3dmax入门 第三章:变换坐标系

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  3.4  变换坐标系

在每个视口的左下角有一个由红、绿和蓝3个轴组成的坐标系图标。这个可视化的图标代表的是3ds max 6的世界坐标系（World Reference Coordinate System）。三维视口（摄像机视口、用户视口、透视视口和灯光视口）中的所有对象都使用世界坐标系。

下面就来介绍如何改变坐标系，并讨论各个坐标系的特征。

3.4.1  改变坐标系

通过在主工具栏中单击参考坐标系按钮，然后在下拉式列表中选取一个坐标系（见图3.34）可以改变变换中使用的坐标系。

当选择了一个对象后，选择坐标系的轴将出现在对象的轴心点或者中心位置。在默认状态下，使用坐标系是视图（View）坐标系。为了理解各个坐标系的作用原理，必须首先了解世界坐标系。

3.4.2  世界坐标系

世界坐标系的图标总是显示在每个视口的左下角。如果在变换时想使用这个坐标系，那么可以从Reference Coordinate System（参考坐标系）列表中选取它。

当选取了世界坐标系后，每个选择对象的轴显示的是世界坐标系的轴，见图3.35。

可以使用这些轴来移动、旋转和缩放对象。

           

图3.34                                      图3.35

3.4.3  屏幕坐标系

当参考坐标系被设置为屏幕坐标系（Screen）的时候，每次激活不同的视口，对象的坐标系就发生改变。不论激活哪个视口，X轴总是水平指向视口的右边，Y轴总是垂直指向视口的上面。这意味着在激活的视口中，变换的XY平面总是面向用户。

在诸如前视口、顶视口和左视口等正交视口中，使用屏幕坐标系是非常方便的。但是在透视视口或者其它三维视口中，使用屏幕坐标系就会出现问题。由于XY平面总是与视口平行，会使变换的结果不可预测。

视图坐标系可以解决在屏幕坐标系中所遇到的问题。

3.4.4  视图坐标系

视图坐标系是世界坐标系和屏幕坐标系的混合体。在正交视口，视图坐标系与屏幕坐标系一样，而在透视视口或者其它三维视口，视图坐标系与世界坐标系一致。

视图坐标系结合了屏幕坐标系和世界坐标系的优点。

3.4.5  局部坐标系

创建对象后，会指定一个局部坐标系。局部坐标系的方向与对象被创建的视口相关。例如，当圆柱被创建后，它的局部坐标系的Z轴总是垂直于视口，它的局部坐标系的XY平面总是平行于计算机屏幕。即使切换视口或者旋转圆柱，它的局部坐标系的Z轴总是指向高度方向。

当从参考坐标系列表中选取局部坐标系（Local Coordinate System）后，就可以看到局部坐标系，见图3.36。

图3.36

 

说明：通过轴心点可以移动或者旋转对象的局部坐标系。对象的局部坐标系的原点就是对象的轴心点。

 

3.4.6  其它坐标系

除了世界坐标系、屏幕坐标系、视图坐标系和局部坐标系外，还有4个坐标系，它们是：

父对象坐标系（Parent）：该坐标系只对有链接关系的对象起作用。如果使用这个坐标系，当变换子对象的时候，它使用父对象的变换坐标系。

栅格坐标系（Grid）：该坐标系使用当前激活栅格系统的原点作为变换的中心。

平衡环坐标系（Gimbal）：该坐标系与局部坐标系类似，但其三个旋转轴并不一定要相互正交。它通常与Euler xy2旋转控制器一起使用。

捡取坐标系（Pick）：该坐标系使用特别的对象作为变换的中心。该坐标系非常重要，将在后面详细讨论。

3.4.7  变换和变换坐标系

每次变换的时候都可以设置不同的坐标系。3ds max 6会记住上次在某种变换中使用的坐标系。例如，假如选择了主工具栏中的Select and Move工具，并将变换坐标系改为Local。此后又选取主工具栏中的Select and Rotate工具，并将变换坐标系改为World。这样当返回到Select and Move工具时，坐标系自动改变到Local。

 

技巧：当用户想使用特定的坐标系时，首先选取变换图标，然后再选取变换坐标系。这样，当执行变换操作的时候，才能保证使用的是正确的坐标系。

 

