1、第13章 三維坐標(biāo)系,AutoCAD2008不但提供了比低版本更加多的二維功能，在3D設(shè)計(jì)中，AutoCAD2008相比以前的版本也有著相當(dāng)大的改進(jìn)。完整的實(shí)體造型要比軸測(cè)圖更能“真實(shí)”地反映物體全貌，因?yàn)檩S測(cè)圖只相當(dāng)于立體某個(gè)方向的“定格”特寫，而3D實(shí)體可以從各個(gè)角度觀察，還可渲染、消隱。如圖13.1所示為相機(jī)的3D模型圖渲染圖。,13.1 三維笛卡兒坐標(biāo)系,在AutoCAD2008的三維坐標(biāo)系下，用戶可以使用直線、樣條曲線和三維多段線命令繪制三維直線、三維樣條曲線和三維多段線。除了比二維坐標(biāo)系增加第三維坐標(biāo)（Z軸）外，三維、二維坐標(biāo)的指定方法是一樣的。在AutoCAD中創(chuàng)建和觀察三維圖形

2、，就需要使用三維坐標(biāo)系和視點(diǎn)。因此學(xué)習(xí)三維圖形的繪制的基礎(chǔ)就是掌握三維坐標(biāo)系。,13.1.1 坐標(biāo)系,三維笛卡兒坐標(biāo)系是在二維笛卡兒坐標(biāo)系的基礎(chǔ)上根據(jù)右手定則增加第三維坐標(biāo)（即Z軸）而形成的。同二維坐標(biāo)系一樣，AutoCAD中的三維坐標(biāo)系有世界坐標(biāo)系（WCS）和用戶坐標(biāo)系（UCS）兩種形式。,13.1.2 三維坐標(biāo)形式,在AutoCAD中提供了下列三種三維坐標(biāo)形式：三維笛卡爾坐標(biāo)系、柱坐標(biāo)和球面坐標(biāo)。 1.三維笛卡爾坐標(biāo)系:在三維笛卡兒坐標(biāo)系中，坐標(biāo)值（1，2，3）表示一個(gè)X坐標(biāo)為1、Y坐標(biāo)為2、Z坐標(biāo)為3的點(diǎn)。在任何情況下都可以通過(guò)輸入一個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)值X、Y、Z來(lái)確定該點(diǎn)的位置。 2.柱坐標(biāo):

3、與二維極坐標(biāo)類似，但增加了從所要確定的點(diǎn)到XY平面的距離值。即三維點(diǎn)的柱坐標(biāo)可通過(guò)該點(diǎn)與UCS原點(diǎn)連線在XY平面上的投影長(zhǎng)度，該投影與X軸夾角、以及該點(diǎn)垂直于XY平面的Z值來(lái)確定。例如，坐標(biāo)“12，3”表示某點(diǎn)與原點(diǎn)的連線在XY平面上的投影長(zhǎng)度為1個(gè)單位，其投影與X軸的夾角為3度，在Z軸上的投影點(diǎn)的Z值為3。 3.球面坐標(biāo):類似與二維極坐標(biāo)。在確定某點(diǎn)時(shí)，應(yīng)分別指定該點(diǎn)與當(dāng)前坐標(biāo)系原點(diǎn)的距離，二者連線在XY平面上的投影與X軸的角度，以及二者連線與XY平面的角度。例如，坐標(biāo)“123”表示一個(gè)點(diǎn)，它與當(dāng)前UCS原點(diǎn)的距離為1個(gè)單位，在XY平面的投影與X軸的夾角為2度，該點(diǎn)與XY平面的夾角為3度。,

4、13.2 UCS的定義,當(dāng)繪圖需要用戶自己定義原點(diǎn)和方向時(shí)，AutoCAD提供了多種方法來(lái)創(chuàng)建UCS，執(zhí)行“工具”|“新建UCS”命令，其子菜單如圖13.6所示。,13.2.1 定義UCS,用戶可通過(guò)如圖13.4所示的各種選項(xiàng)來(lái)使用不同的方法定義UCS，具體說(shuō)明如下所示。 世界：將當(dāng)前用戶坐標(biāo)系設(shè)置為世界坐標(biāo)系。WCS是所有用戶坐標(biāo)系的基準(zhǔn)，不能被重新定義。 上一個(gè)：恢復(fù)上一個(gè)UCS。程序會(huì)保留在圖紙空間中創(chuàng)建的最后10個(gè)坐標(biāo)系和在模型空間中創(chuàng)建的最后10個(gè)坐標(biāo)系。重復(fù)該選項(xiàng)將逐步返回一個(gè)集或其他集，這取決于哪一空間是當(dāng)前空間。如果在單獨(dú)視口中保存了不同的UCS設(shè)置并在視口之間切換，程序?qū)⒉粫?huì)

