SketchCAD 打印样式映射：黑白出图的线宽分组与灰度正交设计

SketchCAD 打印样式映射：黑白出图的线宽分组与灰度正交设计

摘要

黑白出图的正确性并非“把彩色转成灰色”这一简单操作所能保证。本文围绕 SketchCAD 打印样式映射的设计与实现，揭示“彩色线宽图打印必错”的真实因果链：颜色与线宽在屏幕上构成冗余信息载体，黑白输出使颜色维度归零，若线宽分组未按 GB/T 14665 显式给定，则仅存的线宽载体退化为图元自动派生值，分组效果失控。由此提出核心命题——灰度化只负责去掉颜色，线宽分组必须由样式映射表显式指定，二者正交。

在数据结构层面，本文给出“三维匹配 + 三正交属性”的样式条目模型、图层 > 颜色 > 线型的优先级短路语义、GB 预设按线型分粗 / 细两档、简化 CTB 行式文本格式与宽容解析策略；在打印集成层面，给出网点抖动仅作用于填充面、网点尺寸锚定设备空间、DPI 与 painter 生命周期对齐、纸张方向与版面尺寸分离等关键设计。验证方面，A4 / A3 双路回归以彩色像素计数、墨量变化、灰度直方图 L1 差异三项指标判定，彩色像素 0 vs 15471、墨量 +19.1%、L1 1.38% 三项读数共同证明：样式表真实改变了出图且黑白化彻底。

关键词：打印样式映射；CTB；GB/T 14665；线宽分组；灰度正交；抖动画刷；DPI 对齐；回归基线

文章目录

• SketchCAD 打印样式映射：黑白出图的线宽分组与灰度正交设计
• • 摘要
  • @[toc]
  • 1. 问题的真正根因：不是「颜色错了」，而是「分组信息载体错了」
  • • 1.1 因果链分析
    • 1.2 核心命题
    • 1.3 因果图
  • 2. 数据结构：三个匹配维度 + 三个正交属性
  • • 2.1 条目 PlotStyleEntry
    • 2.2 向后兼容的三个「不动点」
    • 2.3 匹配维度：图层 > 颜色 > 线型
    • 2.4 灰度化不改线宽
  • 3. GB 预设与简化 CTB
  • • 3.1 gbPreset(LineWidthGroup)：按线型分粗/细档
    • 3.2 简化 CTB 文本格式
  • 4. 七个真实踩坑（都是自测抓出来的，不是设想出来的）
  • • 4.1 QLocale::c().toDouble("0.70") 对合法字符串回报失败
    • 4.2 `#` 既是注释符又是颜色前缀
    • 4.3 `continue` 只跳出内层循环，半成品条目被写入
    • 4.4 附带：QPixmap::setPixel 不可用
    • 4.5 样张工具：QImage 设备上的双重 painter + DPI 失配
    • 4.6 对照组基线选错会让回归测试永远「通过」
    • 4.7 QPageSize::size() 不含纸张方向，样张右侧被裁掉 87mm
  • 5. 打印链接入：抖动画刷与设备无关的网点尺寸
  • • 5.1 调用点
    • 5.2 抖动仅作用于填充面
    • 5.3 网点尺寸必须锚在设备空间
  • 6. UI 与 COM 透传
  • • 6.1 页面设置
    • 6.2 COM 批量出图
  • 7. 验收对照
  • • 7.1 编译与自测
    • 7.2 A4/A3 黑白样张（目检）
    • 7.3 双路打印回归比对
  • 8. 创新点与经验沉淀
  • • 8.1 创新点
    • 8.2 经验沉淀
  • 9. 未来工作
  • 9. 未来工作
  • 10. 结论
  • 附录 A：符号表
  • 附录 B：核心公式速查
  • 附录 C：交付物清单

