AUTOCAD 三维坐标系基础知识

AUTOCAD三维坐标系基础知识三维空间内的所有几何物体，无论其形状多么复杂，归根到底，都是许多空间点的集合。有了三维空间的坐标系统，三维造型就成为可能。因此三维坐标系统是确定三维对象位置的基本手段，是研究三维空间的基础。1.三维坐标系类型在三维环境中与X-Y平面坐标系统相比，三维世界坐标系统多了一个数轴Z。增加的数轴Z给坐标系统多规定了一个自由度，并和原来的两个自由度（X和Y）一起构成了三维坐标系统，简称三维坐标系。在AutoCAD中提供了以下3种三维坐标系类型。•三维笛卡尔坐标系笛卡尔坐标系是由相互垂直的X轴、Y轴和Z轴三个坐标轴组成的。它是利用这三个相互垂直的轴来确定三维空间的点，图中的每个位置都可由相对于原点的（0，0，0）坐标点来表示。三维笛卡尔坐标使用X、Y和Z三个坐标值来精确地指定对象位置。输入三维笛卡尔坐标值（X、Y、Z）类似于输入二维坐标值（X、Y），除了指定X和Y值外，还需要指定Z值。如图9-20所示坐标值（3,2,5）指一个沿X轴正方向3个单位，沿Y轴正方向2个单位，沿Z轴正方向5个单位的点。图9-20三维绝对笛卡尔坐标系使用三维笛卡尔坐标时，可以输入基于原点的绝对坐标值，也可以输入基于上一输入点的相对坐标值。如果要输入相对坐标，需使用符号@作为前缀，如输入（@1，0，0）表示在X轴正方向上距离上一点一个单位的点。•圆柱坐标系圆柱坐标与二维极坐标类似，但增加了从所要确定的点到XY平面的距离值。三维点的圆柱坐标，可以分别通过该点与UCS原点连线在XY平面上的投影长度、该投影与X轴正方向的夹角，以及该点垂直于XY平面的Z值来确定，效果如图9-21所示。

柱坐标.示意图.XY平面柱坐标.示意图.XY平面(Z=0):z坐标I图9-21柱坐标示意图例如一点的柱坐标为（20,45,15）表示该点与原点的连线在XY平面上的投影长度为20个单位，该投影与X轴的夹角为45°，在Z轴上投影点的Z值为15。•球面坐标系球面坐标也类似于二维极坐标。在确定某点时，应分别指定该点与当前坐标系原点的距离、点在XY平面的投影和原点的连线与X轴的夹角、点到原点连线与XY平面的夹角，效果如图9-22所示。XYZ距离.点球坐标示意图/厂L、/w泡赴平面角度XY平面（Z=0）图9-22球坐标示意图例如坐标（18<60<30）表示一点与当前UCS原点的距离为18个单位，在XY平面的投影与X轴的夹角为60°，并且该点与XY平面的夹角为30°。2.三维坐标系形式在AutoCAD中，所有图形均使用一个固定的三维笛卡尔坐标系，称作世界坐标系WCS。图中每一点均可用世界坐标系的一组特定（X，Y，Z）坐标值来表示，也可以在三维空间的任意位置定义任一个坐标系，这些坐标系称作用户坐标系UCS。所定义的UCS位于WCS的某一位置和某一方向。•世界坐标系AutoCAD为用户提供了一个绝对的坐标系，即世界坐标系（WCS）。通常利用AutoCAD构造新图形时将自动使用WCS。虽然WCS不可更改，但可以从任意角度、任意方向来观察或旋转。世界坐标系又称为绝对坐标系或固定坐标系，其原点和各坐标轴方向均固定不变。对于二维绘图来说，世界坐标系已足以满足要求，但在固定不变的世界坐标系中创建三维模型，则不太方便。世界坐标系的图标在不同视觉样式下呈现不同的效

果。如图9-23所示在线框模式下世界坐标系原点处有一个位于XY平面上的小正方形。图9-23世界坐标系用户坐标系相对于世界坐标系，用户可以根据需要创建无限多的坐标系，这些坐标系称为用户坐标系UCS。为了有助于绘制三维图元，可以创建任意数目的用户坐标系，并可存储或重定义它们。正确运用UCS可以简化建模过程。创建三维模型时，用户的二维操作平面可能是空间中的任何一个面。由于AutoCAD的大部分绘图操作都是在当前坐标系的XY平面内或与XY平面平行的平面中进行的，而用户坐标系的作用就是让用户设定坐