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Cinema 4D Grundkurs

Absolute und relative Koordinaten

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Bei komplexen Rotationen kann es kompliziert sein, einen fixen Winkel für die Drehrichtung einzutragen. In solchen Fällen helfen eingefrorene Transformationen weiter.

Transkript

Lassen Sie uns thematisch beim Thema bleiben der Koordinaten und deren Bezugssysteme. Wir haben gesehen, dass man Positionen sowohl relativ zum jeweils übergeordneten System als auch relativ zum Weltachsensystem eintragen kann und benutzen kann. Das Ganze wird noch etwas kritischer bei der Benutzung von Winkeln. Und das gucken wir uns jetzt einmal an. Gehen wir mal davon aus, wir haben hier ein beliebiges Objekt. Ich habe hier mal in dem Fall einen Würfel genommen. Und wir möchten diesen Würfel gern präzise drehen um einen bestimmten Winkel. Dafür, haben wir gesehen, gibt es hier oben ein Rotationswerkzeug, oder ein Drehen-Werkzeug. Und dieses führt dazu, dass wenn ein Objekt ausgewählt ist, wir hier eine Darstellung bekommen von Rotationsbändern, so nennen sich diese farbigen Bereiche. Auch da taucht wieder dieses Farbschema auf, was wir schon kennen von den Achsen: Nämlich ein rotes Band, wenn ich um die rote Achse drehen möchte, also um die X-Achse; ein grünes für Drehungen um die Y-Achse; und ein blaues Band für Drehungen um die Z-Achse, die ist blau hier eben auch noch zu sehen. Wenn ich hier noch ein bisschen mal hineinzoome, man sieht, hier gibt es um diese dreifarbigen Bänder noch einen grauen Kreis. Daraus ergibt sich Folgendes, wenn es um die Rotation geht. Es kommt nämlich etwas darauf an, wo der Mauszeiger platziert wird, wenn ich hier interaktiv ein Objekt drehen möchte. Wir haben bereits gelernt, bei der Verschiebung eines Objekts ist es am besten, dass ich meinen Mauszeiger irgendwo im leeren Raum platziere. Also wenn ich jetzt hier mal auf Verschieben gehe, würde den irgendwo im leeren Raum platzieren, linke Maustaste halten, und kann das Objekt dann völlig frei bewegen, in alle Richtungen je nachdem wie ich meine Maus bewege. Wenn ich die Bewegung eher begrenzen möchte auf eine bestimmte Verschiebungsrichtung, kann ich auch hier direkt auf die Achsen klicken, dann lässt sich das Objekt nur noch in dieser einen Richtung bewegen. Die dritte Option beim Verschieben, das sind diese farbigen Ecken, die Sie hier vielleicht sehen können. Da gibt es auch eine rote Ecke, eine blaue Ecke, eine grüne Ecke. Und Sie sehen schon, wenn man mit dem Mauszeiger in die Nähe kommt, dass dadurch jeweils zwei Achsrichtungen gleichzeitig angesprochen werden. Bei der blauen Ecke ist es die rote und die grüne Achse. Bei der roten Ecke ist es die blaue und die grüne Achse. Und bei der grünen Ecke ist es entsprechend die Grundebene zwischen der X- und der Z-Richtung. Das bedeutet, dass wenn ich jetzt praktisch auf die grüne Ecke gehe, ich die grüne Richtung praktisch sperre. Und Sperren bedeutet, die kann ich nicht mehr benutzen. Das heißt, das ist eine recht praktisch Geschichte. Wenn ich zum Beispiel ein Objekt auf einem Tisch stehen habe und ich möchte das Objekt verschieben, möchte aber verhindern, dass zwischen der Tischplatte und dem Objekt eine Lücke entsteht oder ich aus Versehen das Objekt nach unten in den Tisch hinein verschiebe, dann ist das natürlich recht praktisch, jetzt in dem Fall mit der grünen Ecke zu arbeiten beim Verschieben. Ein ähnliches Prinzip gibt es hier eben auch für Rotationen. Das heißt, je nachdem wo ich meinen Mauszeiger platziere, kann ich bestimmte Drehrichtungen von vornherein ausschließen, sperren, damit da kein Fehler passieren kann. Wenn ich meinen Mauszeiger jetzt außerhalb von diesem grauen Kreis platziere, linke Maustaste halte und meine Maus bewege, dann sieht man, dass ich den Würfel jetzt in dem Fall drehen kann, aber nur um meine aktuelle Blickrichtung herum. Also da hängt es auch davon ab, wie ich auf das Objekt gerade schaue. um die Achse