第3章 暖通空调图形的精确绘制
在AutoCAD 2014中设计和绘制图形时，如果对图形尺寸比例要求不太严格，可大致输入图形的尺寸，可使用鼠标在图形区域直接拾取和输入。暖通空调等建筑制图对图形的尺寸要求比较严格，必须按给定的尺寸绘图。可以通过常用的指定点的坐标法来绘制图形，还可以使用系统提供的“捕捉”“对象捕捉”和“对象追踪”等功能，在不输入坐标的情况下快速精确地绘制图形。
3.1 坐标系的使用
在绘图过程中要精确定位某个对象时，必须以某个坐标系作为参照，以便精确拾取点的位置。通过AutoCAD的坐标系可以提供精确绘制图形的方法，可以按照非常高的精度标准，准确地设计并绘制图形。
3.1.1 世界坐标系与用户坐标系
坐标（x,y）是表示点的最基本方法。在AutoCAD 2014中，坐标系分为世界坐标系（WCS）和用户坐标系（UCS），这两种坐标系都可以通过坐标（x,y）来精确定位点。
在开始绘制新图形时，当前坐标系默认为世界坐标系即WCS，它包括X轴和Y轴（如果在三维空间工作，还有一个Z轴）。WCS坐标轴的交汇处显示“ ”形标记，但坐标原点并不在坐标系的交汇点，而是位于图形窗口的左下角，所有的位移都是相对于原点计算的，并且沿X轴正向与Y轴正向的位移被规定为正方向，如图3-1所示。
在AutoCAD 2014中，为了能更好地捕捉绘图，经常需要修改坐标系的原点和方向，这时，将世界坐标系变为用户坐标系即UCS。UCS的原点以及X轴、Y轴和Z轴的方向都可以旋转，甚至可以依赖于图形中的某个特定对象。尽管用户坐标系中三个轴之间仍然互相垂直，但是在方向及位置上却都更灵活。另外，UCS没有“ “形标记。
要设置UCS，可选择工具菜单中的“新建UCS”命令。例如，选择“工具”|“新建UCS”| “原点”命令，在如图3-1所示的图形中单击O点，这时世界坐标系即变为用户坐标系，并将原点移动到O点，此时O点就成了新坐标系的原点。指定新坐标系原点后，当使用坐标方式绘图时，图形的坐标原点将位于如图3-2所示图形的O点处。
默认情况下的世界坐标系
图3-1 世界坐标系 图3-2 用户坐标系
3.1.2 坐标的表示方法
在AutoCAD 2014中，点的坐标可以使用绝对直角坐标、绝对极坐标、相对直角坐标和相对极坐标4种方法表示，它们的特点如下。
? 绝对直角坐标系：从点（0，0）或点（0，0，0）出发的位移，可以使用分数、小数或科学记数等形式表示点的X轴、Y轴和Z轴的坐标值，坐标间用逗号隔开，如点（15.2，20）和点（15.2，20，32.5）等。
? 绝对极坐标系：从点（0，0）或点（0，0，0）出发的位移，但给定的是距离和角度，其中距离和角度用“<”分开，且规定X轴正向为0°，Y轴正向为90°，如点（20.5<30）和（34<60）等。
? 相对直角坐标系和相对极坐标系：相对坐标是指相对于某一点的X轴和Y轴位移，或距离和角度，它的表示方法是在绝对坐标表达方式前加“@”号，如（@15.2，20）和（@34<60）。其中相对极坐标系中的角度是新点和上一点连线与X轴的夹角。
3.1.3 创建和使用用户坐标系
在AutoCAD中，可以方便地创建和使用用户坐标系。
1. 创建用户坐标系
在AutoCAD 2014中，选择“工具”| “新建UCS”命令，在其子菜单中显示可创建的UCS，如图3-3所示。
图3-3 “新建UCS”命令及其子菜单
? “世界(W)”命令：从当前的用户坐标系恢复到世界坐标系。WCS是所有用户坐标系的基准，不能被重新定义。
? “上一个”命令：恢复到用户使用的上一个坐标系。
? “面(F)”命令：将UCS与实体对象的选定面对齐。要选择一个面，可单击该面的边界内部或面的边界，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。