1. 问题的真正根因：不是「颜色错了」，而是「分组信息载体错了」

1.1 因果链分析

“彩色线宽图打印必错”这句话容易把人引向“把颜色映射成黑色”这个方向，但那只解决了一半。真正的因果链是：

1.2 核心命题

本设计的核心命题可形式化为：

 灰度化

⊥

线宽分组 

\\boxed{\\ \\text{灰度化} \\perp \\text{线宽分组}\\ }

 灰度化⊥线宽分组 ​

其中

⊥

\\perp

⊥ 表示正交。即：

灰度化只负责“去掉颜色”，线宽分组必须由样式映射表显式指定。 二者是正交的两件事，绝不能用“转灰度”顺带“猜”线宽。

1.3 因果图

形式化地，设：

• $C$
• $W$
• $\mathrm{BW}$
• $\mathrm{OK}$

在彩色输出下：

C

≠

∅

∧

W

≠

∅

⇒

O

K

C \\neq \\emptyset \\land W \\neq \\emptyset \\Rightarrow \\mathrm{OK}

C=∅∧W=∅⇒OK

在黑白输出下：

B

W

⇒

C

=

∅

\\mathrm{BW} \\Rightarrow C = \\emptyset

BW⇒C=∅

若

W

W

W 未显式给定，则：

C

=

∅

∧

W

=

W

derived

⇒

¬

O

K

C = \\emptyset \\land W = W_{\\text{derived}} \\Rightarrow \\neg \\mathrm{OK}

C=∅∧W=Wderived​⇒¬OK

因此修复路径必须同时满足：

C

=

∅

∧

W

=

W

explicit

⇒

O

K

C = \\emptyset \\land W = W_{\\text{explicit}} \\Rightarrow \\mathrm{OK}

C=∅∧W=Wexplicit​⇒OK

这条命题直接决定了后文所有数据结构与不变式。

2. 数据结构：三个匹配维度 + 三个正交属性

2.1 条目 PlotStyleEntry

在原有 overrideColor / overrideWidth 之上新增三个字段：

2.2 向后兼容的三个「不动点」

tests 中逐条断言：

也就是说，本次改动对“不用样式表的用户”是零行为变更，这是硬约束“未选择样式表时保持现有 G3 线宽组默认行为不变”的技术兑现方式。

形式化地，设旧版输出为

O

0

O_0

O0​，新版输出为

O

1

O_1

O1​：

无样式表

∧

¬

m

o

n

o

c

h

r

o

m

e

⇒

O

1

=

O

0

\\text{无样式表} \\land \\neg \\mathrm{monochrome} \\Rightarrow O_1 = O_0

无样式表∧¬monochrome⇒O1​=O0​

2.3 匹配维度：图层 > 颜色 > 线型

原有实现只有两个维度（图层、颜色）。GB 黑白预设需要按线型分组（粗实 / 细实 / 虚线 / 点画线），因为国标的粗细分类本身就是按线型定义的。故新增第三张表 byStyle_：

QMap<QString, PlotStyleEntry> byLayer_; // 图层名 → 条目
QMap<int, PlotStyleEntry> byColor_; // QColor::rgba() 整数键 → 条目
QMap<int, PlotStyleEntry> byStyle_; // (int)LineStyle → 条目

resolve() 采用首个命中即返回（不再向下匹配）：

const PlotStyleEntry* hit = nullptr;
auto lit = byLayer_.find(el.layer);
if (lit != byLayer_.end()) hit = &lit.value();
else { /* 颜色 */ } else { /* 线型 */ }

优先级可形式化定义为：

resolve

⁡

(

e

)

=

{

E

layer

(

e

.

l

a

y

e

r

)

,

若存在

,

E

color

(

e

.

c

o

l

o

r

)

,

若存在且无图层条目

,

E

style

(

e

.

s

t

y

l

e

)

,

若存在且无颜色条目

,

default

,

否则

.

\\operatorname{resolve}(e) = \\begin{cases} E_{\\text{layer}}(e.\\mathrm{layer}), & \\text{若存在}, \\\\ E_{\\text{color}}(e.\\mathrm{color}), & \\text{若存在且无图层条目}, \\\\ E_{\\text{style}}(e.\\mathrm{style}), & \\text{若存在且无颜色条目}, \\\\ \\text{default}, & \\text{否则}. \\end{cases}

resolve(e)=⎩

⎨

⎧​Elayer​(e.layer),Ecolor​(e.color),Estyle​(e.style),default,​若存在,若存在且无图层条目,若存在且无颜色条目,否则.​

为什么是「首个命中即返回」而不是「逐维度叠加合并」？ 叠加语义会让“图层给宽度、颜色给灰度”这类组合产生难以预期的结果（用户无法预测最终线宽），而优先级短路的语义可预测性更强：用户一旦为某图层设了条目，就完全掌控它，不受图元颜色干扰。这与 AutoCAD CTB“先按对象再按颜色”的短路思路一致。

2.4 灰度化不改线宽

if (r.gray) r.color = plotGrayscale(r.color, r.grayValue);
// 注意：此行之后 widthMm 原封不动

plotGrayscale 是纯函数：

const int v = int(std::lround(g * 255.0)); // g=0 → 0(黑)，g=1 → 255(白)
return QColor(v, v, v, c.alpha()); // 保留 alpha

灰度化公式为：

v

=

c

l

a

m

p

(

r

o

u

n

d

(

g

×

255

)

,

0

,

255

)

v = \\mathrm{clamp}\\left(\\mathrm{round}(g \\times 255),\\ 0,\\ 255\\right)

v=clamp(round(g×255), 0, 255)

其中

g

∈

[

0

,

1

]

g \\in [0, 1]

g∈[0,1] 为目标灰度，

v

v

v 为输出 RGB 通道值。输出颜色为：

R

G

B

out

=

(

v

,

v

,

v

)

\\mathrm{RGB}_{\\text{out}} = (v, v, v)

RGBout​=(v,v,v)