kann ich es dann rotieren. Wenn ich den Mauszeiger innerhalb des grauen Kreise platziere, aber nicht auf einem der Bänder, dann habe ich den Effekt, den wir beim Verschieben gesehen haben, nämlich dass ich das Objekt völlig frei bewegen kann, drehen kann in alle drei Richtungen. Und dementsprechend ist es so, wenn ich jetzt die Bänder direkt anklicke, das ist genau der Effekt, den wir gesehen haben beim Verschieben, wenn ich auf eine Achse klicke, dann lässt sich das Objekt gezielt nur um eine Richtung drehen. Jetzt mag es einen wundern, warum jetzt hier, wenn man sich die Winkel anschaut, nicht X, Y und Z steht, sondern H, P und B. Eigentlich ist es ja so, wenn ich jetzt hier zum Beispiel um eine Richtung drehe, dass sich dann hier auch nur ein Wert verändert. Hier auch so. Deshalb mag man sich fragen, warum benenne ich das nicht direkt X, Y, Z. Das Problem ist, wenn ich jetzt mal einige Rotationen schon hinter mir habe, Sie sehen es jetzt hier, ich drehe eigentlich nur um das grüne Band aber plötzlich ändern sich alle drei Werte auf einmal. Und das hängt mit einer gewissen Umrechnung zusammen, die intern vorgenommen wird, die vorteilhaft ist später, wenn es um die Animation geht eines Objekts. Und zwar ist es so, dass Rotationen die Eigenschaft haben, dass es da nicht beliebig ist, in welcher Reihenfolge um welche Achse gedreht wird. Das heißt, wenn ich erst um das rote Band, und dann das grüne Band, und dann das blaue Band drehe, dann kommt eventuell eine andere Endstellung des Objekts heraus, als wenn ich das genau andersrum mache, also erst blau, dann grün, dann rot nehme, obwohl die jeweiligen Winkel die gleichen sind, die ich dann verwende. Das ist einfach so und macht uns natürlich insofern Probleme, als dass wir in einer Animation, also wenn sich dieses Objekt während der Animation drehen soll, es natürlich wollen, dass bei jedem Mal Abspielen der Animation der gleiche Endzustand erreicht wird und das Objekt genauso am Ende dasteht, wie wir uns das am Anfang ausgedacht haben. Und deswegen hat man sich etwas einfallen lassen in 3D-Programmen. Es gibt das verschiedene Konzepte. Einige Programme geben einfach eine gewisse Drehreihenfolge vor. Die sagen, wenn hier drei Winkel stehen, dann bedeuten die eben, dass der oberste zuerst, der zweite als Zweites, der dritte als Drittes genommen wird. Das heißt, man definiert eine feste Abfolge, in der die Winkel übertragen werden auf das Objekt. Das ist etwas, was Sie nicht sehen können. Das ist einfach eine interne Art und Weise, wie mit den Werten umgegangen wird. Und dann gibt es als zweite Variante eben dieses H-P-B-Drehsystem. Das ist also eine eigene Denkweise, wie mit Winkeln umgegangen wird, ohne dass man eine Reihenfolge angeben muss. Diese Kürzel stehen nämlich für Heading, Pitch und Banking. Da kommen die Abkürzungen H, P, B her. Und das ist ein System, was eigentlich aus der Luftfahrt kommt. Das heißt darüber kann zum Beispiel ein Pilot oder ein Techniker beschreiben, wie ein Flugzeug gerade in der Luft liegt. Heading beschreibt dabei die Blickrichtung praktisch oder die Lage der Nase des Flugzeugs, also ob das Flugzeug zum Beispiel nach links oder nach rechts schaut, oder fliegt besser gesagt. Und das können wir auch hier ganz gut beobachten, wenn ich die Werte jetzt alle einfach mal hier auf 0 setze und danach über Anwenden das übertragen lasse. Und ich ziehe das hier mal über diesen orangenen Knubbel etwas in die Länge. Wir lernen noch, was das für Teile sind. Und wir stellen uns mal vor, das wäre jetzt die Flugzeugkabine, hier vorne dieser Knubbel, das wäre die Nase des Flugzeugs. Und ich benutze jetzt mal das grüne Band, weil das Flugzeug jetzt nach links oder nach rechts wiegen soll. Und Sie sehen, das ist genau dieser Heading-Wert. Also Heading gibt die Flugrichtung unseres Flugzeugs an. Dann haben wir den sogenannten Pitch. Der Pitch ist die Steigung des Flugzeugs, ob das Flugzeug jetzt gerade startet oder landet, ob es nach oben oder nach unten