Benutzer:Dusti dewikibooks/Koordinatenraum

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In einem dreidimensionalen Raum wird die Position eines Objekts durch drei Zahlen angegeben. Für jede Achse (X,Y und Z) wird ein Wert angegeben. Je grösser diese Werte, desto weiter ist das Objekt vom absoluten Nullpunkt entfernt. Hat ein Objekt die Position (0/0/0), so befindet es sich am Nullpunkt, bzw genau in der Mitte des Koordinatensystems. Schaut man entgegengesetzt entlang der Y-Achse auf den Nullpunkt (die normale Sichtweise auf ein dreidimensionales Koordinatensystem), so zeigt die X-Achse nach rechts, die Y-Achse auf einen zu und die Z-Achse nach oben. Erhöht man nun die Z-Komponente um eine Einheit, bewegt sich das Objekt nach oben, erhöht man die X-Komponente so bewegt sich das Objekt nach rechts und erhöht man die Y-Komponente um eins so bewegt sich das Objekt auf einen zu. In Blender sind den Achsen Farben zugeordnet. Dadurch kann man sich leichter orientieren.

Die X-Achse ist Rot
Die Y-Achse ist Gelb
Die Z-Achse ist Blau

Die Position in diesem Koordinatenraum sind die globalen Koordinaten (Weltkoordinaten). Die Welt hat einen festen Ursprung und eine feste Ausrichtung, aber ich kann sie natürlich aus verschiedenen Blickwinkeln betrachten.

Die drei Koordinaten im Weltkoordinatenram würden im Prinzip völlig ausreichen, wenn wir immer nur mit einzelnen Punkten arbeiten würden. Wie Sie in Abb. 1 aber erkennen können, ist es viel praktischer, noch einen zweiten Koordinatenraum einzuführen: die lokalen Koordinaten. Man kann ein dreidimensionales Objekt dann durch die Angabe seines Ortes und die Drehung seiner lokalen Koordinaten gegenüber den Weltkoordinaten beschreiben, ohne darüber nachdenken zu müssen, wo sich jeder einzelne Punkt des Objektes gerade befindet.

Koordinatenräume

Abbildung 1: Globaler (links) und lokaler (rechts) Koordinatenraum.

Abbildung 2: Normal-Koordinatenraum.

Abbildung 3: View-Koordinaten (rechts).

Blender kennt verschiedene Koordinatenräume:

Global: Der Weltkoordinatenraum (Abb. 1, links)
Local: Der Eigenkoordinatenraum eines Objektes. Ein Objekt kann gegenüber den Weltkoordinaten verdreht sein (Abb. 1, rechts). Der Ort und die Drehungs eines Objektes in seinem lokalen Koordinatenraum ist immer 0/0/0.
Normal: Flächenkoordinaten. Dieser Koordinatenraum macht nur in Bezug auf eine Fläche Sinn, und damit im Edit-Modus eines Objektes. Dabei zeigt die Z-Koordinate senkrecht zur Fläche (Abb. 3). Kanten und Vertices haben keine eigenen Normal-Koordinaten, diese werden bei Bedarf aus den angrenzenden Flächen ermittelt. Bei Kanten zeigt die Z-Achse der Normale in Richtung der Kante.
View: Im Ansichtskoordinatenraum zeigt die Z-Achse in der orthographischen Projektion immer direkt auf den Betracher, die X-Achse nach rechts und die Y-Achse nach oben (Abb. 3). In der Topansicht stimmen der Globale- und der Anichtskoordinatenraum überein. Ohne Einschränkung oder besondere Auswahl eines Koordinatenraumes arbeiten Sie immer im Ansichtskoordinatenraum.
Custom: Sie können aus dem aktiven Objekt einen eigenen Koordinatenraum erstellen, dieser entspricht dann dem lokalen Koordinatenraum. Bei einer Fläche entspricht der Koordinatenraum den Flächenkoordinaten, bei einem Vertex den aus den Flächenkoordinaten der angrenzenden Flächen gemittelten Koordinaten. Bei einer Kante zeigt die Z-Achse des Koordinatenraums in Richtung der Kante (also genauso wie bei Flächenkoordinaten).

Verwenden unterschiedlicher Koordinatenräume

Zunächst werden Bewegungen und Drehungen im Ansichtskoordinatenraum durchgeführt, skaliert wird entlang der drei lokalen Achsen. Bei Spiegelungen muss man den Koordinatenraum immer vorher auswählen.

Drücken Sie während einer Transformation X/Y/Z einmal, oder klicken Sie mit der mittleren Maustaste, wird die Transformation im globalen Koordinatenraum durchgeführt.

Abbildung 4: Auswahl des Koordinatenraumes.

Um in einem anderen Koordinatenraum zu arbeiten, wählen Sie die Richtung zweimal aus (X-X/Y-Y/Z-Z). In welchem Koordinatenraum die Transformation nun durchgeführt wird, hängt von der Auswahl der Orientation in der Werkzeugleiste des 3D-Fensters ab (Abb. 4). Ist dort Global ausgewählt, wird die Transformation im lokalen Koordinatenraum ausgeführt, sonst in dem ausgewählten.
Die Auswahl des Koordinatenraums ist auch über View->Transform Orientations... möglich (Abb. 12), oder über das Orientation-Popup-Menü mit Alt-Leertaste.

