3.1 认识AutoCAD 2020坐标系

用户在绘制精度要求较高的图形时，常使用用户坐标系的二维坐标系、三维坐标系来输入坐标值，以满足设计需要。

3.1.1 认识AutoCAD坐标系

坐标（ x，y ）是表示点的最基本的方法。为了输入坐标及建立工作平面，需要使用坐标系。在AutoCAD中，坐标系由世界坐标系（简称WCS）和用户坐标系（简称UCS）构成。

1．世界坐标系（WCS）

世界坐标系是一个固定的坐标系，也是一个绝对坐标系。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）。图形文件中的所有对象均由WCS坐标来定义。

2．用户坐标系（UCS）

用户坐标系是可移动的坐标系，也是一个相对坐标系。一般情形下，所有坐标输入以及其他许多工具和操作，均参照当前的UCS。使用可移动的UCS创建和编辑对象通常更方便。

在默认情况下，UCS和WCS是重合的。如图3-1所示为用户坐标系在绘图操作中的定义。

3.1.2 笛卡儿坐标系

笛卡儿坐标系有三个轴，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）。在二维视图中，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。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。

在二维视图中输入笛卡儿坐标，在命令行中输入以逗号分隔的 X 值和 Y 值即可。笛卡儿坐标输入分为绝对坐标输入和相对坐标输入。

1．绝对坐标输入

当已知要输入点的精确坐标的 X 和Y值时，最好使用绝对坐标。若在动态输入框中输入坐标值，坐标值前面可选择添加“＃”号，如图3-2所示。

若在命令行中输入坐标值，则无须添加“＃”号。命令行的操作提示如下：

绘制的直线如图3-3所示。

2．相对坐标输入

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。要指定相对坐标，需在坐标前面添加一个“＠”符号。

例如，在命令行中输入【＠3，4】指定一点，此点沿 X 轴方向有三个单位，沿 Y 轴方向距离上一指定点有四个单位。在图形区中绘制了一个三角形的三条边，命令行的操作提示如下：

绘制的三角形如图3-4所示。

动手操作——利用笛卡儿坐标绘制五角星和多边形

使用相对笛卡儿坐标绘制五角星和正五边形，如图3-5所示。

绘制五角星的步骤如下：

① 新建文件进入AutoCAD绘图环境中。

② 使用【直线】命令，在命令行中输入L，然后按空格键确定，在绘图区指定第一点，提示下一点时输入坐标【＠216，0】，确定后即可绘制五角星左上边的第一条横线；

③ 再次输入坐标【＠67，205】，确定后即可绘制第二条斜线；

④ 再次输入坐标【＠67，-205】，确定后即可绘制第三条斜线；

⑤ 再次输入坐标【＠216，0】，确定后即可绘制第四条横线；

⑥ 再次输入坐标【＠-174，-127】，确定后即可绘制第五条斜线；

⑦ 再次输入坐标【＠67，-205】，确定后即可绘制第六条斜线；

⑧ 再次输入坐标【＠-174，127】，确定后即可绘制第七条斜线；

⑨ 再次输入坐标【＠-174，-127】，确定后即可绘制第八条斜线；

⑩ 再次输入【＠67，205】，确定后即可绘制第九条斜线；

再次输入坐标【＠-174，127】，确定后即可绘制第十条斜线。

绘制五边形的步骤如下：

① 使用【直线】命令，在命令行中输入L，然后按空格键确定，在绘图区指定第一点，提示下一点时输入坐标【＠298，216】，确定后即可绘制正五边形左上边的第一条斜线；

