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# Python + ODA + ezdxf: CAD自动化处理解决方案
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## 🎯 项目目标
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本部分旨在构建一个基于 Python 的自动化工作流程，用于对 CAD 文件（特别是 `.dwg` 和 `.dxf`）进行深度处理。它结合了外部转换工具的格式兼容性和 `ezdxf` 库强大的编程处理能力，以实现标准化的、可重复的、自动化的图纸操作。
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## ✅ 当前能力
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截至目前，本解决方案已具备以下核心能力：
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1. **DWG to DXF 自动转换**: 通过调用 ODA File Converter，将 `.dwg` 文件无损转换为 `.dxf` 格式，作为后续处理的起点。
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2. **读取与查询 (Read/Query)**:
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* 加载并解析 DXF 文件的完整结构。
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* 使用强大的查询语句，精确查找符合特定条件的图形实体（例如，`查询所有颜色为蓝色的直线` 或 `查询特定图层上的所有文字`）。
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* 访问图形实体的所有属性（如坐标、长度、颜色、图层、文字内容等）。
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3. **写入与修改 (Write/Modify)**:
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* 修改现有图形实体的属性（例如，批量更改颜色、移动位置）。
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* 在图纸中添加新的图形实体，例如：
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* **添加文字**: 在指定坐标或相对某个元素的位置精确插入单行或多行文字。
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* **添加几何图形**: 创建新的线条、圆、多段线等。
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4. **格式转换 (Export)**:
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* 将处理后的 DXF 内容高质量地渲染并输出为 **PDF** 文件，适用于存档和打印。
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* **模板化绘图**: 基于对现有图纸的几何分析，精确提取其完整的样式规范（包括所有线段、文字、尺寸、颜色、图层、对齐方式等），并将其固化为一个可复用的JSON模板。结合外部数据源，可以在任何DXF文件中**100%精确地复制**出符合原始设计意图的表格。
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## ⚠️ 前置要求
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在运行脚本之前，你 **必须** 满足以下两个条件：
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1. **安装 ODA File Converter**:
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* 这是一个免费的工具，用于在不同版本的 DWG 和 DXF 之间进行转换。
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* 请从 [Open Design Alliance 官网](https://www.opendesign.com/guestfiles/oda-file-converter) 下载并安装。
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* 安装后，请**务必**检查 `run_workflow.py` 等脚本中的 `ODA_CONVERTER_PATH` 变量，确保其指向你电脑上 `OdaFileConverter.exe` 的正确路径。
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2. **设置 Python 虚拟环境**:
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* 本项目已配置为使用虚拟环境，以避免与其他项目的依赖冲突。
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* 运行 `venv/Scripts/pip install -r requirements.txt` 来安装所有必要的依赖。
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## 📂 文件说明
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- `venv/`: Python 虚拟环境目录。
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- `requirements.txt`: 项目依赖库列表。
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- `run_workflow.py`: 核心工作流脚本，演示 DWG -> DXF 转换和批量颜色修改。
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- `add_text_to_specific_line.py`: **高级示例**。演示如何查询特定条件（颜色、长度）的线段，并在其上方精确添加文字。
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- `convert_dxf_to_pdf.py`: **高级示例**。演示如何将 DXF 文件内容渲染为 PDF。
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- `图签测试.dxf`: 用于测试的源 DXF 文件。
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- `extract_entities_to_json.py`: **(步骤1)** 从一个作为“模板”的DXF文件中，提取所有线、文字及其完整属性（坐标、图层、颜色、对齐方式），并保存为一个JSON文件（“数字快照”）。
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- `generate_template_from_json.py`: **(步骤2)** 读取“数字快照”，分析其结构和样式，并生成**两个**独立的、模块化的模板文件：`header_template.json` (定义表头几何) 和 `columns_template.json` (定义数据列样式)。
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- `draw_table_from_template.py`: **(步骤3)** 最终的“绘图引擎”。它会加载模块化的模板，并结合外部数据源 (一个JSON文件)，在目标DXF中精确绘制表格。
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- `header_template.json` / `columns_template.json`: 由步骤2生成的核心模板文件，实现了表头样式和数据列样式的分离。
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- `test_workflow.py`: **(测试)** 一个自动化的测试脚本，用于执行完整的“绘图 -> 提取 -> 验证”流程，确保整个工作流的正确性和稳定性。
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- `test_bom_data.json`: 为测试脚本提供标准化的输入数据。
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## 🚀 如何运行 (模板化绘图工作流)
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## 如何用于您自己的图纸 (分步指南)
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本指南将向您展示如何使用您自己的DXF文件（包含一个您想复制的表格样式），来为您自己的数据创建模板，并最终将其绘制到任何目标DXF文件中。
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### 准备工作：制作一个符合规范的“模板源DXF文件”
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为了让脚本能正确工作，您需要准备一个DXF文件，它**必须**包含一个结构清晰的表格，并且这个表格应满足以下条件：
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1. **包含完整的表头**：位于表格的最底部。
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2. **至少包含一行示例数据**：位于表头的正上方。
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您可以参考项目中的 `04_Test_Files/Drawing1.dxf` 作为标准示例。
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### 第1步：从您的DXF中创建表格模板
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假设您有一个名为 `My_Table_Style.dxf` 的文件，其中包含一个几何、样式都非常标准的表格。我们的目标就是将这个表格的“外观”提取出来，做成可复用的模板。
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**1.1. 将DXF的几何信息提取为JSON快照**
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运行 `extract_entities_to_json.py` 脚本，告诉它读取您的DXF文件，并将结果保存为一个“数字快照”JSON文件。
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```shell
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# 用法: python extract_entities_to_json.py <您的源DXF> <输出的JSON快照>
