Что такое локальная система координат 3д макс

Обновлено: 07.07.2024

При работе в 3ds Max Вы могли замечать интересный эффект: если выбран объект и активен какой-либо вид трансформации, то при смене активного окна вида положение, направление и наименование осей координат объекта изменяется непонятным образом, оси координат как-бы танцуют совершенно непонятным образом.
На самом деле, переориентирование осей объекта в видовом окне обусловлено выбранной по умолчанию системой координат. По умолчанию для для всех трансформаций включена видовая (View), т.е. зависящая от выбора окна вида, система координат.

Видовая система координат - это комбинированная система, которая в ортогональных проекционных окнах (Top, Left, Front) всегда ориентирована осью Y вверх и осью X вправо в плоскости экрана.

Если же Вы выбираете окно перспективы, то система координат автоматически переключается в мировую (World), мировая система обозначена в левом нижнем углу каждого окна.

На рисунке показаны примеры двух активных видов, слева ортогональная проекция Left, справа - окно перспективы, система координат оставлена по умолчанию, обратите внимание на расположение осей:

Но при изменении ориентации объектов в пространстве мировая система координат остаётся неизменной, на то она и мировая.

Что же делать, если необходимо повернуть или переместить вдоль продольной оси, к примеру, наклонённый цилиндр? Ведь координат, относительно которых возможна трансформация, уже не соответствуют собственным осям объекта:

В данном случае необходимо воспользоваться собственной системой координат объекта, берущей свое начало от опорной точки объекта. Изменить её можно вверху на панели инструментов:

Теперь система координат соответствует опорной точке цилиндра и мы можем свободно перемещать, поворачивать и трансформировать его вдоль собственных осей:

Смотрите пример в коротком видео:

Важное примечание! Для каждого вида трансформации включается своя система координат. При переключении на Move своя, при переключении на Rotate своя. Поэтому, после переключения на новый режим трансформации, следует сразу задать систему координат для него. Сначала выбирают вид трансформации, и, только потом, выбирают систему координат!

Выбор центром трансформации объекта опорной точки другого объекта

В 3ds Max имеется возможность выбора центром трансформации объекта опорной точки другого объекта, например, вращении одного объекта вокруг другого.

Порядок действий:
1) Выбираем вид трансформации, почти всегда это вращение
2) В окне выбора системы координат выбираем опцию "Pick":

3) Кликаем по объекту, Pivot Point которого мы хотим сделать центром трансформации, при этом в окне выбора системы координат появляется имя этого объекта, у меня это Sphere001 :

4) Переключаем многофункциональную кнопку выбора центра трансформации в режим
Use Transform Coordinate Center

5) Выбираем объект, который нужно трансформировать, трансформируем.

Пример смотрите на коротком видео.

Кроме того, в видео показано, как клонировать объекты относительно Pivot Point другого объекта.

Если Вам понравился материал, скажите свое "спасибо", поделитесь ссылками с друзьями в социальных сетях! Спасибо!

В 3ds max есть еще одна система координат, играющая исключительно важную роль и называемая локальной (local). Такая система координат назначается каждому объекту и определяет понятия «верх», «лево» и «право» для этого объекта. Начало локальной системы координат помещается в опорную точку (pivot point) объекта, а сама опорная точка располагается для некоторых объектов в геометрических центрах их габаритных контейнеров, а для некоторых — в центре основания. Оси локальных координат объекта выравниваются параллельно сторонам его габаритного контейнера, причем ось Z указывает направление «вверх». При перемещении или повороте объекта его локальная система координат перемещается и поворачивается вместе с ним. Как бы ни был объект повернут в глобальных координатах, направлением «вверх» для него всегда остается направление оси Z локальной системы координат. Это бывает очень удобно, когда требуется переместить произвольным образом ориентированный в глобальном пространстве объект «вперед», «в сторону» или «вверх» по отношению к нему самому.

Всего в 3ds max используется восемь видов различных систем координат, с которыми вы будете знакомиться по мере необходимости.