? “对象(O)”命令：根据选取的对象快速简单地建立UCS，使对象位于新的XY平面，其中X轴和Y轴的方向取决于选择的对象类型。该选项不能用于三维实体、三维多段线、三维网格、视口、多线、面域、样条曲线、椭圆、射线、参照线、引线和多行文字等对象。对于非三维的对象，新UCS的XY平面与当绘制该对象时生效的XY平面平行，但X轴和Y轴可作不同的旋转。通过选择对象来定义UCS的方法如表3-1所示。
表3-1 对象的UCS定义方法
对象类型 UCS定义方法
圆弧 圆弧的圆心成为新UCS的原点，X轴通过距离选择点最近的圆弧端点
圆 圆的圆心成为新UCS的原点，X轴通过选择点
标注 标注文字的中点成为新UCS原点，新X轴的方向平行于绘制该标注时生效的UCS的X轴
直线 离选择点最近的端点成为新的UCS的原点，系统选择新的X轴时，该直线位于新UCS平面中，该直线的第2个端点在新坐标系中Y坐标为0
点 成为新的UCS原点
二维多段线 多段线的起点成为新UCS的原点，X轴沿从起点到下一顶点的线段延伸
实体 二维填充的第1点确定新UCS的原点，新X轴沿两点之间的连线方向
多线 多线的起点成为新UCS的原点，X轴沿多线的中心线方向
三维面 取第1点作为新UCS的原点，X轴沿前两点的连线方向，Y的正方向取自第1点和第4点，Z轴由右手定则确定
文字、块参照、属性定义 该对象的插入点成为新的UCS的原点，新X轴由对象绕其拉伸方向旋转定义，用于建立新UCS的对象在新UCS中的旋转角度为0
? “视图(V)”命令：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。常用于注释当前视图时，使文字以平面方式显示。
? “原点(N)”命令：通过移动当前UCS的原点，保持其X轴、Y轴和Z轴方向不变，从而定义新的UCS。可以在任何高度建立坐标系，如果没有给原点指定Z轴坐标值，将使用当前标高。
? “Z轴矢量(A)”命令：用特定的Z轴正半轴定义UCS。需要选择两点，第1点被作为新的坐标系原点，第2点决定Z轴的正向，XY平面垂直于新的Z轴。
? “三点(3)”命令：通过在三维空间的任意位置指定3点来确定新UCS原点及其X轴和Y轴的正方向，Z轴由右手定则确定。其中，第1点定义了坐标系原点，第2点定义了X轴的正方向，第3点定义了Y轴的正方向。
? “X/Y/Z”命令：旋转当前的UCS轴来建立新的UCS。在命令行提示信息中输入正或负的角度以旋转UCS，用右手定则来确定绕该轴旋转的正方向。
2. 命名用户坐标系
选择“工具”|“命名UCS”命令，打开“UCS”对话框，单击“命名UCS”选项卡，如图3-4所示。在“当前UCS”列表框中选择“世界”“上一个”或某个UCS选项，然后单击“置为当前”按钮，可将其置为当前坐标系，此时在该UCS前面将显示标记 。也可以单击“详细信息”按钮，在“UCS详细信息”对话框中查看坐标系的详细信息，如图3-5所示。
图3-4 “命名UCS”选项卡 图3-5 “UCS详细信息”对话框
此外，在“当前UCS”列表框中的坐标系选项上右击，将弹出一个快捷菜单，可以重命名坐标系、删除坐标系和将坐标系置为当前坐标系。
3. 使用正交用户坐标系
在“UCS”对话框中单击“正交UCS”选项卡，在“当前UCS”列表框中选择需要使用的正交坐标系，如俯视、仰视、左视、右视、主视、后视等，如图3-6所示。
4. 设置UCS
在“UCS”对话框的“设置”选项卡中可以设置UCS图标和UCS，如图3-7所示。
图3-6 “正交UCS”选项卡 图3-7 “设置”选项卡
其中各选项的含义如下。
? “开”复选框：指定显示当前视口的UCS图标。
? “显示于UCS原点”复选框：在当前视口坐标系的原点处显示UCS图标。如果不勾选此复选框，则在视口的左下角显示UCS图标。
? “应用到所有活动视口”复选框：指定将UCS图标设置应用到当前图形中的所有活动视口。
? “允许选择UCS图标”复选框：表示允许用户选择当前视口的UCS图标。
? “UCS与视口一起保存”复选框：指定将坐标系设置与视口一起保存。
? “修改UCS时更新平面视图”复选框：指定在修改视口中的坐标系时恢复平面视图。
3.2 利用捕捉、栅格和正交模式辅助定位点
