2. Koordinatensysteme und Transformationen
Move, Rotate, Scale
Wir wollen die volle Kontrolle über die Objekte in unserer Szene, d.h. wir wollen verschieben, drehen und skalieren.
Die Toolbar (ehemals T-Panel) bietet die entsprechenden Werkzeuge (öffnen und schließen mit T. Gibt es in verschiedenen Contexts):
Aber, wir wollen schnell sein. Die Shortcuts für die Transformationen sind:
G(grab) für MoveRfür RotateSfür Scale
Selektiere ein paar Objekte auf dem Tisch und probiere G, R und S aus.
Wie werden die Objekte im Raum transformiert?
Koordinatensysteme: View Space
Das virtuelle Auge, durch das wir die Szene betrachten (der View), besteht aus einer Position, einer Richtung und eine Rahmen (image plane oder Screen). Die Größe des Rahmens bestimmt das Sichtfeld (field of view) - welchen Ausschnitt aus der Szene wir sehen:
Wenn wir nun mit G Transformieren, werden alle Objekte an der Maus, parallel zu dieser image plane bewegt. Mit R, geschieht die Rotation um die Achse senkrecht zur image plane.
Wir bewegen und rotieren die Objekte im sog. View Space (auch: Screen Space). Space kann hier mit Koordinatensystem übersetzt werden.
Koordinatensysteme: Ursprung (Origin), Richtungen (Achsen) und Einheiten (Units)
Um einen 3D-Raum zu beschreiben brauchen wir:
- Einen Ursprungspunkt (origin).
- Eine Achse (axis) für jede der drei Dimensionen
X,Y,Z - Eine Definition, welche Länge einer
1entspricht (Einheit, Scene Unit oder nur Unit)
In Blender beschreibt die x-Achse rechts/links, die y-Achse vor/zurück (auch: Tiefe), und die z-Achse hoch/runter:
Der origin ist der Punkt an dem sich die Achsen kreuzen.
Die Länge 1 entspricht standardmäßig einem Meter (default scene unit).
Ein Punkt im Raum kann mit Koordinaten in der Form [x,y,z] genau bestimmt werden:
wenn wir einen Punkt im Raum haben (z.B. [1,1,1]), wandern wir entlang der Achsen um die Anzahl der Einheiten:
Dieses Koordinatensystem kann mit der rechten Hand dargestellt werden (Daumen für die x-Achse, Zeigefinger y-Achse und Mittelfinger z-Achse). Man spricht von einem rechtshändigen Koordinatensystem bei dem z nach oben zeigt: right handed, z-up
Local Space
Wie können wir aber ein Objekt, das größer ist als ein einzelner Punkt, positionieren?
Jedes Objekt im 3D-Raum hat ein eigenes Koordinatensystem, der sog. Local Space, und somit einen eigenen origin:
Auch im Local Space gilt: x-Achse rechts/links, die y-Achse vor/zurück, z-Achse hoch/runter.
Warum ist das so?
Zum Beispiel werden Objekte durch Koordinaten einzelner Punkte beschrieben. Wir wollen aber das Objekt transformieren können, ohne jedesmal die Koordinaten der einzelnen Punkte neu anzugeben. Deshalb werden sind diese Koordinaten relativ zu einem festen Punkt, dem origin des Objekts.
Global Space
Es gibt ein Koordinatensystem das unverrückbar fest ist: das Koordinatensystem der virtuellen Welt, der sog. Global Space.
Hier markiert der 3D-Cursor den sog. World Origin:
Transformationen mit Constraints
Probiere alle Transformationen im View Space, Global Space und Local Space aus.
Speichere hierzu deine offene Blender-Datei. Lade dann diese Scenefile herunter und öffne sie.
Wir können uns in allen drei Koordinatensystemen über einfache Shortcus bewegen:
z.B.:
Gum frei im View Space zu bewegen.- Währendessen
xdrücken um die Bewegung auf die globale x-Achse zu bescchränken. - Nochmal
xum entlang der x-Achse im Local Space zu bewegen.
Selektiere eines der Objekte und probiere move, rotate und scale in allen drei Spaces aus.
Wir haben in der obigen Übung die Transformation auf eine Achse beschränkt (Axis constraint).
