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1.5 对象的轴向固定变换

1.5.1 坐标系

对于视图中的对象而言,要进行空间变换,首先要考虑的问题就是坐标系。因为不同坐标系将直接影响坐标轴的方位,从而影响空间变换的效果。

下面简单介绍3ds Max 2018中的各坐标系。

View(视图)坐标系: 这是3ds Max 2018中最常用的坐标系,也是系统默认状态的坐标系。在正交视窗中使用视图坐标系,在类似透视图这样的非正交视窗中使用世界坐标系。

Screen(屏幕)坐标系: 当不同的视窗被激活时,坐标系的轴发生变化,屏幕坐标系的 XY 平面始终平行于视窗,而 Z 轴指向屏幕内。

World(世界)坐标系: 不管激活哪个视窗, X Y Z 轴固定不变, XY 平面总是平行于顶视图, Z 轴则垂直于顶视图向上。在3ds Max 2018中,各视窗的坐标系就是世界坐标系。

Parent(父对象)坐标系: 父对象坐标系是选定对象的局部坐标系。如果对象不是一个被链接的子对象,那么父对象坐标系的效果与世界坐标系一样。

Local(局部)坐标系: 局部坐标系指如果多个对象被选中,每一个对象都围绕自己的坐标轴变换。

Gimbal(万向)坐标系: 万向坐标系与 X Y Z 旋转控制器一同使用。它与局部坐标系类似,但其三个旋转轴相互之间不一定垂直。

Grid(删格)坐标系: 指激活栅格的坐标系。当默认主栅格被激活时,栅格坐标系的效果同视图坐标系一样。

Working(工作)坐标系: 使用工作轴的坐标系。可以随时使用工作坐标系,无论工作轴处于活动状态与否。工作轴启用时,工作坐标系即为默认的坐标系。

Pick(拾取)坐标系: 选择视图中的对象作为坐标系,使用该对象的局部坐标轴,单击视图中的一个对象,该对象名称出现在参考坐标系显示框中,并在“拾取”下拉列表中显示。

1.5.2 沿单一坐标轴移动

在精细建模过程中,往往需要将对象沿某一坐标轴移动,而在其他方向无位移,这时可以使用3ds Max 2018提供的轴向约束工具,如图1-18所示。需要说明的是,如果工具栏中没有轴向约束图标,可以在工具栏的空白处右击,此时弹出快捷菜单,如图1-19所示。选中的命令即可出现在工具栏中。

图1-18 轴向约束工具

图1-19 快捷菜单

创建步骤

(1)在视图中创建一个长方体,作为沿轴向移动的对象,如图1-20所示。

(2)打开坐标系列表,选择世界坐标系,此时所有视窗中的坐标轴都调整方向。

(3)选择创建好的长方体,单击工具栏中的Transform Gizmo Y Constraint(变换Gizmo Y 轴约束)选项,单击Select and Move(选择并移动)图标 ,各视图中的 Y 轴线变成黄色,表明约束至 Y 轴生效,如图1-21所示。

图1-20 创建长方体

图1-21 选定轴向约束时的物体及坐标轴

(4)在顶视图中移动对象,对象只能上、下移动,即被约束至 Y 轴。在前视图中移动对象,对象不能被移动。

(5)在左视图中移动对象,对象只能左、右移动,即被约束至 Y 轴。

(6)在透视图中移动对象,对象只能前、后移动,即被约束至 Y 轴。

提示:

在沿单一轴移动的过程中,可以不用选择轴向移动图标,只需将光标移到所要约束的坐标轴上,坐标轴变成黄色,即表明移动被约束至该轴。事实上,即使选择了轴向约束图标,在移动过程中,如将光标放在了其他坐标轴上,移动的轴向也会随着发生改变。这一点初学者应特别注意。

1.5.3 在特定坐标平面内移动

创建步骤

(1)打开坐标系列表,选择世界坐标系。此时所有视窗中的坐标轴都调整方向。

(2)选择1.5.2节中创建的长方体,单击工具栏中的Restrict to YZ YZ 平面约束)选项,单击Select and Move(选择并移动)图标 ,各视图中的 YZ 轴线变成黄色,表明移动被约束至 YZ 轴。

(3)在顶视图中移动对象,可以看到对象只能上、下沿 Y 轴移动,即移动被约束至 YZ 平面。

(4)在前视图中移动对象,可以看到对象只能上、下沿 Z 轴移动,即移动被约束至 YZ 平面。

(5)在左视图中移动对象,可以看到对象可以上、下、左、右在 YZ 平面移动。

(6)在透视图中移动对象,可以看到对象只能上、下、前、后移动,而不能左、右移动,表明对象被约束至 YZ 平面。

1.5.4 绕单一坐标轴旋转

创建步骤

(1)打开坐标系列表,选择世界坐标系。此时所有视窗中的坐标轴都调整方向。

(2)选择1.5.2节创建的长方体,单击工具栏中的Restrict to X X 平面约束)选项,然后单击Select and Rotate(选择并旋转)图标 。此时,各视图中的 X 轴线变成黄色,表明移动被约束至 X 轴。

