radius, 135]

  dimlist =[dimarc_C, dimarc_F]#リストに格納
  for center, radius, angle in dimlist:#forループで関数を連続起動
    diameter_dim(center, radius, angle)

#角度の寸法
  msp.add_angular_dim_2l(base=(H_point[0]+100, H_point[1]+30), line1=(H_point, (H_point[0]+10,0+y)), line2=(H_point, J_point), dimstyle="my_angledim", dxfattribs={'layer':'dimension'}).render()
#注意ポイント baseの位置によって弦の計測される位置が変わります。とても大変です(;'∀')

#文字列の配置
  msp.add_text(('JIS A 5372 '+traf['name']),  #文字列
    dxfattribs={'style': 'OpenSansCondensed-Bold', #フォント
    'height':30, #文字高
    'width':1, #文字幅　割合で書く
    'rotation':0, #角度
    'oblique':15, #傾斜 ✖matplotlib
    'color':4, #色
    'layer':'text'}
    ).set_pos((traf['A']/2+x, traf['H']+200+y), #配置位置
    align=alignments_dic[2]) #文字揃え

#ハッチングを作成します
#注意ポイント円弧の操作性のためエッジパスを採用します
  hatch = msp.add_hatch()
  edge_path = hatch.paths.add_edge_path()

  def hatch_line_append(p1, p2):
    edge_path.add_line(p1 ,p2)

  def hatch_arc_append(arc):
    edge_path.add_arc(arc.dxf.center, arc.dxf.radius, start_angle=arc.dxf.start_angle, end_angle=arc.dxf.end_angle, ccw=False)

  hatch_line_append(A_point, B_point)
  hatch_line_append(B_point, arc_C.start_point)
  hatch_arc_append(arc_C)
  hatch_line_append(arc_C.end_point, arc_F.start_point)
  hatch_arc_append(arc_F)
  hatch_line_append(E_point, arc_F.end_point)
  hatch_line_append(E_point,D_point)
  hatch_line_append(J_point, D_point)
  hatch_line_append(H_point, J_point)
  hatch_line_append(G_point, H_point)
  hatch_line_append(I_point, G_point)
  hatch_line_append(I_point, A_point)

  hatch.set_pattern_fill(patterns[i], scale=0.5, color=i)

#最後に図枠の作成
plpoints=[(10, 10),(10,4180),(5920,4180),(5920,10)]
msp.add_lwpolyline(plpoints, format="xy", close=True, #closeは連続線を閉じるかT/F
dxfattribs={'layer':'frame', #レイヤー
'color': 0, #色
'linetype':"Continuous", 
'const_width':5 
})

doc.saveas('practice1.dxf') #dxfに保存する

fig = plt.figure()
ax = fig.add_axes([0,0,20,20])
ctx = RenderContext(doc)
out = MatplotlibBackend(ax)
Frontend(ctx, out).draw_layout(msp, finalize=True)
fig.show()

なにやらそれっぽいものができましたね。
ハッチングまでつけてみました。
ezdxfの作図の基礎がお浚いできる題材になったと思います。
ここまで自動作図で作られたと考えると、個人的な感動があります。

#1～#5作図編のまとめ

ここまでは作図の方法をまとめました。
ezdxfで自動作図をする上で、座標管理が重要であることは、今回の演習でも自明と思います。
今回は作図メソッドのおさらいのため、ややアナログめに座標を指定しました。（結果読みづらくなった気が…）
この辺をうまく整理できるのが、pythonの優位性かなと感じるところです。

次回以降はdxfデータ管理編として、既存のdxfから図形データを取得したり、データベース系ライブラリとの連系を通じて、座標をエクセルで管理してezdxfで作図するなどの方法をまとめていきます。