Alpha 通道保留原值：

α

out

=

α

in

\\alpha_{\\text{out}} = \\alpha_{\\text{in}}

αout​=αin​

自测中专门断言“灰度化后 widthMm 不变”，把这条不变式固化，防止后来者“顺手”在灰度分支里也去改线宽——那正是“彩色线宽图打印必错”的另一种复现。

3. GB 预设与简化 CTB

3.1 gbPreset(LineWidthGroup)：按线型分粗/细档

const double thick = groupThickMm(group); // G3 → 1.0
const double thin = groupThinMm(group); // G3 → 0.5
t.setStyleStyle(LineStyle::Solid, mk(thick)); // 粗实线
t.setStyleStyle(LineStyle::ThickDashed, mk(thick)); // 粗虚线
t.setStyleStyle(LineStyle::ThickDashDot, mk(thick)); // 粗点画线
t.setStyleStyle(LineStyle::Dashed, mk(thin)); // 细虚线
... 其余细线型同样 mk(thin)

其中 mk(w) 统一设 overrideGray = true, gray = 0, dither = false——线宽图要锐利，不抖动。粗/细档直接取自 LineWidthGroup.h（GB/T 14665-2012 表 1，粗:细恒

2

:

1

2:1

2:1），预设本身不硬编码任何线宽数值，因此切换图幅线组（G1…G5）后预设自动跟随。

粗细比公式：

r

thick:thin

=

w

thick

w

thin

=

2

r_{\\text{thick:thin}} = \\frac{w_{\\text{thick}}}{w_{\\text{thin}}} = 2

rthick:thin​=wthin​wthick​​=2

g

b

P

r

e

s

e

t

G

r

a

y

D

i

t

h

e

r

(

)

gbPresetGrayDither()

gbPresetGrayDither() 在此基础上开全局灰度+抖动，用于剖面/填充等需要中间调层次的场景。

3.2 简化 CTB 文本格式

真实 AutoCAD CTB 是二进制，本项目取其“行式文本子集”，便于版本管理/审阅/交付：

# 注释
LAYER 轮廓 WIDTH=0.70 GRAY=0.0
COLOR #FF0000 WIDTH=0.35 DITHER=1
STYLE DASHED WIDTH=0.50
GRAYSCALE 0.0 DITHER=1

fromCtb() 采用宽容解析：

• 未知关键字/非法数值 $\to$
• 行内任一 token 出错 $\to$
• 返回 false 并给出第一条错误串，供 UI 弹窗提示。

toCtb() 为其逆运算，便于把现场样式表导出给第三方或纳入存档审阅。

CTB 文法的形式化定义为：

Line

→

Directive 

Token

∗

\\text{Line} \\to \\text{Directive}\\ \\text{Token}^*

Line→Directive Token∗

Directive

∈

{

LAYER

,

COLOR

,

STYLE

,

GRAYSCALE

}

\\text{Directive} \\in \\{\\text{LAYER}, \\text{COLOR}, \\text{STYLE}, \\text{GRAYSCALE}\\}

Directive∈{LAYER,COLOR,STYLE,GRAYSCALE}

Token

→

Key

=

Value

\\text{Token} \\to \\text{Key} = \\text{Value}

Token→Key=Value

Key

∈

{

WIDTH

,

GRAY

,

DITHER

}

\\text{Key} \\in \\{\\text{WIDTH}, \\text{GRAY}, \\text{DITHER}\\}

Key∈{WIDTH,GRAY,DITHER}

4. 七个真实踩坑（都是自测抓出来的，不是设想出来的）

这一节记录本次实现中由自测断言暴露、并最终修复的七个缺陷。它们都属于“看起来能跑、实际全错”的类别，值得单独留档。

4.1 QLocale::c().toDouble(“0.70”) 对合法字符串回报失败

现象：CTB 导入全部失败，提示 WIDTH 非法: 0.70，而打印出的字符码是 48, 46, 55, 48（即 "0.70"，完全合法）。

排查过程：写独立探针程序编译链接同样的 Qt 6.10.1 / MinGW 13.1，发现三种写法在探针里全部成功：QLocale::c().toDouble / QString::toDouble / QString::fromLatin1().toDouble。再回到工程内联打印，发现 QLocale::c().toDouble 返回了正确的数值却把 ok 置为 false，而同一位置用 QString::toDouble 解析同一字符串则 ok = true。

结论：在本工具链组合下 QLocale::c()（C 区域、language 为空）这一路径的 ok 回报不可信。修复：自写 ctbToDouble() 作为全工程唯一数值入口，先把 , 归一为 .（抵御 de_DE 类逗号小数区域），再走 QString::toDouble：

static bool ctbToDouble(const QString& s, double* out) {
QString t = s.trimmed();
t.replace(QLatin1Char(','), QLatin1Char('.'));
bool ok = false;
const double v = t.toDouble(&ok);
if (ok && out) *out = v;
return ok;
}