5、在“上一個(gè)”列表中保留這些UCS。但是，如果在某個(gè)視口中修改UCS設(shè)置，程序?qū)⒃凇吧弦粋€(gè)”列表中保留子后一個(gè)UCS設(shè)置。例如，將UCS從“世界”修改為“UCS1”時(shí)，AutoCAD將把“世界”保持在“上一個(gè)”列表的頂部。如果切換視口，使“主視圖”成為當(dāng)前UCS，接著又將UCS修改為“右視圖”，則“主視圖”UCS保留在“上一個(gè)”列表的頂部。這時(shí)如果在當(dāng)前視口中選擇“UCS”-“上一個(gè)”選項(xiàng)兩次，那么第一次返回“主視圖”UCS設(shè)置，第二次返回“世界”。 面：將UCS與選定實(shí)體對(duì)象的面對(duì)正。要選擇一個(gè)面，在此面的邊界內(nèi)或面的邊界上單擊即可，被選中的面將高亮顯示。UCS的X軸將與找到的第一個(gè)面上的最近

6、的邊對(duì)正。 對(duì)象：根據(jù)選定三維對(duì)象定義新的坐標(biāo)系，具體情況見(jiàn)下面的解釋。新UCS的Z軸正方向與選定對(duì)象的一樣。 視圖：以垂直于視圖方向（平行于屏幕）的平面為XY平面，來(lái)建立新的坐標(biāo)系。UCS原點(diǎn)保持不變。 原點(diǎn)：指定UCS的原點(diǎn)，并保持其當(dāng)前的X、Y和Z軸方向不變，從而定義新的UCS。 Z軸矢量：用指定的Z軸正半軸定義UCS。Z軸正半軸是通過(guò)指定新原點(diǎn)和Z軸正半軸上的任一點(diǎn)來(lái)確定的。 三點(diǎn)：通過(guò)指定的三點(diǎn)定義UCS。第一點(diǎn)指定新UCS的原點(diǎn)，第二點(diǎn)定義X軸的正方向，第三點(diǎn)定義Y軸的正方向。Z軸由右手定則確定。 X：指定繞X軸的旋轉(zhuǎn)角度來(lái)得到新的UCS。 Y：指定繞Y軸的旋轉(zhuǎn)角度來(lái)得到新的UCS

7、。 Z：指定繞Z軸的旋轉(zhuǎn)角度來(lái)得到新的UCS。,13.2.2 UCS的設(shè)置,AutoCAD系統(tǒng)還提供了“UCS”對(duì)話框，在該對(duì)話框中還可進(jìn)行一些設(shè)置。執(zhí)行“工具”|“命名UCS”命令，系統(tǒng)彈出“UCS”對(duì)話框，如圖13.7所示。,13.3 設(shè)置三維視圖,在模型的制作過(guò)程中，為了更加清楚的了解模型以便對(duì)其進(jìn)行修改，就必須要使用多個(gè)視角來(lái)進(jìn)行觀察，AutoCAD2008提供了多個(gè)設(shè)置視角的方法。 1設(shè)置查看方向 2設(shè)置圖形的三維直觀圖的查看方向 3設(shè)置正交視圖與等軸測(cè)視圖,13.4 投影簡(jiǎn)介,投影可以分為兩大類，即平行投影和透視投影；如果投影中心到投影平面的距離越來(lái)越遠(yuǎn)，那么投影線就越來(lái)越趨于平行，當(dāng)投影中心到投影平面的距離為無(wú)窮遠(yuǎn)的時(shí)候，投影線為一組平行線，這種投影稱為平行投影；如果投影中心到投影平面的距離是有限的，那么投影線是從投影中心發(fā)出的無(wú)數(shù)條射線，這種投影稱為透視投影，如圖13.10所示。,13.5 使用UCS構(gòu)建線框模型,線框模型是使用直線和曲線來(lái)構(gòu)建實(shí)際對(duì)象的邊緣或骨架，如圖13.11所示。,13.5.1 線框模型的特點(diǎn),三維線框模型有以下特點(diǎn)。 從任何有利位置查看模型 自動(dòng)生成標(biāo)準(zhǔn)的正交和輔助視圖 輕松生成分解視圖和透視圖。 分析空間關(guān)系，這包括最近角點(diǎn)和邊緣之間的最短距