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。

笛卡尔
坐标系
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
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45º，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。

球坐标
示意图
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60º，并且该点与XY平面的夹角为30º。

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标系的位置和方向，从而改变工作平面，便于坐标输入。

如图9-24所示创建用户坐标系，使用户坐标系的XY 平面与实体前表面平行，便可以在前表面上创建圆柱体。

图9-24 用户坐标系
二维线框下的
世界坐标系 消隐下的世界坐标系 调整用户
坐标系。