Zusätzlich können wir auf eine 2D-Fläche beschränken (Plane constraint):
Transformiere mit G und drücke dann Shift-x einmal, dann nocheinmal.
Was passiert?
Statt auf der Tastatur Klavier zu spielen, bietet Blender einen schnelleren Weg, die Achse für den Axis Constraint auszuwählen. Hierzu wird während der Transformation die Maus leicht entlang der gewünschten Achse bewegt und dann mit einem MMB-Klick ausgewählt.
Dies erfordert etwas Übung.
Das funktioniert so nur im Global Space.
Um in einem anderen Space zu arbeiten, können diese im Transform Orientations Menü ausgewählt werden:
Im Transform Orientations Menü können wir auch in den View Space wechseln. Nun ist klar, wie das View Space Koordinatensystem definiert ist:
Abbrechen mit Rechtsklick
Überall in Blender können wir eine Aktion abbrechen, indem wir einmal RMB klicken.
Transformiere ein Objekt und breche die Aktion mit einem RMB-Klick ab.
Ziehe im Viewport einen Rahmen auf und breche die Aktion mit RMB ab. Lasse die LMB erst los, wenn die Aktion abgebrochen wurde.
Tisch decken
Kombinieren wir nun alles gelernte, um den Tisch für zusätzliche Gäste zu decken.
Öffne die Szene mit der Küche.
Selektiere ein paar Objekte und dupliziere sie mit CTRL-D. Beachte: Duplizieren ist eine zweistufige Funktion:
- zuerst werden die Objekte dupliziert
- im Anschluss werden sie an die Maus gehängt und wir sind im Move-Modus (grab) im View Space
Da die Objekte schon in der Höhe auf dem Tisch korrekt platziert sind, wollen wir die korrekte Höhe nicht mit einer View Space Transformation kaputt machen.
Wir haben zwei Optionen:
- Direkt nach
CTRL-Dden axis constraint aktiveren, der die Höhe beibehält - Mit
RMBdie Transformation abbrechen, so dass die duplizierten Objekte an ihrer original-Position stehen bleiben. Dann erste transformieren.
Transform Pivot Point
Den Punkt, der als Origin für die Transformation gilt, der sog. Transform Pivot Point, können wir frei wählen.
Selektiere eine Gruppe von Objekten und rotiere sie um die globale z-Achse. Standardmäßig rotieren wir um den Punkt in der Mitte aller Objekte (Median Point).
Breche die Rotation ab (oder wende sie an) und probiere andere Transform Pivot Points aus dem Menü aus.
Uns interessieren erstmal nur die untersten drei:
Probiere auch hier die Axis Constraints aus.
Der 3D Cursor
Der 3D-Cursor ist ein sehr hilfreiches Werkzeug um genau zu arbeiten. Er kann ebenfalls als Transform Pivot Point genutzt werden.
Platziere den 3D-Cursor per Shift+RMB-Klick auf den Tisch:
Rotiere die Objekte nun um diesen Punkt.
Wir möchten aber genauer arbeiten.
Mit dem Snap Menü können wir den 3D-Cursor an verschiedenen Dingen ausrichten:
Wie vieles in Blender geht auch das mit einem Shortcut deutlich schneller: Shift+S im Viewport öffnet ein Pie Menu mit den selben Funktionen:
Selektiere mehrere Objekte und probiere die markierten Snap Funktionen aus:
Wo landet der Cursor bei Cursor to Selected?
Rotiere eine Gruppe von Objekten mit dem 3D-Cursor am Median Point zwischen zwei Objekten der Gruppe:
Finde die Dokumentation des 3D-Cursor
Erstellen von Objekten
Die neuen Gäste haben Kinder mitgebracht, also brauchen wir ein paar Bauklötze am Tisch.
In Blender gibt es viele Objektarten. Uns interessieren vorerst einfache Geometrien.
Erstelle eine Cube mit dem Add Menü (Shift+A):
Wo werden neue Objekte in der Szene platziert. Wo sind sie im Outliner?
Ein neues Cube ist 2x2 Meter groß. Transformiere die erstellten Objekte, so dass sie wie kleine Bauklötze auf dem Tisch liegen.