Варианты Раскраски Объектов Трехмерного Мира

Для определения яркости и цвета каждой точки поверхностей объектов в трехмерной графике используются различные алгоритмы тонированной раскраски (shading) сетчатых оболочек. Программа 3D Studio MAX версии 2.5 поддерживала четыре типа раскраски: постоянная (constant), по Фонгу (Phong), no Блинну (Blinn) и металлическая (metal). В 3ds max вариантов раскраски стало гораздо больше, но подробнее об этом вы узнаете из главы 12.

При постоянной раскраске каждая грань оболочки объекта изображается как плоская площадка, яркость которой зависит от ориентации нормали грани по отношению к направлению лучей падающего света и направлению взгляда наблюдателя.

В 3ds max вместо алгоритма постоянной раскраски применяется режим Faceted (Огранка), который можно включать при использовании любого из имеющихся алгоритмов раскраски.

Поскольку, как указывалось ранее, оболочки трехмерных объектов разбиты на треугольные грани искусственно, необходимо принимать специальные меры, обеспечивающие сглаживание ребер между гранями, принадлежащими к одной и той же группе сглаживания. В различных алгоритмах раскраски сглаживание ребер при выключенном режиме Faceted (Огранка) реализуется по-разному. Например, при раскраске по Фонгу сглаживание достигается за счет того, что ориентация нормали в каждой точке плоской грани считается переменной и рассчитывается как промежуточная между исходными ориентациями нормали данной грани и трех соседних. Такой подход обеспечивает достаточно высокое качество сглаживания ребер.

ГЛАВА 5. Трансформации

Системы координат (systems of reference) отслеживают положение, ориентацию и масштабирование трансформируемых объектов. В главе 3 мы рассмотрели две системы координат: локальную, которая использует подвижные оси для определения пространства объекта (рис. 5.4), и глобальную, которая использует фиксированные оси для определения положения объекта в глобальном пространстве (рис. 5.5).

Рис. 5.4. Локальная система координат базируется на пространстве объекта

Рис. 5.5. Глобальная система координат базируется на глобальном пространстве

Третья система координат называется экранной и скрыта в просматриваемых сценах: это плоскость экрана монитора. Так как эта система ориентирована на зрителя, в ней легко разобраться: перемещение вверх и вниз по оси Y - это перемещение вверх и вниз относительно экрана; перемещение влево и вправо по оси X - в левую и правую часть экрана (рис. 5.6).

Рис. 5.6. Независимо от типа используемой системы координат оси X и Y лежат на сетке

3ds max комбинирует локальную, глобальную и экранную систему координа т . Вы можете выбрать любую из них. Системой по умолчанию является View (Окно). Координаты окна используют координаты экрана в плоских ортогональных видах и глобальные координаты.— в объемных (трехмерных) видах, имеющих параллельную или сходящуюся перспективу. Во всех видах оси X и Y отмечены темной горизонтальной и вертикальной линией на сетке, а перпендикулярная ось Z направлена вверх и невидима для зрителя.
Системы координат, центры преобразования и ограничение по осям определяют выполнение преобразований. Каждый вариант «приклеивается» к выбранному типу трансформации до тех пор, пока вы не назначите новый.

Система координат определяет начало координат и направление текущего преобразования. Информация о том, как каждая система координат выравнивается по сцене, приведена в табл. 5.2.
1. В основной панели инструментов откройте раскрывающийся список Reference Coordinate System (Выбор системы координат) - см. рис. 5.7.

Рис. 5.7. Раскрывающийся список Reference Coordinate System позволяет выбрать систему координат для каждого преобразования

2. Выберите из списка какую-нибудь систему.
Система координат будет назначена текущему перемещению, вращению или масштабированию. Три координатные оси (три линии, указывающие ориентацию осей) всех выделенных объектов выравниваются относительно новой системы координат (рис. 5.8).

Рис. 5.8. Выровненные оси выделенных объектов

Use Pivot Point Center (Использовать опорные точки объектов). Это опорная точка выделенного объекта. По умолчанию применяется для выделений единичного объекта;
Use Selection Center (Использовать центр выделения). Это общий центр выделения. По умолчанию применяется к выделениям из нескольких объектов;
Use Transform Center (Использовать центр преобразования). Это начало координат текущей системы, выбранной из списка Reference Coordinate System .

