1.10 熟悉坐标系统

1.10.1 二维坐标系和三维坐标系

从事工程设计的技术人员必须了解和掌握常用的坐标系统。例如，笛卡儿坐标和极坐标。

笛卡儿坐标系有3个轴，即X、Y和Z轴。输入坐标值时，需要指示沿X、Y和Z轴相对于坐标系原点（0,0,0）的距离（以单位表示）及其方向（正或负）。在二维中，在XY平面（也称为工作平面）上指定点，工作平面类似于平铺的网格纸。二维笛卡儿坐标的X值指定水平距离，Y值指定垂直距离，原点（0,0）表示两轴相交的位置。

输入绝对笛卡儿坐标（二维）的方法有如下两种。

1）如果启用“动态输入”，则在提示输入点时，使用以下格式在工具提示中输入坐标：

#x,y

2）如果禁用“动态输入”，则使用以下格式在命令行中输入坐标：

x,y

极坐标使用距离和角度来定位点。使用极坐标和笛卡儿坐标，均可以基于原点（0,0）输入绝对坐标，或基于上一指定点输入相对坐标。

要使用极坐标指定一点，需要输入以角括号（<）分隔的距离和角度。默认情况下，角度按逆时针方向增大，按顺时针方向减小。若要指定顺时针方向，则为角度输入负值。例如，输入“2<315”和“2<-45”都代表相同的点。使用动态输入，可以使用“#”前缀指定绝对坐标；如果在命令行而不是工具提示中输入坐标，则可以不使用“#”前缀。

在命令行中输入绝对极坐标的格式为：

距离<角度

例如，在命令行中输入“5<45”指定一点，此点距离原点有5个单位，并且与X轴成45°角。

对于相对的笛卡儿坐标和相对的极坐标，在命令行中输入时需要在坐标前面加上“@”符号。例如，输入“@10<60”指定一点，此点距离上一指定点10个单位，并且与X轴成60°角。

在三维空间中创建对象时，可以使用笛卡儿坐标、柱坐标或球坐标定位点。下面简单地介绍这些三维坐标系的特点。

● 三维笛卡儿坐标：通过使用三个坐标值（X、Y和Z）来指定精确的位置。

● 柱坐标：通过XY平面中与UCS原点之间的距离、XY平面中与X轴的角度以及Z值来描述精确的位置。

● 球坐标：通过指定某个位置距当前UCS原点的距离、在XY平面中与X轴所成的角度以及与XY平面所成的角度来指定该位置。

初学者还需要掌握世界坐标系和用户坐标系的概念。

1.10.2 世界坐标系与用户坐标系

在AutoCAD软件系统中可将坐标系分为两类：一类是被称为世界坐标系（WCS）的固定坐标系，另一类则是被称为用户坐标系（UCS）的可移动坐标系。在默认情况下，这两个坐标系在新图形中是重合的。

通常在二维视图中，WCS的原点为X轴和Y轴的交点（0,0），其X轴水平，Y轴垂直。虽然说图形文件中的所有对象均可以由WCS定义，然而在实际设计工作中，图形对象的创建和编辑经常采用更为方便的可移动的UCS来定义。系统提供的基于UCS位置和方向的二维工具和操作包括：绝对坐标输入和相对坐标输入；绝对参照角；正交模式、极轴追踪、对象捕捉追踪、栅格显示和栅格捕捉的水平和垂直定义；水平标注和垂直标注的方向；文字对象的方向；使用PLAN命令查看旋转等。

移动或旋转UCS可以更容易地处理图形的特定区域。可以使用以下的方法重新定位用户坐标系。

● 通过定义新原点移动UCS。

● 将UCS与现有对象对齐。

● 通过指定新原点和新X轴上的任一点旋转UCS。

● 将当前UCS绕Z轴旋转指定的角度。

● 恢复到上一个UCS。

● 恢复UCS以与WCS重合。

创建UCS的菜单命令位于菜单栏的“工具”→“新建UCS”级联菜单中，包括“世界”“上一个”“面”“对象”“视图”“原点”“Z轴矢量”“三点”“X”“Y”“Z”等。另外，用户也可以在命令窗口的“命令”标识下输入“UCS”命令，根据提示选择相应的选项或输入参数进行操作来获得所需的UCS。