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三维模型刚体变换的交互式实现

时间:2022-03-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:不论哪一种三维软件,在三维视口中对三维模型进行位置和角度的调整都是一项基本功。但是,在许多情况下,需要通过一系列的平移和旋转交互式调整三维模型的位置。平移,三维模型可以沿平行于系统坐标系某一坐标轴方向平移,或者限定在平行于系统坐标系某一坐标平面内平移。旋转点(不动点)一般是三维模型的中心,用户也可以自定义旋转点。配准,参照已有的三维模型进行变换。

不论哪一种三维软件,在三维视口中对三维模型进行位置和角度的调整都是一项基本功。如果知道变换的准确参数(变换矩阵),那么只需要在相应的输入框中键盘输入变换矩阵即可。但是,在许多情况下,需要通过一系列的平移和旋转交互式调整三维模型的位置。在虚拟的空间中改变模型的位置,正如在真实的空间中一样,需要有参照物,否则既不知前后左右,三维模型也不知何去何从了。现在介绍几种常用参照物。

系统坐标系参照物,以系统坐标作为三维模型交互式变换时的参照物。

平移,三维模型可以沿平行于系统坐标系某一坐标轴(x、y或z)方向平移,或者限定在平行于系统坐标系某一坐标平面(xy、yz或xz)内平移。

旋转,三维模型可以绕平行于系统坐标系某一坐标轴(x、y或z)方向旋转。旋转点(不动点)一般是三维模型的中心,用户也可以自定义旋转点。

屏幕坐标系参照物,以屏幕平面作为三维模型交互式变换时的参照物,将三维视口屏幕作为坐标系,x轴为屏幕的水平方向,y轴为屏幕的垂直方向,z轴为屏幕的深度方向。

平移,三维模型可以沿平行于屏幕坐标系某一坐标轴(x、y或z)方向平移,或者限定在平行于屏幕坐标系某一坐标平面(xy、yz或xz)内平移。

旋转,三维模型可以绕平行于屏幕坐标系某一坐标轴(x、y或z)方向旋转。旋转点(不动点)一般是三维模型的中心,用户也可以自定义旋转点。

自定义参照物,用户可以自定义上述的一个旋转点,或自定义一个局部坐标系。用户也可以自定义一条直线,三维模型沿这条直线平移或绕这条直线旋转。用户也可以定义一个平面,三维模型限定在平面内平移。

配准,参照已有的三维模型进行变换。在三维模型上和所要移动到的位置上选择三对对应的定位点,正如直升飞机的起落架对应于升降坪的降落标志一样,可以直接把三维模型移动到所需的位置。

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