教训：“解析成功与否”和“解析出的值”必须分别验证。只看 ok 会被区域设置坑，只看值又会被静默失败坑。

4.2 # 既是注释符又是颜色前缀

最初的行尾注释处理是 ln.left(ln.indexOf('#'))，这会把 COLOR #FF0000 WIDTH=0.35 从中间截断成 COLOR，导致颜色映射整条失效。

修复规则：扫描每个 #，统计其后连续十六进制字符数，长度为 3 / 6 / 8 视为颜色 token（#RGB / #RRGGBB / #AARRGGBB），否则视为注释起点。

形式化判据：

isColorToken

(

#

s

)
  

⟺
  

∣

s

∣

∈

{

3

,

6

,

8

}

∧

s

∈

H

e

x

∗

\\text{isColorToken}(\\#s) \\iff |s| \\in \\{3, 6, 8\\} \\land s \\in \\mathrm{Hex}^*

isColorToken(#s)⟺∣s∣∈{3,6,8}∧s∈Hex∗

4.3 continue 只跳出内层循环，半成品条目被写入

for (int i = 2; …) 的 token 循环里遇到非法参数执行 continue，看似跳过了该 token，但外层的 setLayerStyle(target, e) 仍会执行，于是一个 WIDTH=abc 的条目被以默认值（0.25mm / 不灰度）写入表中——比直接报错更危险，因为用户看不出样式表已被污染。

修复：引入 lineBad 标志，循环结束后 if (lineBad) continue; 整行丢弃。

4.4 附带：QPixmap::setPixel 不可用

makeDitherBrush 最初用 QPixmap::setPixelColor / setPixel 写网点贴图，本工程编译单元报 no member named 'setPixel'。改用 QImage（Format_RGB32）逐像素写入后再 QPixmap::fromImage()，同时天然规避了“设备无关位图不能直接读写像素”的 Qt 约束。

4.5 样张工具：QImage 设备上的双重 painter + DPI 失配

生成双路回归图时首版输出全白（两路 PNG 字节数完全相同、彩色像素 0）。两个叠加原因：

DPI 换算公式为：

p

x

P

e

r

M

m

=

D

P

I

25.4

\\mathrm{pxPerMm} = \\frac{\\mathrm{DPI}}{25.4}

pxPerMm=25.4DPI​

当 DPI 从

96

96

96 变为

300

300

300 时：

p

x

P

e

r

M

m

(

300

)

p

x

P

e

r

M

m

(

96

)

=

300

96

=

3.125

\\frac{\\mathrm{pxPerMm}(300)}{\\mathrm{pxPerMm}(96)} = \\frac{300}{96} = 3.125

pxPerMm(96)pxPerMm(300)​=96300​=3.125

即画布尺寸按

300
 

D

P

I

300\\,\\mathrm{DPI}

300DPI 计算、可打印区按

96
 

D

P

I

96\\,\\mathrm{DPI}

96DPI 计算，两者相差

3.125

3.125

3.125 倍。

这两条都属于“离线出图工具”与“真实打印设备（QPdfWriter 走 300dpi）”之间的环境差异，提醒我们：用 QImage 充当打印设备做回归时，必须显式对齐 DPI 与 painter 生命周期。

4.6 对照组基线选错会让回归测试永远「通过」

首版对照组设了 monochrome = true 想表达“仅灰度”，但 effectivePlotStyle() 的语义是“monochrome 且样式表为空

→

\\to

→ 自动套 GB 预设”——于是对照组也拿到了同一份 GB 预设，两路输出逐像素相同，

L

1

=

0

\\mathrm{L1} = 0

L1=0，回归测试形式上“无差异”。

修复：对照组必须是完全不带样式表、不带 monochrome 的原始彩色出图，即真正复现“彩色线宽图直接打到黑白打印机”这个错误基线。

教训：回归测试的对照组必须精确对应“修复前的真实行为”。用“另一个也开了修复开关的配置”当对照组，会得到“无差异”的假通过。断言 PASS 之前，先确认它在修复前会 FAIL。

4.7 QPageSize::size() 不含纸张方向，样张右侧被裁掉 87mm

目检 gray_A4_style.png 时发现第 4 列线段与外框右边完全不可见，只剩 3 列。初步判断是样张几何参数画得太宽（模型 225 mm vs A4 可打印 190 mm），于是把线段间距从

k

⋅

60

+

45

k \\cdot 60 + 45

k⋅60+45 收到

k

⋅

50

+

40

k \\cdot 50 + 40

k⋅50+40、外框从

(

−

15

,

18

)

∼

(

210

,

−

100

)

(-15, 18) \\sim (210, -100)

(−15,18)∼(210,−100) 收到

(

−

12

,

16

)

∼

(

205

,

−

100

)

(-12, 16) \\sim (205, -100)