Da es nicht immer ganz leicht ist die Orientierung zu behalten, gibt es dazu ein graphisches Hilfsmittel - das 3D-Transform-Widget.

3D-Transform-Manipulator

Die 3D-Transform-Manipulatoren sind im wesentlichen "Anfasser" für die Maus, die durch Links-Klick und Ziehen das Verschieben, Rotieren und Skalieren ermöglichen. In der Werkzeugleiste des 3D-Fensters können Sie bequem bedient werden.

Hand: Schaltet das Widget an oder ab
Dreieck: Translation-Manipulator
Kreis: Rotation-Manipulator
Quadrat: Scale-Manipulator

Mit Shift-LMT können Sie mehrere dieser Buttons auswählen, um eine kombinierte Anzeige zu erhalten. Durch die Auswahl des Koordinatenraumes ändert sich die Ausrichtung des Widgets, sodass man immer erkennen kann, in welchem Koordinatenraum es sich befindet.

Abbildung 5: Das Translate [bewegen] (sonst Grab Modus) Transform Widget	Abbildung 6: Das Rotate [drehen] Transform Widget
Abbildung 7: Das Scale [skalieren] Transform Widget	Abbildung 8: Das Combo [kombinierte] Transform Widget

Abbildung 9: Widget-Type Menu (Strg-Space)

Tastenkürzel für direkten Zugriff:

Strg-Alt-G: Translation-Manipulator
Strg-Alt-R: Rotation-Manipulator
Strg-Alt-S: Scale-Manipulator
Strg-Space: Widget-Type Menü (Abb. 9).

Bedienung

Um den Umgang mit den Widgets so leicht wie möglich zu gestalten, bekamen sie folgende Eigenschaften:

"Klick-and-Drag" Bedienung, also klicken mit LMT und ziehen bei gehaltener Maustaste. Das ist eine Bedienungsform, wie man sie von vielen anderen Programmen kennt.
“Direktbewegen”: Statt mit gehaltener Maustaste zu ziehen, genügt auch ein Mausklick und das Bewegen der Maus. Das Klicken auf den roten Pfeil entspricht bei Auswahl der globalen Koordinaten der Tastenkombiation G-X.
"Zentrum Kreis": Beim Bewegen und beim Skalieren können Sie auch nicht auf eine Koordinatenachse eingeschränkte Transformationen durchführen, wenn Sie auf den Kreis im Zentrum des Widgets klicken.
"Beschränkung auf eine Ebene": Bewegen und Skalieren können Sie auf eine Ebene beschränken. Shift-LMT auf einen der Anfasser sperrt dessen Richtung. Klicken Sie so z.B. auf die blaue Z-Achse, können Sie das Objekt nur in XY-Richtung verändern, aber nicht mehr in Z-Richtung.
Pivot Point: Die Transform Widgets benutzen den aktuellen Pivot Punkt. Ist bspw. der 3D-Cursor als Pivot Punkt ausgewählt, werden die Widgets am 3D-Cursor gezeichnet.

Combo

Bei einem kombinierten Widget wenden Sie nicht mehrere Operationen gleichzeitig an, es werden nur mehrere Widgets auf einmal gezeigt, damit man nicht umschalten muss.

Darstellung

Abbildung 10: Voreinstellungen für die Transform Widgets

Verschiedene Aspekte der 3D Transform Widgets können durch den Benutzer geändert werden. Das sind die Größe der Pfeile, die Größe der Pfeilspitzen und der "Hotspot" für die Maus.

Diese Optionen finden Sie im User Preferences Fenster im Abschnitt View & Controls (Abb. 10).

Custom Transform Orientation [CTO]

Abbildung 11: Strg-Shift-C fügt eine CTO hinzu und aktiviert sie.

Benutzerdefinierte Koordinatenräume [Custom Transform Orientations] bieten die Möglichkeit, eine bestimmte Ausrichtung dauerhaft zu speichern und sie auf andere Objekte anzuwenden. Bisher musst man sich damit behelfen, die Ansicht auf eine bestimmte Auswahl auszurichten und nur noch in dieser Ansicht zu arbeiten. Das trat z.B. dann auf, wenn man ein Objekt an einer bestimmten Stelle falten, oder einer schrägen Fläche weitere Details hinzufügen wollte.

Abbildung 12: Transform Orientations-Panel.

Mit Strg-Shift-C erzeugen Sie aus der Auswahl eine CTO und aktivieren Sie gleichzeitig (Abb. 11). Ist der Name bereits vergeben, wird die alte CTO ohne Rückfrage überschrieben. Die CTO erscheint dann ebenfalls im Orientation-Menü und verhält sich genauso wie die anderen Koordinatenräume, kann also z.B. auch für die 3D-Transform-Widgets benutzt werden usw.

Über View-Transform Orientations... lassen sich die CTOs erzeugen, löschen, auswählen und umbennen (Abb. 12).