[转贴]：(概念教学)三维坐标系!

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  三维坐标系 [/COLOR]


一、三维笛卡儿坐标系 [/COLOR]
    三维笛卡儿坐标系是在二维笛卡儿坐标系的基础上根据右手定则增加第三维坐标（即Z轴）而形成的。同二维坐标系一样，AutoCAD中的三维坐标系有世界坐标系（WCS）和用户坐标系（UCS）两种形式。
1. 右手定则
    在三维坐标系中，Z轴的正轴方向是根据右手定则确定的。右手定则也决定三维空间中任一坐标轴的正旋转方向。
    要标注X、Y和Z轴的正轴方向，就将右手背对着屏幕放置，拇指即指向X轴的正方向。伸出食指和中指，如右图所示，食指指向Y轴的正方向，中指所指示的方向即是Z轴的正方向。

                               
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    要确定轴的正旋转方向，如右图所示，用右手的大拇指指向轴的正方向，弯曲手指。那么手指所指示的方向即是轴的正旋转方向。
2. 世界坐标系（WCS）
    在AutoCAD中，三维世界坐标系是在二维世界坐标系的基础上根据右手定则增加Z轴而形成的。同二维世界坐标系一样，三维世界坐标系是其他三维坐标系的基础，不能对其重新定义。
3. 用户坐标系（UCS）
    用户坐标系为坐标输入、操作平面和观察提供一种可变动的坐标系。定义一个用户坐标系即改变原点（0，0，0）的位置以及XY平面和Z轴的方向。可在AutoCAD的三维空间中任何位置定位和定向UCS，也可随时定义、保存和复用多个用户坐标系。

二、三维坐标形式 [/COLOR]
    在AutoCAD中提供了下列三种三维坐标形式：
    1. 三维笛卡尔坐标
    三维笛卡尔坐标（X，Y，Z）与二维笛卡尔坐标（X，Y）相似，即在X和Y值基础上增加Z值。同样还可以使用基于当前坐标系原点的绝对坐标值或基于上个输入点的相对坐标值。
    2. 圆柱坐标
    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。即三维点的圆柱坐标可通过该点与UCS原点连线在XY平面上的投影长度，该投影与X轴夹角、以及该点垂直于XY平面的Z值来确定。例如，坐标“10<60，20”表示某点与原点的连线在XY平面上的投影长度为10个单位，其投影与X轴的夹角为60度，在Z轴上的投影点的Z值为20。
    圆柱坐标也有相对的坐标形式，如相对圆柱坐标“@10<45，30”表示某点与上个输入点连线在XY平面上的投影长为10个单位，该投影与X轴正方向的夹角为45度且Z轴的距离为30个单位。
3. 球面坐标
    球面坐标也类似与二维极坐标。在确定某点时，应分别指定该点与当前坐标系原点的距离，二者连线在XY平面上的投影与X轴的角度，以及二者连线与XY平面的角度。例如，坐标“10<45<60”表示一个点，它与当前UCS原点的距离为10个单位，在XY平面的投影与X轴的夹角为45度，该点与XY平面的夹角为60度。
    同样，圆柱坐标的相对形式表明了某点与上个输入点的距离，二者连线在XY平面上的投影与X轴的角度，以及二者连线与XY平面的角度。

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控制三维中的用户坐标系

定义用户坐标系 (UCS) 来更改原点 (0,0,0) 的位置与 XY 平面及 Z 轴的方向。可以在三维空间的任意位置定位和定向 UCS，可以根据需要定义、保存和调用任意数量的 UCS。坐标输入和显示均相对于当前的 UCS。

UCS 在三维空间中尤其有用。将坐标系与现有几何图形对齐比计算出三维点的精确位置要容易得多。

如果多个视口处于激活状态，则可以给每个视口分配一个不同的 UCS。打开 UCSVP 系统变量时，可以将 UCS 锁定到一个视口上，每次将该视口置为当前时，可以自动恢复 UCS。打开 UCSVP 时，每一个 UCS 都可能对不同的构造要求具有不同的原点和方向。

定义 UCS 位置
可以按几种方式定义 UCS：

指定新的原点、新的 XY 平面或新的 Z 轴。
将新 UCS 与现有的对象对齐。
将新 UCS 与当前观察方向对齐。
绕当前 UCS 的任意轴旋转当前 UCS。
将新的 Z 深度应用到现有 UCS 中。
通过选择面来应用 UCS。
使用 UCS 预置
如果用户不想定义自己的 UCS，则可以从几种预置坐标系中进行选择。“UCS”对话框的“正交 UCS”选项卡上的图像将显示可用的选择。

如果已指定 UCS，可以控制选择预置选项是相对于当前的 UCS 方向切换 UCS，还是相对于默认世界坐标系 (WCS) 切换 UCS。如果恢复 WCS、恢复上一个 UCS 或将 UCS 设置到当前视图，则该选项无效。

改变默认标高
由 ELEV 命令建立的当前标高定义了当前 UCS 的绘图平面。

绘图平面标高可以应用到单个视口，这取决于 UCSVP 系统变量的设置。此变量确定是否保存 UCS，以及是否在每个视口中恢复 UCS。当 UCSVP = 1 时，也就是说，当不同的 UCS 设置被保存在单个视口中时，标高设置将与每个视口一同保存在模型空间和图纸空间布局中。

一般情况下，建议将标高设置保留为零，并使用 UCS 命令控制当前 UCS 的 XY 平面。

在图纸空间中改变 UCS
与在模型空间一样，可以在图纸空间定义新的 UCS，但是图纸空间中的 UCS 限于二维操作。尽管可以在图纸空间中输入三维坐标，但不能使用三维查看命令（例如 DVIEW、 PLAN 和 VPOINT）。AutoCAD 在模型空间和图纸空间中均跟踪最近创建的 10 个坐标系。

按名称保存并恢复 UCS 位置
如果要在三维中自如地工作，可以保存命名 UCS 位置（对于不同的构造要求，每个位置具有不同的原点和方向）。可以根据需要重定位、保存和调用任意数量的 UCS 方向。