Tornando-se profissional em Blender 3D/Coordenadas espaciais no Blender

Figura 1: Objetos no espaço tridimensional. No centro do sistema de coordenadas está a origem da coordenada mundial.

Uma coisa é compreender os conceitos do 3D, outra é saber como este conceito é implementado no Blender!

Como você já aprendeu, a localização de um objeto em um espaço tridimensional é definido por três descritores (geralmente números). Estes três números compõem o que é chamado de coordenadas de localização.

O Blender usa a seguinte convenção: No centro do espaço de coordenadas está a sua origem, o ponto zero. A distância desde o ponto zero, nas três direções ortogonais, é usada para localizar um objeto. As três direções são chamadas de eixos X, Y e Z e são indicados, respectivamente, pelas cores vermelho, verde e azul. Vista de frente, o eixo X (vermelho) aponta para a direita, o eixo Y (verde) aponta para dentro do monitor, e o eixo Z (azul) aponta para cima.

Coordenadas local e global

O sistema de coordenadas descrito acima no espaço de coordenadas do Blender, é geralmente chamado de Sistema de Coordenadas Global', embora nós provavelmente devesse-mos nos referir a ele como o 'Sistema de Coordenadas Mundial. O Sistema de Coordenadas Mundial tem uma origem fixa e uma orientação fixa, mas podemos vê-lo de ângulos diferentes, quando começamos a rodar ou percorrer o espaço do mundo.

As coordenadas no Sistema de Coordenadas Mundial seriam totalmente suficientes, em princípio, se estivéssemos trabalhando apenas com objetos com um único vértice. Mas um objeto, como a Taça mostrada na fig. 1, pode consistir de qualquer número de vértices (neste caso, a taça tem 171 vértices). Por isso, é muito mais prático introduzir um segundo sistema de coordenadas: o Sistema de Coordenadas Local. Os vértices de que a taça é constituída são definidos no Sistema de Coordenadas Local. A origem do Sistema de Coordenadas Local é chamado de centro do objeto, mas não é, necessariamente, localizado no centro físico do objeto. Se você girar ou mover o objeto, sua forma permanece inalterada, pois a orientação do sistema de coordenadas local do objeto é fixa em relação ao próprio objeto, isto é, move-se juntamente com o mesmo.

Um objeto tridimensional é definido:

• Pelos vértices em relação ao seu Sistema de Coordenadas Local
• Pela localização do centro do objeto
• Pela rotação das coordenadas locais em relação às coordenadas globais

Coordenadas globais de objetos com pais

Figura 1b: Um objeto-pai serve como a origem das coordenadas globais para o objeto-filho. O filho é a xícara, a orientação de seu pai é mostrada com as setas coloridas.

Animação dos objetos acima

Se um objeto tem um chamado pai, o centro de seu Sistema de Coordenadas Global não é mais a posição 0/0/0 do Sistema Mundial, mas o centro do objeto-pai. A orientação das coordenadas globais é agora a orientação das coordenadas do objeto-pai.

Portanto, se você mover o pai, seu filho é movido também (sem alterar as coordenadas do filho). Se você girar o pai, o filho também é girado. É desta forma que são animadas as rotações junto aos eixos arbitrários.

Na fig. 1B a Taça é um objeto-filho do cruzamento de coordenadas à direita. O objeto-filho não tem rotação local em si mesmo. O cruzamento de coordenadas à direita tem, ele mesmo, um pai invisível. É pai e filho ao mesmo tempo. O cruzamento de coordenadas à direita é girado ao redor de seu eixo global Z, a inclinação em relação ao eixo mundial é criada pela existência do objeto-avô invisível.

Vista de coordenadas

Figura 2: Visão das coordenadas e plano de projeção

Levando em conta o espectador da cena, há um outro espaço de coordenadas: a vista de coordenadas. Na fig. 2 o espectador é simbolizado pela câmera. O eixo Z (azul) da vista de coordenadas sempre aponta diretamente para o espectador, em projeção ortográfica. O eixo X (vermelho) aponta para a direita, o eixo Y (verde) aponta para cima (Fig. 3.).

Figure 3: Visão das coordenadas em vista direta

De fato, voce sempre irá trabalhar nesta vista de coordenadas padrão, caso não a configure de outra maneira. Isto é particularmente útil se você escolher a orientação de sua vista de coordenadas antes da modelagem de algo. Por exemplo, se um objeto tem um telhado inclinado no qual se pretende criar uma janela, seria muito complicado desenhar esta janela alinhada ao sistema de coordenadas deste objeto. Mas se você primeiro alinhar a sua vista de coordenadas para o telhado inclinado, você poderá facilmente desenhar a janela alinhada ao sistema de coordenas deste objeto.

Se você trabalha em uma das três vistas padrões (Frontal / Superior / Lateral) o alinhamento da vista se encaixa com as coordenadas do Sistema Mundial, por isso é muito natural a modelagem em uma destas vistas e muitas pessoas consideram ser esta a melhor maneira de modelar.

Coordenada Normal

Figura 4: Espaço para coordenadas normais de faces. A Normal é mostrada em azul.

Embora o Blender seja um programa 3D, apenas as faces são visíveis e não as suas orientações. As orientações das faces são importantes por muitas razões. Por exemplo, na nossa vida diária, parece bastante óbvio que um livro encontra-se deitado sobre uma mesa plana. Deduzimos, então, que a superfície da mesa e a do livro sejam paralelas entre si. Se colocarmos um livro sobre uma mesa em um programa 3D, não existe nenhum mecanismo que posicione as superfícies dos dois objetos como paralelas. Temos que garantir isso nós mesmos.

A orientação de uma face pode ser obtida com a ajuda de uma normal de superfície. Ela sempre é perpendicular à superfície para a qual solicitamos. Se várias faces são selecionadas, a normal resultante é a média das normais de cada face única. Na fig. 4 estão desenhadas as coordenadas normais das faces visíveis.

Este conceito pode ser aplicado aos pontos individuais sobre um objeto, mesmo que estes pontos em si não tenham nenhuma orientação. A normal de um ponto é a média das normais das faces adjacentes.

Figura 5: Coordenadas normais para as bordas

A definição da normal é mais prática para as bordas: a normal caminha ao longo da borda ( 'Fig. 5.'). Por exemplo, se você quiser dobrar um objeto ao longo de sua borda, você simplesmente tem que dobrá-lo ao longo da sua normal.