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./venv/Scripts/python 03_Python_OpenSource_DXF/extract_entities_to_json.py "C:/path/to/My_Table_Style.dxf" 03_Python_OpenSource_DXF/my_snapshot.json
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```
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**1.2. 从JSON快照生成模块化模板**
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现在，运行 `generate_template_from_json.py` 脚本，它会读取上一步生成的快照文件，并自动分析、拆分，生成两个核心模板。
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```shell
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# 用法: python generate_template_from_json.py <输入的JSON快照> <输出的表头模板> <输出的列模板>
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./venv/Scripts/python 03_Python_OpenSource_DXF/generate_template_from_json.py 03_Python_OpenSource_DXF/my_snapshot.json 03_Python_OpenSource_DXF/my_header_template.json 03_Python_OpenSource_DXF/my_columns_template.json
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```
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完成这一步后，您就已经成功地将您图纸中的表格样式“数字化”并保存为了 `my_header_template.json` 和 `my_columns_template.json`。
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### 第2步：准备您的数据
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接下来，您需要按照指定的格式创建一个JSON文件来存放您想填入表格的数据。您可以参考项目中的 `test_bom_data.json` 文件。
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核心格式是一个列表，其中每个对象代表一行。对象的键（Key）必须与您的 `columns_template.json` 中定义的 `name` 相匹配。
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**`my_data.json` 示例:**
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```json
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[
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{
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"件 号": {"main": "A-001"},
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"名 称": {"chinese_name": "轴承", "english_name": "Bearing"},
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"数量": {"main": "10"},
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"材 料": {"main": "GCr15"},
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"单": {"main": "5.5"},
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"总": {"main": "55.0"},
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"备 注": {"main": "进口"}
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},
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{
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"件 号": {"main": "A-002"},
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"名 称": {"chinese_name": "螺栓", "english_name": "Bolt"},
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"数量": {"main": "100"},
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"材 料": {"main": "35#"},
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"单": {"main": "0.2"},
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"总": {"main": "20.0"},
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"备 注": {"main": "M8x20"}
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}
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]
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```
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请将您的数据保存为一个文件，例如 `my_data.json`。
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### 第3步：将数据绘制到目标DXF文件
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万事俱备！现在运行 `draw_table_from_template.py` 脚本，将**您的模板**、您的数据和您的目标文件作为参数传入。
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最重要的，您现在可以通过 `--x` 和 `--y` 参数来精确指定表格**左下角的插入坐标**。
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```shell
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# 用法: python draw_table_from_template.py <目标DXF> <您的表头模板> <您的列模板> <您的数据JSON> <输出DXF> --x <X坐标> --y <Y坐标>
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./venv/Scripts/python 03_Python_OpenSource_DXF/draw_table_from_template.py "C:/path/to/target_drawing.dxf" "C:/path/to/my_header_template.json" "C:/path/to/my_columns_template.json" "C:/path/to/my_data.json" "C:/path/to/output_with_table.dxf" --x 300 --y 100
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```
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执行完毕后，`output_with_table.dxf` 文件中就会在 (300, 100) 的位置出现一个根据您的样式和数据绘制好的、崭新的表格。
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### (附) 运行自动化测试
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为了确保所有脚本功能正常，可以随时运行测试套件。
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```shell
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# 运行端到端测试
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./venv/Scripts/python 03_Python_OpenSource_DXF/test_workflow.py
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```
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## 📘 核心概念：模板化绘图
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我们的解决方案核心是将CAD设计规范转化为一个机器可读的JSON模板。当前版本的核心工作原理基于一个简单而明确的几何假设：
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- **基于几何的区域识别**: 脚本通过分析DXF文件中的所有**水平线**来识别表格的行结构。
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- **“表头在底部”的核心假设**: 脚本**假定表格最底部的区域是表头**，而表头之上的区域是数据区。为了让模板能被正确提取，您作为模板的源DXF文件应遵循此结构。
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- **精确复制**: 脚本会提取出表头区域内所有的文字、线条及其完整的几何属性（坐标、尺寸、对齐方式、颜色、图层等），确保生成的表头与原始设计100%一致。
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- **数据模板化**: 脚本会分析紧邻表头上方的第一行数据，并将其样式（文字的相对位置、字体、高度等）作为后续所有数据行的统一模板。
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## 📘 核心操作指南 (ezdxf)
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本节提供核心的代码片段，作为未来功能开发的快速参考。
