理论教育 坐标系统与数据输入方法的优化

坐标系统与数据输入方法的优化

时间:2023-06-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:下面分别介绍几种常用的坐标系统和坐标的输入方法。在AutoCAD 2014中,笛卡儿坐标系的三个坐标值之间采用逗号来分隔。通过指定面创建用户坐标系统将UCS与三维实体的选定面对齐。相对坐标是基于上一输入点的。表2-4 绝对坐标与相对坐标的输入二维极坐标输入二维极坐标使用距离和角度来定位点。

坐标系统与数据输入方法的优化

绘制精确的图形是设计工作的重要部分,关系到设计表达是否准确、清晰,是加工制造的重要依据。所有的图形,不管复杂还是简单,都是由基本的点、线等元素组成的。因此,在绘图过程中,对图形中的点、线等的精确定位就显得十分重要。

为了方便用户精确地进行定位,AutoCAD 2014提供了两个坐标系:一个是被称为世界坐标系(WCS)的固定坐标系,一个是被称为用户坐标系(UCS)的可移动坐标系。默认情况下,这两个坐标系在新图形中是重合的。

下面分别介绍几种常用的坐标系统和坐标的输入方法。

1.笛卡儿坐标系和极坐标

笛卡儿坐标系(Cartesian coordinates)又称为平面直角坐标系,是由X、Y、Z三个轴构成的,以坐标原点(0,0,0)为基点定位输入点。创建的图形都基于XY平面,笛卡儿坐标的X值为距原点的水平距离,Y值为距原点的垂直距离。平面中的点都可以用(X,Y)坐标值来指定,比如坐标(3,2)表示该点在X正方向与原点相距3个单位,在Y正方向与原点相距2个单位。坐标(-3,-2)表示该点在X负方向与原点相距3个单位,在Y负方向与原点相距2个单位。空间中的任何一个点都可以在XYZ坐标系中表示出来。在AutoCAD 2014中,笛卡儿坐标系的三个坐标值之间采用逗号来分隔。在二维XY平面中输入坐标时,由于Z轴坐标为0,可以省略Z值。

极坐标基于原点(0,0),使用距离和角度表示定位点,角度计量以水平向右为0°方向,逆时针计量角度。极坐标的表示方法为(距离<角度),距离和角度之间用小于号(<)分隔。坐标(5<45)表示该点距离原点5个单位且该点与原点连线与0°方向的夹角为45°。坐标(3<250)表示该点距离原点3单位且该点与原点连线与0°方向的夹角为250°,如图2-23所示。

2.世界坐标系(WCS)

系统初始设置的坐标系为世界坐标系(Word Coordinates System,WCS),通常在二维视图中,WCS的X轴水平,Y轴垂直,WCS的原点为X轴和Y轴的交点(0,0),位于屏幕绘图窗口的左下角,固定不变。图形文件中的所有对象均由其WCS坐标定义。

3.用户坐标系(UCS)

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图2-23 极坐标系

在进行三维造型设计时,经常需要修改坐标系的原点和坐标轴方向,AutoCAD 2014提供了用户坐标系(UGS),用户可以使用UCS命令创建用户坐标系以满足绘图需要。

(1)通过指定UCS的原点创建用户坐标系统

使用一点、两点或三点定义一个新的UCS。如果指定单个点,当前UCS的原点将会移动而不会更改X、Y、Z轴的方向;如果指定第二点,UCS将绕先前指定的原点旋转,以使UCS的X轴正半轴通过该点;如果指定第三点,UCS将绕X轴旋转,以使UCS的XY平面的Y轴正半轴通过该点。

(2)通过指定面创建用户坐标系统

将UCS与三维实体的选定面对齐。要选择一个面,应在此面的边界内或面的边上单击,被选中的面将亮显,UCS的X轴将与找到的第一个面上的最近的边对齐。

(3)根据选定三维对象定义新的坐标系

新建UCS的拉伸方向(Z轴正方向)与选定对象的拉伸方向相同。对于大多数对象而言,新UCS的原点位于离选定对象最近的顶点处,并且X轴与一条边对齐或相切。对于平面对象,UCS的XY平面与该对象所在的平面对齐。对于复杂对象,将重新定位原点,但是轴的当前方向保持不变。

(4)旋转坐标系统(www.daowen.com)

绕指定轴旋转当前UCS。通过指定原点和一个或多个绕X、Y、Z轴的旋转,可以定义任意的UCS。

4.数据输入方法

(1)绝对坐标与相对坐标

输入坐标时,均可以基于原点输入绝对坐标,或基于上一指定点输入相对坐标。绝对坐标基于UCS原点(0,0),这是X轴和Y轴的交点。如果已知点坐标的精确的X值和Y值时,应使用绝对坐标。相对坐标是基于上一输入点的。如果知道某点与前一点的位置关系,可以使用相对坐标。

如果使用动态输入,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,可以不使用“#”前缀。

如果要指定相对坐标,需要在前面添加一个“@”符号。输入相对坐标的另一个方法是通过移动光标指定方向,然后直接输入距离。此方法称为直接距离输入。

此外,相对坐标的输入还有一种方法,在有命令的前提下,如“直线”“圆”“矩形”等,按住〈Shift〉键,单击鼠标右键,在弹出的菜单中,选择“自”978-7-111-49664-9-Chapter02-48.jpg选项,然后选择偏移参照对象,输入相对选定位置的X轴方向的值和Y轴方向的值,格式为@X,Y,最后按〈Enter〉键或空格键,完成操作。此方法的优点在可以选择偏移的参照对象。

(2)笛卡儿坐标输入

笛卡儿坐标的输入格式为(X,Y,Z),中间用逗号隔开,输入时省略括号。例如,坐标值(4,5,6)表示一个沿X轴正方向4个单位,沿Y轴正方向5个单位,沿Z轴正方向6个单位的点。相对坐标@4,5,表示该点沿X轴正方向有4个单位,沿Y轴正方向有5个单位,具体见表2-4。

表2-4 绝对坐标与相对坐标的输入

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(3)二维极坐标输入

二维极坐标使用距离和角度来定位点。语法格式为为X<【与X轴所成的角度】。例如,极坐标#3<45,表示该点距离原点3个单位且该点与原点连线与X轴正方向的夹角为45。。相对极坐标@3<45,表示此点距离指定点距离为3个单位且与X轴的夹角为45°。

(4)三维柱坐标输入

三维柱坐标通过定义某点在XY平面中距UCS原点的距离,在XY平面中与X轴所成的角度及Z值来定位,语法格式为X<【与X轴所成的角度】,Z。例如,柱坐标#4<30,5,表示距离当前UCS的原点4个单位,在XY平面中与X轴正方向成30°角,沿Z轴5个单位。相对柱坐标@4<30,5,表示在XY平面内距离指定点4个单位,与X轴正方向成30°角,在Z轴正方向延伸5个单位。

(5)三维球坐标输入

三维球坐标通过指定某点距离当前UCS原点的距离,在XY平面内与X轴所成的角度,与XY平面所成的角度来定位点。格式为X<【与X轴所成的角度】<【与XY平面所成的角度】。例如,球坐标#5<45<30,表示此点距离原点5个单位,在XY平面内与X轴正方向成45°角,在Z轴正方向上与XY平面成30°角。相对球坐标@3<30<45,表示此点在XY平面内距离指定点3个单位,与X轴正方向成30°角,与XY平面成45°角。

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