在AutoCAD中绘图时，尽管用户可以通过移动光标来指定点的位置，但是该方法很难精确指定点的某一位置，因此，要精确定位点，还可以使用系统提供的栅格、捕捉和正交功能。
3.2.1 设置捕捉和栅格参数
1. 打开或关闭捕捉和栅格功能的方法
捕捉用于设定鼠标光标移动的间距。栅格是一些标定位置的小点，起坐标纸的作用，可以提供直观的距离和位置参照，如图3-8所示。在AutoCAD中，使用捕捉和栅格功能可以提高绘图效率。在AutoCAD 2014中，打开或关闭捕捉和栅格功能有以下几种方法。
? 在AutoCAD 2014程序窗口的状态栏中，单击“捕捉”和“栅格”按钮。
? 按F7键打开或关闭栅格，按F9键打开或关闭捕捉。
? 选择“工具”|“绘图设置”命令，打开“草图设置”对话框，如图3-9所示。在“捕捉和栅格”选项卡中勾选或撤选“启用捕捉”和“启用栅格”复选框。
图3-8 显示栅格 图3-9 “草图设置”对话框
2. 捕捉和栅格的参数设置
利用“草图设置”对话框中的“捕捉和栅格”选项卡，可以设置“捕捉和栅格”的相关参数，各选项的含义如下。
? “启用捕捉”复选框：勾选该复选框，启动控制捕捉功能，与单击状态栏上的相应按钮功能相同。
? “启用栅格”复选框：勾选该复选框，启动控制栅格功能，与单击状态栏上的相应按钮功能相同。
? “捕捉X轴间距”文本框：设置捕捉在X方向的单位间距。
? “捕捉Y轴间距”文本框：设置捕捉在Y方向的单位间距。
? “X轴间距和Y轴间距相等”复选框：设置X和Y方向的间距是否相等。
? “栅格样式”选项组：设置栅格在“二维模型空间”“块编辑器”和“图纸/布局”中是以点栅格出现还是以线栅格出现，勾选相应的复选框，则以点栅格出现，否则以线栅格出现。
? “栅格X轴间距”文本框：设置栅格在X方向的单位间距。
? “栅格Y轴间距”文本框：设置栅格在Y方向的单位间距。
? “每条主线之间的栅格数”文本框：指定主栅格线相对于次栅格线的频率。
? “自适应栅格”复选框：勾选该复选框，表示设置缩小时，限制栅格密度。
? “允许以小于栅格间距的间距再拆分”复选框：勾选该复选框，表示放大时，生成更多间距更小的栅格线。
? “显示超出界限的栅格”复选框：勾选该复选框，表示显示超出LIMITS命令指定区域的栅格。
? “遵循动态 UCS”复选框：勾选该复选框，则更改栅格平面以跟随动态 UCS 的 XY 平面。
3.2.2 使用正交模式
使用ORTHO命令可以打开正交模式，用于控制是否以正交方式绘图。在正交模式下可以方便地绘出与当前X轴或Y轴平行的线段。打开或关闭正交方式的方法有以下两种。
? 在AutoCAD 2014程序窗口的状态栏中单击“正交”按钮。
? 按F8键打开或关闭正交模式。
打开正交模式后，输入的第1点是任意的，但当移动光标到准备指定的第2点时，引出的橡皮筋线不再是这两点之间的连线，而是起点到十字光标线中较长的那段线，此时单击，橡皮筋线就会变成所绘的直线。
3.3 捕捉对象上的几何点
在绘图的过程中，经常要指定一些已有对象上的点，如端点、圆心和两个对象的交点等。如果只凭观察来拾取，不可能非常准确地找到这些点，对象捕捉功能可以迅速准确地捕捉到某些特殊点，从而精确地绘制图形。
3.3.1 设置对象捕捉参数
单击AutoCAD 2014状态栏中的“对象捕捉”按钮，即可打开对象捕捉模式。要设置对象捕捉参数，可选择“工具”|“选项”命令，打开“选项”对话框，在“绘图”选项卡的“自动捕捉设置”选项组中进行设置，如图3-10所示。
图3-10 设置自动捕捉功能
? “标记”复选框：设置在自动捕捉到特征点时是否显示特征标记框。
? “磁吸”复选框：设置在自动捕捉到特征点时是否像磁铁一样将光标吸到特征点上。
? “显示自动捕捉工具提示”复选框：设置在自动捕捉到特征点时是否显示“对象捕捉”工具栏上相应按钮的提示文字。
? “显示自动捕捉靶框”复选框：设置是否捕捉靶框。该框是一个比捕捉标记大两倍的矩形框。
? “颜色”按钮：设置自动捕捉标记的颜色。