3.4.8  变换中心

在主工具栏上参考坐标系右边的按钮是变换中心弹出按钮，见图3.37。每次执行旋转或者比例缩放操作的时候，都是关于轴心点进行变换的。这是因为默认的变换中心是轴心点。

图3.37

3ds max的变换中心有3个，它们是：

 Use Pivot Point Center（使用轴心点中心）：使用选择对象的轴心点作为变换中心。

 Use Selection Center（使用选择集中心）：当多个对象被选择的时候，使用选择的对象的中心作为变换中心。

 Use Transform Coordinate Center（使用变换坐标系的中心）：使用当前激活坐标系的原点作为变换中心。

当旋转多个对象的时候，这些选项非常有用。Use Pivot Point Center将关于自己的轴心点旋转每个对象，而Use Selection Center将关于选择对象的共同中心点旋转对象。

Transform Coordinate Center对于捡取坐标系非常有用，下面介绍捡取坐标系的方法。

3.4.9  捡取坐标系

假如希望绕空间中某个特定点旋转一系列对象，最好使用捡取坐标系。即使选择了其它对象，变换的中心仍然是特定对象的轴心点。

如果要绕某个对象周围按圆形排列一组对象，那么使用捡取坐标系将非常方便。例如，可以使用捡取坐标系安排桌子和椅子等。下面举例说明如何使用捡取坐标系。

1. 启动3ds max，在主工具栏上选取File / Open，打开本书配套光盘中的Samples\ ch03\ch03_03.max文件。这个场景非常简单，只有一个花心和花瓣，见图3.38。

图3.38

下面将在花心周围复制花瓣，以便创建一个完整的花。

2. 单击主工具栏中的  Angle Snap Toggle按钮。

3. 单击主工具栏的  Select and Rotate按钮。

4. 在参考坐标系列表中选取Pick。

5. 在前视口单击花心，选择它，对象名Flower Center出现在参考坐标系区域。

6. 在主工具栏选取  Use Transform Coordinate Center。

接下来将绕着中心旋转并复制花瓣。

7. 在前视口单击花瓣Petal01，选择它，见图3.39。

从图3.39可以看出，即使选择了花瓣，但是变换中心仍然在花心。这是因为现在使用的是变换坐标系的中心，而变换坐标系被设置在花心。

8. 在前视口，按下Shift键，并饶Z轴旋转–45°，见图3.40。

    

图3.39                                              图3.40

当释放鼠标键后，出现Clone Options对话框。

9. 在Clone Options对话框选取Instance，并将Number of copies改为7，然后单击OK按钮。

 

在花心的周围又克隆了7个花瓣，见图3.41。

图3.41

捡取坐标系可以使其它进行操作的对象采用特定对象的坐标系。下面就来介绍如何制作小球从板上滚下来的动画。

1．启动3ds max，或者在菜单栏中选取File/Reset，复位3ds max。

2．单击Create命令面板上Object Type卷展栏下面的Box按钮。

3. 在顶视口中创建一个长方形木板。创建参数如图3.42所示。

图3.42

4．在主工具栏中选择旋转工具，在前视口中旋转木板，使其有一定倾斜。如图3.43所示。

图3.43

5．单击Create命令面板上Object Type卷展栏下面的Sphere按钮。创建一个半径（Radius）约为10单位的球，并使用移动工具将小球的位置移到木板的上方，如图3.44所示。在调节时可以在四个视口中从各个角度进行移动，以方便观察。

图3.44

6．选中小球，在参考坐标系列表中选取Pick。

7． 在透视视口中单击木板，选择它，则对象名box01出现在参考坐标系区域。同时在视口中，小球的变换坐标发生变化。前视口中的状态如图3.45所示。

图3.45

8．单击按钮，将时间滑动块移动到第100帧。

9．将小球移动至木板的底端。如图3.46所示。

图3.46

10．使用旋转工具将小球转动几圈。如图3.47所示。

图3.47

11．关闭动画按钮。单击Play按钮播放动画，可以看到小球沿着木板下滑的同时滚动。如图3.48所示（左图为透视口，右图为前视口）。本例结果文件在本书配套光盘Samples\ ch03\roll.max。

 

 

图3.48