Halte bei einer Rotation CTRL gedrückt, um in 5er-Schritten zu snappen. Du siehst die Werte der Transformation links oben:
In der Sidebar (ehemals N-Panel, öffnen und schließen mit N) können die Werte der Transformation des selektierten (oder aktiven) Objektes angesehen und editiert werden.
Die einzelnen Werte werden Property (pl. Properties, Eigenschaften) gennant. Da diese Properties mit Transformationen zu tun haben, spricht man hier auch von Transform Channels.
LMB-Klicken und Ziehen auf einen der Properties, ändert den Wert. Mit Shift ändert sich der Wert langsamer.
Sidebar
Auch die Sidebar (toggle mit N) bietet einiges an Funktionalität.
Erstelle ein paar Bauklötze (z.B. durch Duplizieren)
Selektiere alle Klötze und transformiere sie durch klicken und horizontal Ziehen auf einem Property in der Sidebar.
Was passiert?
Um die Änderung auf alle selektierten Objekte anzuwenden, halte beim Ziehen im Property die ALT-Taste gedrückt (gegebenenfalls noch kombiniert mit der Shift-Taste).
Gleiches gilt für die Eingabe eines Wertes: soll der Wert für alle selektierten Objekte gelten, muss beim Enter drücken die ALT-Taste zusätzlich gehalten werden.
Es können mehrere Properties gleichzeitig numerisch geändert werden. Dafür musst du mit gedrücktem LMB vertikal über die Properties ziehen. Die Properties werden dann schwarz hinterlegt, und ein Wert kann für alle eingegeben werden. Bestätige für alle Objekte dann mit Enter+ALT.
Verändere Werte für mehrere Objekte im N-Panel:
Numerische Transformation im Viewport
Wir können konkrete Werte auch ohne das N-Panel nutzen.
Aktiviere eine Transformation (z.B. Rotation um die globale z-Achse) und gebe eine Zahl ein. Hier ist wieder der Context wichtig: die Maus muss über dem Viewport sein.
Properties von Active auf Selected kopieren
Werte können zwischen Objketen kopiert werden. RMB auf ein Property öffnet ein Menü in dem die Werte vom Active object auf alle Selected objects kopiert werden können.
Selektiere mehrere Objekte und beachte, welches Objekt Active ist. Kopiere dann ein Property auf die Selected objects.
Was ist ist der Unterschied von Copy All und Copy Single?
Snapping
Wie bekommen wir die Unterkante der Klötze exakt auf den Tisch?
Blender hat vielseitige Snapping-Funktionalität (Dokumentation nachschlagen!). Allein das Menü dazu ist einigermaßen umfangreich:
Das Snapping kann auf zwei Arten aktivert werden:
- Durch Klicken auf den kleinen Magneten neben dem Menü
- Durch Halten der
CTRL-Taste während einer Transformation
Speichere deine Szene und erstelle eine leeren Szene über File -> New -> General um darin das Snapping zu testen.
Dupliziere die Cube. Selektiere eine der Optionen im Snapping -Menü unter Snap Target.
Transformiere mit G und halte die CTRL-Taste um das Snapping zu aktiveren. Bewege die Maus über die Cube am Origin.
Uns interessiert vor allem Vertex-, Edge- und Face-Snap:
Welcher Punkt des Objekts wird gesnappt?
Im oberen Teil des Snapping-Menüs, unter Snap Base, können wir auswählen, welcher Teil des Objektes (oder der Objekte), die wir transformieren, gesnappt wird:
Probiere alle vier Snap Base Optionen aus. Bei Active brauchst du mindestens zwei Selektierte Objekte.
Wie verhält sich die Closest Funktion?
Versuche folgende Situationen mit Vertex-Snapping und Closest als base herzustellen:
Bauklötze
Nun haben wir alle Werkzeuge um eine kleine Burg aus Bauklötzen zu bauen:
Benutze Snap um die Klötze genau auf die Tischfläche und aufeinander zu stellen.
Versuche einen Bauklotz genau in die Mitte eines anderen zu stellen (z.B. mit einer Kombination aus 3D-Cursor und Snapping).
Räume auf: Prüfe Objektnamen und Collections im Outliner