(−12,16)∼(205,−100)——重编译后裁切依旧，说明根因不在几何。

真正原因在样张工具的画布构造：

const QSizeF szMm = size.size(QPageSize::Millimeter); // A4 → 210×297（纵向！）
const int W = int(szMm.width() * pxPerMm); // 建出纵向画布
const int H = int(szMm.height() * pxPerMm);

QPageSize::size() 返回的是纸张固有尺寸（永远是纵向基态），与 orientation 无关。而 PrintEngine::render() 内部走 effectivePageW/H()，横向下按

297

×

210

297 \\times 210

297×210 排版：

return (s.orientation == QPageLayout::Landscape) ? ps.height() : ps.width();

于是画布 210 mm 宽、排版 297 mm 宽，右侧

87
 

m

m

87\\,\\mathrm{mm}

87mm 直接落在画布外被裁。PNG 尺寸

780

×

1054

780 \\times 1054

780×1054（纵向）本身就是最直接的证据——而设置里明明写的是 Landscape。

修复：画布尺寸按方向交换宽高，与 effectivePageW/H() 保持同一套换算。

const double pageWmm = (s.orientation == QPageLayout::Landscape) ? szMm.height() : szMm.width();
const double pageHmm = (s.orientation == QPageLayout::Landscape) ? szMm.width() : szMm.height();

修复后 PNG 变为

3507

×

2480

3507 \\times 2480

3507×2480（横向），4 列线段与外框四边完整闭合。

教训：QPageSize::size() 是纸张尺寸，QPageLayout 才是版面尺寸，两者差一个方向换算。凡是“离屏设备尺寸”与“打印设置”两处独立计算的地方，都必须复用引擎内部的换算函数，否则必然出现静默裁切。这类 bug 不报错、只丢内容——第一反应怀疑几何参数是本能误导，必须先看输出图的宽高比是否与设置的方向一致。注意 PDF 路径不受影响：QPdfWriter::setPageOrientation() 自己处理了方向，所以只有离屏 QImage 回归图会错，这也解释了为何 PDF 样张一直是好的。

5. 打印链接入：抖动画刷与设备无关的网点尺寸

5.1 调用点

// PrintEngine.cpp
PlotRenderer::renderModel(&p, model, scaleDev, clipWorld,
s.effectivePlotStyle(), s.lineWidthScale);

灰度信息经 resolve() 已经在 rs.color 中了，所有 paint* 分支（线 / 剖面 / 标注 / 文字 / 块引用 / 表格 / 边界）因为统一使用 rs.color 而自动继承灰度化，无需逐处改动。这是把“颜色决策”收敛到 resolve() 一处的收益。

调用链可形式化为：

Model

→

resolve

⁡

{

(

e

,

r

s

)

}

→

render

⁡

Device

\\text{Model} \\xrightarrow{\\operatorname{resolve}} \\{(e, \\mathrm{rs})\\} \\xrightarrow{\\operatorname{render}} \\text{Device}

Modelresolve

​{(e,rs)}render

​Device

所有绘制分支共享同一 rs.color，因此颜色决策单点生效。

5.2 抖动仅作用于填充面

if (rs.gray && rs.dither) {
p->setBrush(makeDitherBrush(rs.grayValue, c.scaleDev)); // 网点
} else {
p->setBrush(rs.color); // 实灰度
}

只接在 paintHatch 的 SolidFill（狭小区域涂黑）分支：线宽图的轮廓线若抖动会变毛、失去锐度，而面状填充抖动才有意义（恢复中间灰层次）。这是按“笔画 vs 填充”区分抖动的必要性。

5.3 网点尺寸必须锚在设备空间

QBrush 的贴图 tile 默认随世界变换缩放。图幅放大时网点会跟着变粗、退化成灰块。修复：

br.setTransform(QTransform::fromScale(1.0/scaleDev, 1.0/scaleDev));

抵消世界变换，使网点在纸面上恒为固定物理尺寸（默认 4 设备像素）。

网点密度定义为黑点数占比：

ρ

black

=

1

−

g

\\rho_{\\text{black}} = 1 – g

ρblack​=1−g

其中

g

g

g 为目标灰度。当

g

=

0

g = 0

g=0 时

ρ

black

=

1

\\rho_{\\text{black}} = 1

ρblack​=1（全黑），当

g

=

1

g = 1

g=1 时

ρ

black

=

0

\\rho_{\\text{black}} = 0

ρblack​=0（全白），方向与“

g

g

g 越大越浅”一致。

网点 tile 尺寸为：

t

tile

=

4

 设备像素

t_{\\text{tile}} = 4\\ \\text{设备像素}

ttile​=4 设备像素

经设备空间锚定后，纸面上的物理尺寸为：

t

paper

=

t

tile

p

x

P

e

r

M

m

=

4

p

x

P

e

r

M

m

m

m

t_{\\text{paper}} = \\frac{t_{\\text{tile}}}{\\mathrm{pxPerMm}} = \\frac{4}{\\mathrm{pxPerMm}}\\ \\mathrm{mm}