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### 1. 读取和查询 DXF 文件
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```python
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import ezdxf
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# 加载 DXF 文件
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try:
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doc = ezdxf.readfile("图签测试.dxf")
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msp = doc.modelspace() # 获取模型空间
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# --- 查询操作 ---
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# 1. 查询所有颜色为蓝色(5)的直线
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query = 'LINE[color==5]'
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blue_lines = msp.query(query)
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print(f"找到了 {len(blue_lines)} 条蓝色的线。")
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# 2. 遍历查询结果并访问属性
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for line in blue_lines:
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start_point = line.dxf.start
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end_point = line.dxf.end
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length = start_point.distance(end_point)
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print(f" - 线段长度: {length:.2f}, "
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f"起点: ({start_point.x:.2f}, {start_point.y:.2f})")
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except IOError:
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print("无法读取文件。")
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except Exception as e:
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print(f"发生错误: {e}")
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```
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### 2. 修改和写入 DXF 文件
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```python
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import ezdxf
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from ezdxf.math import Vec3
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# 加载 DXF 文件
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try:
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doc = ezdxf.readfile("图签测试.dxf")
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msp = doc.modelspace()
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# --- 修改操作 ---
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# 1. 将所有图元颜色改为红色(1)
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for entity in msp:
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if entity.dxf.hasattr('color'):
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entity.dxf.color = 1 # 1 代表红色
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# --- 写入/添加操作 ---
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# 2. 添加一个新的文字样式 (如果不存在)
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if "MyTextStyle" not in doc.styles:
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# 使用宋体 (simsun.ttc)。确保操作系统中存在此字体
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doc.styles.new("MyTextStyle", dxfattribs={"font": "simsun.ttc"})
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# 3. 在指定位置添加多行文字 (MTEXT)
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msp.add_mtext(
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"这是新添加的文字",
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dxfattribs={
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'char_height': 10.0, # 文字高度
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'style': 'MyTextStyle', # 应用我们创建的样式
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'color': 2, # 颜色为黄色
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}
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).set_placement(
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insert=Vec3(100, 100, 0), # 插入点坐标
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align=ezdxf.enums.TextEntityAlignment.MIDDLE_CENTER
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)
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# 4. 使用对齐方式添加单行文字 (TEXT)
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msp.add_text(
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||
"中心对齐",
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height=2.5,
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||
dxfattribs={
|
||
'style': 'Standard',
|
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'color': 3,
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||
}
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||
).set_placement(
|
||
Vec3(200, 100, 0),
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||
align=ezdxf.enums.TextEntityAlignment.MIDDLE_CENTER
|
||
)
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# 保存修改后的文件
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output_path = "修改后的文件.dxf"
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doc.saveas(output_path)
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print(f"文件已成功保存到: {output_path}")
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except IOError:
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print("无法读取文件。")
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except Exception as e:
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print(f"发生错误: {e}")
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```
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