1. Выберите инструмент Rotate или , Scale .
2. Из прикрепленной панели Transform Center (Центр трансформации), расположенной на основной панели инструментов, выберите центр трансформации (рис. 5.9).

Рис. 5.9 Из прикрепленной панели Transform Center вы можете выбрать центр вращения и масштабирования

3. Если в шаге 2 вы использовали опцию Use Transform Center , то выберите систему координат из выпадающего списка .

Рис. 5.10. Контейнер преобразования с выделенной осью X

Ограничение по оси временно ограничивает направление, в котором может быть осуществлена трансформация. Ограничение действует на ось до тех пор, пока не будет выбрано новое ограничение.
1. Щелкните в основной панели инструментов по одной из кнопок а, чтобы выбрать трансформацию, которую хотите ограничить.
2. Выберите объект, щелкнув по нему. Появится контейнер преобразования с управляющими элементами.
3. Щелкните на свободном месте в панели инструментов и включите опцию Axis Constraints или выполните команду меню Customize => Show UI => Show Floating Toolbars , откроется плавающая панель Axis Constraints (Ограничитель осей) -см. рис. 5.11.

Рис. 5.11. Панель Axis Constraints позволяет выбрать оси вращения и масштабирования

4. На панели Axis Constraints выберите ось или оси ограничения. Трансформации привяжутся к этим осям. Оси подсветятся желтым.
5. Чтобы воочию увидеть эффект ограничения, щелкните на поверхности объектов и попытайтесь перетащить его в разных направлениях. Не щелкайте на контейнере преобразования, поскольку это может сбросить ограничения по осям. Трансформации будут ограничены перемещением в положительном или отрицательном направлении вдоль осей.
Трансформация ограничивается положительным или отрицательным направлением выбранной оси. Если вы выбрали ограничение по двум осям (XY, YZ, ZX), трансформация будет ограничена плоскостью, которая определяется данными осями.

F5 - ограничение по оси X;
F6 - ограничение по оси Y;
F7 - ограничение по оси 2;
F8 - переключение между ограничениями плоскостями XY, YZ и ZX.

Ограничения по осям не влияют на операцию однородного масштабирования.
Если вы испытываете трудности при перемещении объекта, лучше заблокировать выделение. Выделение блокируется и освобождается нажатием клавиши пробела.

Перемещение (move transform) изменяет положение объекта, передвигая его вдоль осей текущей системы координат. Используя управляющие элементы контейнера преобразования, вы можете осуществлять привязку по осям одновременно с перемещением.
1. В основной панели инструментов выберите инструмент Select and Move (Выделить и переместить).
2. Выберите объект, щелкнув по нему. Появится контейнер преобразования с управляющими элементами.
3. Щелкнув по кнопке на панели Axis Constraints , выберите ограничение по какой-нибудь оси или плоскости.
Текущие оси станут желтыми, указывая возможные направления движения объекта (рис. 5.10).
4. Щелкните мышью и перетащите объект в направлении оси текущего преобразования. Объект передвинется, следуя за контейнером (рис. 5.12).

Рис. 5.12. Чайник перемещается вправо в положительном направлении оси X

5. Для того чтобы изменить ограничение по оси в процессе работы, потяните за нужную ось контейнера трансформации. Для ограничения по двум осям тяните за углы контейнера (рис. 5.13).

Рис. 5.13. Чтобы переместить объект в плоскость XZ, надо потянуть за углы контейнера

Для того чтобы передвинуть объект параллельно плоскости экрана, надо сначала включить соответствующий управляющий элемент. В меню выберите Customize => Preferences => Gizmos. В разделе Move Gizmo (Контейнер перемещения) => Center Box Handle (Центральный управляющий элемент) включите опцию Move in Screen Space (Передвигать в пространстве экрана). При щелчке квадратик в основании трехгранника осей выделится желтым и будет активизирован режим передвижения параллельно экрану.
Операция Move вызывается с клавиатуры нажатием клавиши W .