(3)在顶视图中旋转对象,可以看到对象只能绕 X 轴旋转,如图1-22所示。

(4)在前视图中旋转对象,可以看到对象只能绕 X 轴旋转。

(5)在左视图中旋转对象,可以看到对象只能绕 X 轴旋转,如图1-23所示。

图1-22 顶视图中对象绕 X 轴旋转

图1-23 左视图中对象绕 X 轴旋转

(6)在透视图中旋转对象,可以看到对象只能绕 X 轴旋转,表明对象旋转被约束至 X 轴。

1.5.5 绕坐标平面旋转

创建步骤

(1)打开坐标系列表,选择世界坐标系。此时所有视窗中的坐标轴都调整方向。

(2)选择1.5.2节中创建的长方体,单击工具栏中的Restrict to X X 平面约束)选项,然后单击Select and Rotate(选择并旋转)图标 。此时,各视图中的 XY 轴线变成黄色,表明移动被约束至 XY 轴。

(3)在顶视图中旋转对象,可以看到对象能同时绕 X 轴和 Y 轴旋转。

(4)在前视图中旋转对象,可以看到对象只能绕 X 轴旋转。

(5)在左视图中旋转对象,可以看到对象只能绕 Y 轴旋转。

(6)在透视图中旋转对象,可以看到对象只能绕 X 轴和 Y 轴旋转,表明对象旋转被约束至 XY 平面。

1.5.6 绕点对象旋转

在3ds Max 2018进行创作的过程中,有时希望以视图中的某一点为中心旋转物体,这就要用到点对象。点对象是一种辅助对象,它不可以被渲染,下面举例说明如何利用点对象旋转物体。

创建步骤

(1)单击Create(创建)命令面板中的Geometry(几何体)图标 ,打开Object Type(对象类型)面板,在视图中创建一个球体。

(2)单击Helpers(辅助对象)图标 ,打开对象类型选择Point(点)选项,在视图适当位置创建一个点对象,如图1-24所示。

(3)打开坐标系列表,选择Pick(拾取)坐标系。移动鼠标选择刚创建的点对象,此时坐标系下拉列表中出现点字样,说明已经将点对象“点001”设置成了坐标中心。

(4)选择已创建的球体,单击工具栏中的Select and Rotate(选择并旋转)图标 ,选择工具栏上的Restrict to Y Y 轴约束)选项,在各视图中旋转球体,可以看到球体只能沿着点对象的 Y 轴旋转。

图1-24 点对象及球体

(5)选择工具栏上的Restrict to XY XY 平面约束)选项,在各视图中旋转球体,可以看到在顶视图中,只能沿着点对象的 X 轴旋转。在前视图中,可以沿着点对象的 X 轴和 Y 轴旋转;在左视图中,只能沿着点对象的 Y 轴旋转;在透视图中,可以沿着点对象的 X 轴和 Y 轴旋转。

1.5.7 多个对象的变换问题

1.以各对象的轴心点为中心
创建步骤

(1)在顶视图右击,激活视图。单击Create(创建)命令面板中的Geometry(几何体)图标 ,在下拉列表中选择“标准基本体”打开对象类型,在视图中分别创建一个茶壶、一个长方体和一个圆柱体,如图1-25所示。

(2)选中创建的三个对象,单击工具栏上的Use Pivot Point Center(使用轴点中心)图标 ,然后选择工具栏中的Select and Rotate(选择并旋转)图标

(3)在透视图中将光标移到 Z 轴使之变成黄色,拖动光标旋转物体,发现各对象均以自己的轴心点为中心旋转,如图1-26所示。

图1-25 视图中的多个对象

图1-26 以各物体轴心点为中心旋转

2.以选择集中心为中心
创建步骤

(1)为了对比方便,还是利用前面创建好的茶壶、长方体及圆柱,如图1-25所示,选中创建的三个对象,单击工具栏上的Use Pivot Point Center(使用轴点中心)图标 ,然后选择工具栏中的旋转工具。

(2)在透视图中将光标移到 Z 轴使之变成黄色,拖动光标旋转物体,发现各对象均以选择集的中心为中心旋转,如图1-27所示。

3.以当前坐标系原点为中心
创建步骤

(1)利用前面创建好的茶壶、长方体及圆柱,如图1-25所示,选中三个对象,单击工具栏上的Use Transform Coordinate Center(使用变换坐标中心)图标 ,然后单击工具栏中的旋转工具。

(2)在透视图中将光标移到 Z 轴使之变成黄色,拖动光标旋转物体,发现各对象均以坐标系原点为中心旋转,如图1-28所示。

图1-27 以选择集中心为中心旋转

图1-28 以坐标系原点为中心旋转 Wn5QqCBLthSCUxtawCGtWWRgCyaNBRB09vGwTIygSb0fq5J66hd9B13a62kKDBdt

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