文档介绍：三维实体造型
第七章
三维实体造型
第一节 UCS
第二节三维实体造型基础
第三节实体造型实例
第一节 UCS
一、UCS基础知识
AutoCAD 提供了两个坐标系:世界坐标系 WCS(World Coordinate System) 和用户坐标系 UCS(User Coordinate System)。在本章之前,即平面作图时,WCS和UCS是相重的,即它们的轴和原点完全重叠在一起,所以没有将UCS这个概念提出来,但在进行三维实体造型时,经常要重定位UCS以使我们能顺利完成工作,可以这么说在AutoCAD中学习三维实体造型的第一关是掌握灵活应用UCS。
(a)坐标系(b) 确定Z轴正方向(c)确定旋转正方向
图7-1 “右手定则”
第一节 UCS
WCS和UCS的区别是:WCS是固定不变的,不能被重新定义的。表现为一是其坐标原点总是(0,0,0),二是其所在的XY平面永远是水平的(在三维视图下),可理解为平行于地面。UCS是用户当前的坐标系,可以根据需要移动和改变方位的,即通过选择原点位置和 XY 平面的方向或者Z轴,可以重定位 UCS。在任何时候都只能有一个 UCS,所有的坐标输入和坐标显示都是相对于当前UCS的。
WCS和UCS的联系是:无论如何重新定向 UCS,都可以通过使用 UCS 命令的“世界(W)”选项“W”使其与 WCS 重合。
第一节 UCS
WCS和UCS的坐标系都采用“右手定则”。所谓“右手定则”就是在三维坐标系中,如果已知X 和 Y 轴的方向,可以使用右手确定 Z 轴的正方向。规则是:右手手背靠近屏幕,大拇指指向 X 轴的正方向,伸出食指和中指,使食指指向 Y 轴的正方向,那么中指所指示的方向就是 Z 轴的正方向,如图所7-1b示。
使用“右手定则”确定三维空间中绕坐标轴旋转的正方向:将右手拇指指向轴的正方向,其余四指自然弯曲的方向就是绕该轴旋转的正方向,如图7-2c所示。
在进行三维实体造型时,会经常应用“右手定则”来创建ucs和确定绕轴的旋转方向。
第一节 UCS
二、UCS命令
UCS是用户正在使用的坐标系,坐标输入和显示均相对于当前的 UCS,绝大部分编辑命令、文字和尺寸标注也是相对于当前的UCS,UCS是学习三维造型的基础。
在AutoCAD中,可以随时使用命令“ucs”新建一个用户坐标系。决定一个直角坐标系的基本要素就是坐标系的原点和坐标系的方位,而坐标系的方位可以用X轴和Y轴所在的平面确定或者由Z轴来确定,确定平面的方式有多种,这些不同的方式对应“ucs”命令中的各种选项,在实际绘图根据具体来确定不同的选项,选项中还可以根据需要保存和调用 UCS。
第一节 UCS
“UCS”命令可以单击“工具”菜单—“新建 UCS”命令或者显示如图7-2所示的“UCS”工具栏,建议读者直接从命令行输入:UCS8 ,这样方式快捷而且灵活,命令提示中的选项对应“UCS”工具栏的各图标按钮。

UCS的命令选项很多,常用的主要有“新建(N)”、“移动(M)”和“世界(W)”,输入后面的选项字母,即可进入相应选项操作,下面重点介绍这三个命令选项的用法,其它选项用法请参考AutoCAD帮助。
图7-2 “UCS”工具栏
第一节 UCS
1. 新建(N)。选项N表示将新建一个ucs,可用不同的方法新建,接下来的命令提示是:
指定新 UCS 的原点或[Z 轴(ZA)/三点(3)/对象(OB)/面(F)/视图(V)/X/Y/Z] <0,0,0>:
(1)原点:移动当前 UCS 的原点,保持其 X、Y 和 Z 轴方向不变,从而定义新的 UCS。
(2)Z轴(ZA):指定新原点和位于新建 Z 轴正半轴上的点。即指定一个新的Z轴来定义一个新的ucs。
(3)三点(3):指定新 UCS 原点及其 X 和 Y 轴的正方向。Z 轴由右手定则确定。
第一节 UCS
(4)对象(OB):根据选定三维对象定义新的坐标系。新建 UCS 的Z 轴正方向与选定对象的拉伸方向相同。
(5)面(F): 将 UCS 与实体对象的选定面对齐。要选择一个面,请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。
(6)视图(V): 以垂直于观察方向(平行于屏幕)的平面为 XY 平面,建立新的坐标系。UCS 原点保持不变。
(7)X:表示绕X轴旋转当前 UCS,由“右手法则”来确定绕X轴旋转的正方向。
(8)Y/Z:旋转轴改变,其余同上。
第一节 UCS
2. 移动(M)。选项M表示将要平移UCS,保留其 XY 平面的方向不变,接下来的命令提示略。
(1)直接指定新的原点。
(2)Z- 向深度将(Z):使 UCS 相对于当前