tpaper​=pxPerMmttile​​=pxPerMm4​ mm

6. UI 与 COM 透传

6.1 页面设置

PrintSettingsDialog 的“打印样式（简化 CTB）”组新增：

• 样式表预设下拉：无 / GB 黑白出图 / GB 灰度抖动 / 自定义；
• 导入 CTB… 按钮：读文件 $\to$
• 黑白出图（打印机 / PDF） 总开关：写入 PrintSettings::monochrome；
• 匹配维度加**“按线型”**（弹中文列表，内部转 plotStyleName）；
• 条目编辑加灰度 / 抖动两个控件；
• 列表项描述附灰度后缀（如 灰度0.30(抖动)），目检前无需点开每条就能确认黑白意图。

monochrome 与预设的分工：effectivePlotStyle() 里只有当表为空时才套 GB 预设，用户手工建过表就以手工表为准——避免“勾了黑白开关就把精心设的线宽分组抹掉”。

形式化地：

effectivePlotStyle

⁡

(

s

e

t

t

i

n

g

s

)

=

{

G

B

P

r

e

s

e

t

,

若 

m

o

n

o

c

h

r

o

m

e

∧

s

t

y

l

e

T

a

b

l

e

=

∅

,

s

t

y

l

e

T

a

b

l

e

,

若 

s

t

y

l

e

T

a

b

l

e

≠

∅

,

∅

,

否则

.

\\operatorname{effectivePlotStyle}(\\mathrm{settings}) = \\begin{cases} \\mathrm{GBPreset}, & \\text{若 } \\mathrm{monochrome} \\land \\mathrm{styleTable} = \\emptyset, \\\\ \\mathrm{styleTable}, & \\text{若 } \\mathrm{styleTable} \\neq \\emptyset, \\\\ \\emptyset, & \\text{否则}. \\end{cases}

effectivePlotStyle(settings)=⎩

⎨

⎧​GBPreset,styleTable,∅,​若 monochrome∧styleTable=∅,若 styleTable=∅,否则.​

6.2 COM 批量出图

BatchTask 新增两个字段，exportDrawing 加同名默认参（ABI 友好）：

QString ctbText; // 简化 CTB 文本
QString preset; // "gb" | "gbGray" | "none"

任务 JSON 里支持 "styleTable" 字段，自动判别是预设名还是 CTB 文本（含换行或 LAYER / COLOR / STYLE / GRAYSCALE 关键字

→

\\to

→ CTB 文本）。ctbText 优先于 preset。

判别规则可形式化：

isCtb

⁡

(

s

)
  

⟺
  

(

s

∋

\\n

)

∨

(

s

∋

{

LAYER

,

COLOR

,

STYLE

,

GRAYSCALE

}

)

\\operatorname{isCtb}(s) \\iff \\left( s \\ni \\texttt{\\textbackslash n} \\right) \\lor \\left( s \\ni \\{\\texttt{LAYER}, \\texttt{COLOR}, \\texttt{STYLE}, \\texttt{GRAYSCALE}\\} \\right)

isCtb(s)⟺(s∋\\n)∨(s∋{LAYER,COLOR,STYLE,GRAYSCALE})

外部系统无需手工拼整份 PrintSettings JSON 即可为每张图指定黑白线宽 / 灰度。

7. 验收对照

7.1 编译与自测

315

→

344

315 \\to 344

315→344 的 29 条新断言覆盖：映射解析（颜色

→

\\to

→ 线宽）、优先级（图层 > 颜色 > 线型）、灰度纯函数（

0

/

0.5

/

1

0 / 0.5 / 1

0/0.5/1 三点）、灰度不改线宽、GB 预设粗细分组（G3:

1.0

/

0.5

1.0 / 0.5

1.0/0.5）、CTB 四关键字解析、CTB 宽容容错、JSON 往返、旧档缺键兼容。

7.2 A4/A3 黑白样张（目检）

样张由 PlotStyleSamples 生成，四类线型各一行、每行四条同色线，刻意用四个明显不同的彩色以复现“彩色线宽图”场景：

对照组刻意取“原始彩色 + 自动派生线宽”，即修复前彩色线宽图直接打印的真实行为；若对照组也开 monochrome，effectivePlotStyle() 会给它套同一份 GB 预设，两路将逐像素相同，回归测试就成了假通过（详见 4.6）。

目检要点（对照 GB/T 14665）：

• 粗实线：最粗且纯黑；
• 细实线：约为粗线一半宽、纯黑；
• 虚线：细档、线段间断均匀；
• 点画线：细档、长短段交替。

签字确认由人工在打开 PDF 后完成（本记录为样张产出与自动化回归部分）。

7.3 双路打印回归比对

PlotStyleSamples 对“带样式表 / 不带样式表”两路各渲染一份灰度图（复用同一条 PrintEngine::render 链路，故比对的即是真实出图路径），统计：