geht. Das ist der zweite Wert. Und dann gibt es das sogenannte Rollen um die Längsachse, das nennt man hier Banking. das ist praktisch die Rotation hier um das blaue Band. So kann man sich das ein bisschen vielleicht besser vorstellen, wenn man sich das so als Flugzeug denkt. Und diese drei Werte ergeben dann im Prinzip nachher die Enstellung. Das hat so ein bisschen das Problem, haben wir gerade schon gesehen, dass wenn ich eine etwas komplexere Ausgangslage habe, sich ab einer gewissen Stellung des Objekts, wenn ich dann um ein Band präzise drehen möchte, wie hier zum Beispiel das grüne, dass dann plötzlich drei Werte sich hier verändern, weil das eine interne Umrechnung da in Gang setzt, da wir ja eben keine Reihenfolge mehr haben, keine Gewichtung zwischen diesen Werten, sondern es automatisch ausgerechnet wird, wie sich die Werte verändern müssen, damit eben für Heading, Pitch und Bank Werte herauskommen, die genau immer zu dieser Endstellung des Objekts führen. Das heißt, wenn ich jetzt hier präzise um einen Winkel drehen möchte um ein Band, und ich habe schon so eine komplexe Endstellung, dann kommt diese Rubrik hier ins Spiel, die wir in den Koordinaten finden können jedes Objekts, die sogenannte Eingefrorene Transformation. Und damit kann man derartig komplexe Winkel im Prinzip einfrieren, für uns unsichtbar machen. Wenn wir das jetzt hier mal einfrieren lassen, den Winkel, dass man hier sagt W einfrieren, dann tauchen jetzt hier genau diese drei Winkel auf. Aber das Schöne ist, hier oben haben wir jetzt plötzlich überall 0 Grad stehen. Und das ist der Unterschied zwischen diesen beiden Einstellungen im Koordinaten-Manager. Hier gibt es einmal relative und einmal absolute Koordinaten. Das heißt, wenn ich jetzt auf die relativen umschalte, das waren ja die, die ich hier immer oben in dieser normalen Rubrik lesen konnte. Sie sehen, das ist jetzt plötzlich alles 0, 0, 0, obwohl das Objekt ja ganz eindeutig nicht einen 0-Winkel hat auf allen Richtungen. Und das liegt daran, dass er sich diese absoluten Werte; die ich hier nach wie vor sehen kann, wenn auf absolut umschalte, da ist praktisch die absolute Neigung des Objekts immer noch zu sehen; dass die sich praktisch gemerkt werden im Hinterkopf von Cinema 4D. Der Vorteil ist einfach, ich kann jetzt hier ganz präzise wieder mit einem Wert arbeiten, drehen dann tatsächlich auch nur das eine Band, könnte jetzt hier eben 16 Grad oder sowas eintragen, und muss mich um diese Umrechnung in diese drei Werte gar nicht kümmern. Das ist der Vorteil von dem Einfrieren. Und dieses Einfrieren wird meistens nur für Winkel gebraucht. Ich kann es zwar auch für die anderen Komponenten, also für Größe und Position verwenden, aber bei Winkeln macht es den meisten Sinn, weil wir da diesen komplexen Zusammenhang haben zwischen den drei Werten. Das heißt, immer wenn Sie da komplexe Drehungen haben, können Sie die mal kurz hier einfrieren lassen und haben dann hier oben wieder die Möglichkeit, mit sauberen Winkeln zu hantieren, um eine präzise Drehung um ein bestimmtes Band zusehen. Am Ende, wenn Sie dann die gewünschte Stellung haben, kann man hier sagen Einfrieren für alle aufheben. Dann wird das einfach wieder zusammengerechnet mit dem neuen Wert. Und Sie sehen, die Endstellung ist jetzt die gleiche, aber dieses Zusammenrechnen wird praktisch automatisch hier erfolgen und in dem Moment haben Sie dann natürlich hier wieder für Rel und Abs die gleichen Werte jeweils. Da macht es dann wieder keinen Unterschied. So weit zu der Funktion Eingefrorene Transformation, die wir hier auch in der Koordinaten-Rubrik der Objekte finden können und die hier unter anderem für Rel und Abs auch noch im Koordinaten-Manager abgerufen werden kann.

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10 Std. 2 min (70 Videos)
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Erscheinungsdatum:17.10.2014
Laufzeit:10 Std. 2 min (70 Videos)

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