Иллюстрированный самоучитель по цифровой графике

Рабочее пространство. Системы координат.

Определение "трехмерная" в названии этой главы заставляет пристальнее взглянуть на рабочее пространство, которым оперируют соответствующие программные средства. Понятно, что традиционная 2D-плоскость рисунка (как, например, в графических редакторах CorelDRAW, Adobe Illustrator или Macromedia FreeHand) для этой цели не подходит. В данном случае потребуется такое описание рабочего пространства, в котором можно создавать не только геометрическую форму моделируемых трехмерных объектов, но и их взаимное расположение как в статике, так и в движении.

Системы координат

Все программы 3D-графики, прежде всего, позволяют использовать декартову (картезианскую) систему координат (Cartesian coordinate system) (рис. 13.1), которую мы уже упоминали выше.

Более подробно о декартовой системе координат см. в части III.

В этой системе координат положение произвольной точки Р в пространстве задается тремя вещественными числами (координатами), обозначающими перпендикулярные проекции этой точки на три фиксированные, взаимоперпендикулярные, градуированные линии, называемые осями координат.

Иллюстрированный самоучитель по цифровой графике › Трехмерная графика › Рабочее пространство. Системы координат.
Рис. 13.1. Картезианская система координат

Обычно эти три оси координат (coordinate axis) обозначаются как ось х (абсцисса), ось у (ордината) и ось z (аппликата), а отложенные на них координаты точки записываются как (х, у, z).

Точка с координатами (0, 0, 0) называется началом системы координат (origin).

Также надо заметить, что существует два варианта таких прямоугольных систем координат: правосторонняя и левосторонняя. Чтобы разобраться в них, достаточно нарисовать на листе бумаги ось х горизонтально (положительные значения отложены справа от начала координат), а ось у вертикально (положительные значения сверху от начала координат). Теперь, если на оси z, проведенной перпендикулярно плоскости листа, положительные значения идут от листа к зрителю, то это правосторонняя система координат. В противном случае система координат – левосторонняя.

Реже, но все же достаточно часто, используются две другие системы координат: полярная цилиндрическая система координат (polar cylindrical coordinate system) и полярная сферическая система координат (polar spherical coordinate system).

В цилиндрической системе координат (рис. 13.2) положение точки в пространстве также описывается тремя координатами (r, 0, z):

  • r – это расстояние от начала координат (точки 0) до проекции точки Р на плоскость ху;
  • 0 – это угол между фиксированной плоскостью xz и полуплоскостью, проходящей через точку Р и ось z,
  • z – расстояние от точки Р до плоскости ху.
Если Вы заметили ошибку, выделите, пожалуйста, необходимый текст и нажмите CTRL + Enter, чтобы сообщить об этом редактору.