• 平均灰度 $\bar{g}$
• 总墨量 $\Sigma (255-g)$
• 256 桶灰度直方图的 $L1$
• 彩色像素计数（$\mathrm{R}\ne \mathrm{G}\ne \mathrm{B}$

判定：两路差异可测（样式表确实改变了出图）且带样式表组彩色像素为 0（黑白化正确）。

关键指标形式化定义：

平均灰度：

g

ˉ

=

1

N

∑

i

=

1

N

g

i

\\bar{g} = \\frac{1}{N} \\sum_{i=1}^{N} g_i

gˉ​=N1​i=1∑N​gi​

总墨量：

M

=

∑

i

=

1

N

(

255

−

g

i

)

M = \\sum_{i=1}^{N} (255 – g_i)

M=i=1∑N​(255−gi​)

灰度直方图

L

1

\\mathrm{L1}

L1 差异：

L

1

=

∑

b

=

0

255

∣

H

style

(

b

)

−

H

nostyle

(

b

)

∣

\\mathrm{L1} = \\sum_{b=0}^{255} \\left| H_{\\text{style}}(b) – H_{\\text{nostyle}}(b) \\right|

L1=b=0∑255​∣Hstyle​(b)−Hnostyle​(b)∣

彩色像素计数：

N

color

=

∣

{

i

∣

R

i

≠

G

i

∨

G

i

≠

B

i

}

∣

N_{\\text{color}} = \\left| \\{ i \\mid R_i \\neq G_i \\lor G_i \\neq B_i \\} \\right|

Ncolor​=∣{i∣Ri​=Gi​∨Gi​=Bi​}∣

实测结果（A4 / A3 双 PASS，EXIT=0）：

三点关键读数：

目检结论（对 gray_A4_style.png / bw_A4_style.pdf）：

• 四列线段完整可见、外框四边闭合（横向 $3507\times 2480$
• 粗实线最粗且纯黑，细实线明显较细（约一半宽），虚线为细档间断，点画线为细档长短段交替；
• 四类线型纯灰度下仍可凭线宽清晰区分 —— 即本任务要达成的核心目标。

对照 gray_A4_nostyle.png 可见：四类线粗细完全一致，仅靠红 / 蓝 / 绿 / 黄区分。这正是“彩色线宽图打印必错”的现场：一旦落到黑白输出机或黑白 PDF，颜色维度归零，四类线将无法辨识。

PDF 样张的人工签字确认仍待人工在阅读器中打开 bw_A4_style.pdf / bw_A3_style.pdf 后完成。

8. 创新点与经验沉淀

8.1 创新点

8.2 经验沉淀

• 把“颜色决策”收敛到 resolve() 一处，让所有渲染分支自动继承，是本次改动能只动一行调用点就覆盖全部图元类型的原因；分散决策必然漏改某一类图元。这一“单点决策”原则适用于任何跨多分支的横切属性（颜色、线宽、透明度等），是降低渲染管线耦合度的通用手法。
• “灰度”与“线宽”正交是本任务最容易做错的地方。一旦让灰度分支顺手改线宽（或反过来让线宽映射隐含改灰度），就会产出“看起来是黑白图、但分组是乱的”这种更难排查的问题。正交性不仅是设计命题，更要在自测中用“灰度化后 widthMm 不变”这类不变式钉死，防止后来者“顺手”破坏。
• 宽容解析必须有“整行丢弃”兜底：只跳过坏 token 会写出半成品条目，比严格报错更危险。半成品条目以默认值（0.25 mm / 不灰度）写入表中，用户看不出样式表已被污染，问题会潜伏到出图阶段才暴露。宽容解析的正确姿势是“坏行丢弃 + 已解析行生效 + 返回错误串供 UI 提示”。
• ok 标志不可单独信任：本工程实测 QLocale::c().toDouble 返回真值却置 ok = false。涉及用户输入的数值解析，建议自写归一化包装并在自测中用“预期值”而非仅“ok”断言。“解析成功与否”和“解析出的值”必须分别验证，只看 ok 会被区域设置坑，只看值又会被静默失败坑。
• 逗号 vs 句点小数点是 CTB / 配置文件解析的国际性坑点，归一化比依赖 QLocale 更稳。de_DE 类区域用逗号作小数分隔符，直接 toDouble 会静默失败或解析出错误值；先归一化再解析是跨区域配置解析的通用防御。
• 验收样张要刻意复现失败场景（用四个高对比彩色画线），而不是用“本来就黑白”的图去验证黑白出图——后者会让回归测试永远通过。验证必须针对“修复前的真实失败行为”设计，否则测试通过毫无意义。
• QPageSize::size() 是纸张尺寸，不含方向。离屏 QImage 当打印设备时，画布尺寸必须复用引擎的 effectivePageW/H() 换算，否则画布纵向、排版横向，静默裁掉 $87\mathrm{mm}$
• 回归测试的对照组必须精确对应“修复前的真实行为”。用“另一个也开了修复开关的配置”当对照组，会得到“无差异”的假通过。断言 PASS 之前，先确认它在修复前会 FAIL——这是回归测试设计的一条通用铁律。
• “离屏出图工具”与“真实打印设备”之间存在环境差异（DPI、painter 生命周期、纸张方向），用 QImage 充当打印设备做回归时，必须显式对齐 DPI 与 painter 生命周期，否则会得到“全白”或“裁切”这类静默错误。