② 再次输入坐标【＠298，-216】，确定后即可绘制第二条斜线；

③ 再次输入坐标【＠-114，-350】，确定后即可绘制第三条斜线；

④ 再次输入坐标【＠-368，0】，确定后即可绘制第四条横线；

⑤ 再次输入坐标【＠-114，350】，确定后即可绘制第五条斜线。

3.1.3 极坐标系

在平面内由极点、极轴和极径组成的坐标系称为极坐标系。在平面上取定一点 O ，称为极点。从 O 出发引一条射线 OX ，称为极轴。再取定一个长度单位，通常规定角度取逆时针方向为正。这样，平面上任一点 P 的位置就可以用线段 OP 的长度 ρ ，以及从 OX 到 OP 的角度 θ 来确定，有序数对（ ρ ， θ ）就称为 P 点的极坐标，记为 P （ ρ ， θ ）； ρ 称为 P 点的极径， θ 称为 P 点的极角，如图3-6所示。

在AutoCAD中要表达极坐标，需在命令行中输入角括号（＜）。默认情况下，角度按逆时针方向增大，按顺时针方向减小。要指定顺时针方向，为角度输入负值。例如，输入1＜315和1＜-45都代表相同的点。极坐标的输入包括绝对极坐标输入和相对极坐标输入。

1．绝对极坐标输入

当知道点的准确距离和角度坐标时，一般情况下使用绝对极坐标。绝对极坐标从UCS原点（0，0）开始测量，此原点是 X 轴和 Y 轴的交点。

使用动态输入，可以使用“＃”前缀指定绝对坐标。如果在命令行中而不是在动态输入框中输入坐标，则无须使用“＃”前缀。例如，输入＃3＜45指定一点，此点距离原点有三个单位，并且与 X 轴成45°角。命令行的操作提示如下：

绘制的线段如图3-7所示。

2．相对极坐标输入

相对极坐标是基于上一输入点而确定的。如果知道某点与前一点的位置关系，可使用相对极坐标（ X ， Y ）来输入。

要输入相对极坐标，需在坐标前面添加一个“＠”符号。例如，输入【＠1＜45】来指定一点，此点距离上一指定点有一个单位，并且与 X 轴成45°角。

例如，使用相对极坐标从标有上一点的位置开始绘制两条线段。命令行的操作提示如下：

绘制的两条线段如图3-8所示。

动手操作——利用极坐标绘制五角星和多边形

使用相对极坐标绘制五角星和正五边形，如图3-9所示。

绘制五角星的步骤如下：

① 新建文件进入AutoCAD绘图环境中。

② 使用【直线】命令，在命令行中输入L，然后按空格键确定，在绘图区指定第一点，提示下一点时输入坐标【＠216＜0】，确定后即可绘制五角星的左上边的第一条横线；

③ 再次输入坐标【＠216＜72】，确定后即可绘制第二条斜线；

④ 再次输入坐标【＠216＜-72】，确定后即可绘制第三条斜线；

⑤ 再次输入坐标【＠216＜0】，确定后即可绘制第四条横线；

⑥ 再次输入坐标【＠216＜-144】，确定后即可绘制第五条斜线；

⑦ 再次输入坐标【＠216＜-72】，确定后即可绘制第六条斜线；

⑧ 再次输入坐标【＠216＜144】，确定后即可绘制第七条斜线；

⑨ 再次输入坐标【＠216＜-144】，确定后即可绘制第八条斜线；

⑩ 再次输入【＠216＜72】，确定后即可绘制第九条斜线；

再次输入坐标【＠216＜144】，确定后即可绘制第十条斜线。

绘制五边形的步骤如下：

① 使用【直线】命令，在命令行中输入L，然后按空格键确定，在绘图区指定第一点，提示下一点时输入坐标【＠289＜36】，确定后即可绘制正五边形左上边的第一条斜线；

② 再次输入坐标【＠289＜-36】，确定后即可绘制第二条斜线；

③ 再次输入坐标【＠289＜-108】，确定后即可绘制第三条斜线；

④ 再次输入坐标【＠289＜180】，确定后即可绘制第四条横线；

⑤ 再次输入坐标【＠289＜108】，确定后即可绘制第五条斜线。