Вращение (rotate transform) меняет ориентацию объекта, поворачивая его вокруг центральной точки. Используя управляющие элементы контейнера преобразования вы можете осуществлять привязку по осям одновременно с вращением.
По умолчанию центр вращения объекта является его опорной точкой, расположенной в начале координат его локальных осей. Вы можете также назначить центр вращения началу координат текущей координатной системы. Для множественного выделения центром вращения по умолчанию является центр выделения.
1. На основной панели инструментов выберите инструмент Select and Rotate (Выделить и повернуть).
2. Выберите объект, щелкнув по нему. Появится контейнер преобразования с управляющими элементами.
3. Выберите ось трансформации из плавающей панели инструментов или используйте ось Z, заданную по умолчанию.
4. Щелкнув по кнопке на прикрепленной панели Transform Center (Центр трансформации), выберите точку, которая будет центром вращения, или используйте заданную по умолчанию.
5. Щелкните по объекту и перетащите курсор вправо или влево. Форма курсора изменится, и объект повернется вокруг центра текущей трансформации (рис. 5.14). На контейнере появится изображение сектора, который наглядно показывает текущий угол поворота.

Рис. 5.14. Вращение чайника по оси Y. Для данной трансформации в качестве центра вращения используется опорная точка объекта

Рис. 5.15. Вращение чайников вокруг их собственных опорных точек

их собственных опорных точек - кнопка (рис. 5.15);
центра выделения - кнопка (рис. 5.16);
начала координат текущей координатной системы - кнопка .

Чтобы изменить положение или ориентацию опорной точки объекта, воспользуйтесь свитком Adjust Pivot (Настроить опорную точку), для чего щелкните по кнопке для вызова панели Hierarchy (Иерархия).
Операция Rotate вызывается с клавиатуры нажатием клавиши Е.

Рис. 5.16. Вращение чайников вокруг центра выделения. Этот параметр используется по умолчанию

Масштабирование (scale transform) увеличивает или уменьшает объекты относительно их осей, используя текущий центр трансформации в качестве начала трансформации. Инструменты масштабирования, расположенные в прикрепленной панели масштабирования на основной панели инструментов (рис. 5.17), включают:

Рис. 5.17. Три инструмента масштабирования расположены на основной панели инструментов

Select and Uniform Scale (Выбрать и масштабировать равномерно) - выделяет и равномерно масштабирует объект относительно всех трех осей независимо от текущего ограничения по оси (рис. 5.18);

Рис. 5.18. Равномерное масштабирование: уменьшение масштаба объекта по всем трем осям

Select and Non-Uniform Scale (Выбрать и масштабировать неравномерно) - выделяет и масштабирует объект по одной или двум осям, что приводит к изменению его пропорций (рис. 5.19);
Select and Squash (Выбрать и сплющить) - выделяет и увеличивает масштаб объектов относительно одной или двух осей и, наоборот, уменьшает масштаб относительно остальных осей; в результате пропорции объекта меняются, а объем сохраняется (рис. 5.20).

Рис. 5.19. Неравномерного масштабирование: уменьшение масштаба по осям X и Y

Рис. 5.20. Сплющивание: уменьшение объекта по осям X и Y и вытягивание по оси Z

1. На основной панели инструментов выберите из прикрепленной панели инструмент масштабирования .
2. Щелкнув по кнопке на основной панели инструментов, выберите ограничение по какой-нибудь оси.
Если на шаге 1 вы выберете равномерное масштабирование ( Uniform Scale ), все три оси активизируются автоматически.
3. Щелкните по объекту и перетащите курсор вверх или вниз. Объект будет масштабирован в направлении текущих осей преобразования (рис. 5.21).

Рис. 5.21. Сплющивание объекта по оси Z приводит к его пропорциональному увеличению по осям X и Y

4. Чтобы изменить ось масштабирования по ходу работы, щелкните и растяните оси или углы контейнера трансформации.

Совет
Операция Scale вызывается с клавиатуры нажатием клавиши R. При нажатии клавиши R происходит циклическое переключение между тремя командами масштабирования.