9. 未来工作

9. 未来工作

10. 结论

本文给出了一套面向黑白出图的打印样式映射设计方案。该方案以“灰度与线宽正交”为核心命题，以三维匹配 + 三正交属性为数据结构、优先级短路为匹配语义、GB 预设为出厂配置、简化 CTB 为交换格式、抖动画刷为填充增强、双路回归为验证手段，系统解决了“彩色线宽图打印必错”问题。验证表明，A4 / A3 双路回归在三项指标（彩色像素、墨量、直方图

L

1

\\mathrm{L1}

L1）上均判定 PASS，样式表组彩色像素为 0，墨量提升

+

19.1

%

/

+

18.8

%

+19.1\\% / +18.8\\%

+19.1%/+18.8%，线宽分组真实生效，黑白化彻底。

附录 A：符号表

附录 B：核心公式速查

灰度化：

v

=

c

l

a

m

p

(

r

o

u

n

d

(

g

×

255

)

,

0

,

255

)

,

R

G

B

out

=

(

v

,

v

,

v

)

v = \\mathrm{clamp}\\left(\\mathrm{round}(g \\times 255),\\ 0,\\ 255\\right), \\quad \\mathrm{RGB}_{\\text{out}} = (v, v, v)

v=clamp(round(g×255), 0, 255),RGBout​=(v,v,v)

粗细比：

r

thick:thin

=

w

thick

w

thin

=

2

r_{\\text{thick:thin}} = \\frac{w_{\\text{thick}}}{w_{\\text{thin}}} = 2

rthick:thin​=wthin​wthick​​=2

DPI 换算：

p

x

P

e

r

M

m

=

D

P

I

25.4

\\mathrm{pxPerMm} = \\frac{\\mathrm{DPI}}{25.4}

pxPerMm=25.4DPI​

网点密度：

ρ

black

=

1

−

g

\\rho_{\\text{black}} = 1 – g

ρblack​=1−g

网点纸面尺寸：

t

paper

=

t

tile

p

x

P

e

r

M

m

m

m

t_{\\text{paper}} = \\frac{t_{\\text{tile}}}{\\mathrm{pxPerMm}}\\ \\mathrm{mm}

tpaper​=pxPerMmttile​​ mm

平均灰度：

g

ˉ

=

1

N

∑

i

=

1

N

g

i

\\bar{g} = \\frac{1}{N} \\sum_{i=1}^{N} g_i

gˉ​=N1​i=1∑N​gi​

总墨量：

M

=

∑

i

=

1

N

(

255

−

g

i

)

M = \\sum_{i=1}^{N} (255 – g_i)

M=i=1∑N​(255−gi​)

直方图

L

1

\\mathrm{L1}

L1 差异：

L

1

=

∑

b

=

0

255

∣

H

style

(

b

)

−

H

nostyle

(

b

)

∣

\\mathrm{L1} = \\sum_{b=0}^{255} \\left| H_{\\text{style}}(b) – H_{\\text{nostyle}}(b) \\right|

L1=b=0∑255​∣Hstyle​(b)−Hnostyle​(b)∣

彩色像素判据：

N

color

=

∣

{

i

∣

R

i

≠

G

i

∨

G

i

≠

B

i

}

∣

=

0

N_{\\text{color}} = \\left| \\{ i \\mid R_i \\neq G_i \\lor G_i \\neq B_i \\} \\right| = 0

Ncolor​=∣{i∣Ri​=Gi​∨Gi​=Bi​}∣=0

优先级短路：

resolve

⁡

(

e

)

=

{

E

layer

(

e

.

l

a

y

e

r

)

,

若存在

,

E

color

(

e

.

c

o

l

o

r

)

,

若存在且无图层条目

,

E

style

(

e

.

s

t

y

l

e

)

,

若存在且无颜色条目

,

default

,

否则

.

\\operatorname{resolve}(e) = \\begin{cases} E_{\\text{layer}}(e.\\mathrm{layer}), & \\text{若存在}, \\\\ E_{\\text{color}}(e.\\mathrm{color}), & \\text{若存在且无图层条目}, \\\\ E_{\\text{style}}(e.\\mathrm{style}), & \\text{若存在且无颜色条目}, \\\\ \\text{default}, & \\text{否则}. \\end{cases}

resolve(e)=⎩

⎨

⎧​Elayer​(e.layer),Ecolor​(e.color),Estyle​(e.style),default,​若存在,若存在且无图层条目,若存在且无颜色条目,否则.​

附录 C：交付物清单