? “自动捕捉标记大小”选项组：拖动滑块可以设置自动捕捉标记的大小。
3.3.2 设置对象捕捉模式
在AutoCAD 2014中，可以通过“对象捕捉”工具栏和“草图设置”对话框等方式调用对象捕捉功能。
在绘图过程中，当要求指定点时，单击“对象捕捉”工具栏中相应的特征点按钮，再把光标移到要捕捉的对象上的特征点附近，即可捕捉到相应的对象特征点，如图3-11所示。“对象捕捉”工具栏中各种捕捉工具的名称和功能如表3-2所示。
图3-11 “对象捕捉”工具栏
表3-2 对象捕捉工具及其功能
图标 名称 功能
临时捕捉点 创建对象捕捉所使用的临时点
捕捉自 从临时参考点偏移
捕捉到端点 捕捉到线段或圆弧的最近端点
捕捉到中点 捕捉到线段或圆弧等对象的中点
捕捉到交点 捕捉到线段或圆弧等对象之间的交点
（续表）
图标 名称 功能
捕捉到外观交点 捕捉到两个对象之间的外观交点
捕捉到延长线 捕捉到线段或圆弧延长线的点
捕捉到圆心 捕捉到圆或圆弧的圆心
捕捉到象限点 捕捉到圆或圆弧的象限点
捕捉到切点 捕捉到圆或圆弧的切点
捕捉到垂足 捕捉到垂直于线、圆或圆弧上的点
捕捉到平行线 捕捉到与指定平行线上的点
捕捉到插入点 捕捉块、图形、文字或属性的插入点
捕捉到节点 捕捉到节点对象
捕捉到最近点 捕捉离拾取点最近的线段、圆或点等对象上的点
无捕捉 关闭对象捕捉模式
对象捕捉设置 设置自动捕捉模式
在绘图过程中，使用对象捕捉的频率非常高。为此，AutoCAD 2014又提供了一种自动对象捕捉模式。
自动捕捉就是当把光标放在一个对象上时，系统自动捕捉到对象上所有符合条件的几何特征点，并显示相应的标记。如果把光标放在捕捉点上多停留一会，系统还会显示捕捉的提示。这样在选点之前，就可以预览和确认捕捉点。
要打开对象捕捉模式，可以在“草图设置”对话框的“对象捕捉”选项卡中勾选“启用对象捕捉”复选框，然后在“对象捕捉模式”选项组中勾选相应的复选框，如图3-12所示。
另外，指定点还可以通过对象捕捉的快捷菜单来完成。按下Shift键或Ctrl键并右击即可打开对象捕捉快捷菜单，如图3-13所示，选择需要的子命令，再把光标移到要捕捉对象的特征点附近，即可捕捉到相应的对象。
图3-12 在“草图设置”对话框中设置“对象捕捉模式” 图3-13 对象捕捉快捷菜单
在对象捕捉快捷菜单中，“点过滤器”命令中的子命令用于捕捉满足指定坐标条件的点。除此之外，其他各项都与“对象捕捉”工具栏中的各种捕捉工具相对应。
3.4 使用自动追踪
在AutoCAD 2014中，自动追踪可按指定角度绘制对象，或者绘制与其他对象有特定关系的对象。自动追踪功能分为极轴追踪和对象捕捉两种，是非常有用的辅助绘图工具。
3.4.1 设置对象自动追踪
使用自动追踪功能可以快速而精确地定位点，在很大程度上提高了绘图效率。在AutoCAD 2014中，要设置自动追踪功能选项，可以选择“工具”|“选项”命令，打开 “选项”对话框，在“绘图”选项卡的“AutoTrack设置”选项组中进行设置，如图3-10所示，各选项的含义如下。
? “显示极轴追踪矢量”复选框：设置是否显示极轴追踪的矢量数据。
? “显示全屏追踪矢量”复选框：设置是否显示全屏追踪的矢量数据。
? “显示自动追踪工具提示”复选框：设置在追踪特征点时是否显示工具栏上相应按钮的文字提示。
3.4.2 使用对象捕捉追踪
对象捕捉追踪是指按与对象的某种特定关系来追踪，这种特定关系确定了一个事先并不知道的角度。也就是说，如果事先不知道具体的追踪方向，但知道与其他对象的某种关系（如正交等），则用对象捕捉追踪，如图3-14所示；如果事先知道要追踪的方向，则使用极轴追踪，在AutoCAD 2014中对象捕捉追踪和极轴追踪可以同时使用。
利用“草图设置”对话框“极轴追踪”选项卡中的“对象捕捉追踪设置”选项组来设置对象捕捉追踪，如图3-15所示，其中各选项含义如下。
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