Aeroplane/de

Erste Schritte
Wir arbeiten in diesem Tutorial mit dem Arbeitsbereich Part - wählen Sie es im Menü unter Ansicht > Arbeitsbereich > Part aus.


 * Erstellen Sie ein neues Dokument.
 * Wechsel Sie in die axonometrische Ansicht (0-Taste auf Nummernpad).
 * Schalten Sie das Achsenkreuz ein (Menü: Ansicht > Achsenkreuz ein/ausblenden).
 * Stellen Sie sicher, dass auf der linken Seite die Combo-Ansicht zu sehen ist.


 * Erstellen Sie einen Zylinder, indem Sie auf die Schaltfläche Zylinder [[Image:Part_Cylinder.png|24px]] klicken.
 * Wählen Sie den Zylinder durch einen Klick darauf aus.
 * Öffnen Sie unten in der Combo-Ansicht den Tab "Daten"

Ändern Sie die Höhe in 20 mm und den Radius in 2 mm.

Klicken Sie auf Placement, damit eine Schaltfläche mit drei Punkten erscheint. Diese Schaltfläche muss nun angeklickt werden, um eine neue Ansicht im Tab "Aufgaben" zu öffnen. (Alternativ über das Menü Bearbeiten > Placement).



Wenn Sie bisher noch nicht mit den drei Achsen XYZ vertraut sind, dann können Sie nun mit den angezeigten Zahlen in der Box "Verschiebung" spielen, um dies nachzuholen. Anschließend sollte alles wieder mit der Schaltfläche "Zurücksetzen" rückgängig gemacht werden.

Weitere Schritte


Wir werden den Zylinder nun so drehen, dass seine Symmetrieachse in Richtung der X-Achse zeigt. Um dies zu erreichen, müssen wir ihn um die Y-Achse drehen. In der Box "Drehung" sollte dafür die Option Rotationsachse mit Winkel ausgewählt sein. Bei der darunter wählbaren Achse muss die Y-Achse ausgewählt werden und der Winkel muss bis auf 90° erhöht werden.

Bei Bedarf kann nun die Ansicht gedreht und verschoben werden, um die Naht des Zylinders sichtbar zu machen.



Wir werden nun einen Quader hinzufügen und verändern, also klicken Sie auf die Schaltfläche Würfel. Wählen Sie den eingefügten Würfel nun im Modellbaum aus und ändern Sie die Höhe in 1 mm, die Länge in 5 mm und die Weite in 20 mm.

Wechseln Sie, wie zuvor beim Zylinder, in die Ansicht zum Verschieben und Drehen des Objektes und geben Sie in die Box "Verschiebung" die Werte Y:-10 und Z:-1 ein. Klicken Sie anschließend auf OK.

Wir werden nun beide Objekte miteinander verschmelzen, indem wie eine Bool'sche Operation anwenden. Klicken Sie dazu auf die Schaltfläche Boolesche Operation. Es sollte anschließend eine neue Ansicht zu sehen sein.

Stellen Sie sicher, dass oben die Vereinigung aktiviert ist und dass der Zylinder und die Box in jeweils einer der beiden Listen aktiviert sind. Klicken Sie auf Anwenden und auf Schließen. Das Ergebnis sollte ein einziges Objekt namens "Fusion" im Modellbaum sein.



Lass uns noch einen weiteren Quader einfügen, um das Modell zu vervollständigen. Erstellen Sie wie zuvor einen Würfel, wählen Sie ihn im Modellbaum aus und ändern Sie die Höhe in 5 mm, die Länge in 3 mm und die Weite in 1 mm. Zusätzlich muss der neue Quader um -0.5 mm in Y-Richtung verschoben werden.

Wiederum wollen wir das neue Objekt mit den alten verschmelzen. Wählen Sie dazu beide Objekte ("Fusion" und "Würfel001") im Modellbaum bei gedrückter Strg-Taste aus und klicken Sie auf die Schaltfläche Vereinigung. Das Resultat sollte eine neues Objekt namens "Fusion001" sein.

Sie haben nun ein einfaches Modell eines Flugzeugs. Mit einem Rechtsklick auf "Fusion001" können Sie es in "Flugzeug" umbenennen.



Meiner Ansicht nach müssen die Flügel noch etwas weiter nach vorne verschoben werden. Beim Auswählen des Flugzeugs und ändern der X-Koordinate verschiebt sich jedoch das ganze Objekt.

Öffnen Sie die Hierarchie des Objekts "Flugzeug" mit einem Klick auf den grauen Pfeil links neben dem Objekt im Modellbaum und dasselbe wiederholen Sie für das Objekt "Fusion".

Klicken Sie auf "Würfel" und wechseln Sie anschließend in die Placement-Ansicht zum Verschieben und Drehen des Objektes. Beachten Sie, dass Y:-10 und Z:-1 bei der Verschiebung eingetragen sind. Der Wert für X muss noch in X:3 mm geändert werden und mit einem Klick auf Anwenden wird die Ansicht aktualisiert. Das Ergebnis sieht schon viel besser aus. Klicken Sie auf OK.



Drehungen
Klicken Sie auf das Objekt "Flugzeug" und wechsel Sie wieder in die Ansicht Placement. In der Box "Rotation" muss nun die Option Euler Winkel ausgewählt werden, denn diese vereinfachen die nachfolgenden Schritte.

Gierung ist die Drehung um die Z-Achse, also eine Drehung von links nach rechts. (Der Gierungswinkel ist der Winkel Psi ψ).

Steigung ist die Drehung um die Y-Achse, also nach oben und nach unten. . (Der Steigungswinkel ist der Winkel Phi φ)

Roll ist die Drehung um die X-Achse, also das Absenken eines Flügels und gleichzeitiges Erhöhen des anderen Flügels. (Der Rollwinkel ist der Winkel Thêta θ).

Es gibt jedoch auch hier einige wichtige Sachen, die man in Erinnerung behalten sollte:


 * Positive Drehungen sind im Uhrzeigersinn, wenn man vom Koordinatenursprung in Richtung einer positiven Achse blickt. Oder anders ausgedrückt: Positive Drehungen sind gegen den Uhrzeigersinn, wenn man von der positiven Achse auf den Koordinatenursprung blickt.


 * Obwohl die drei Bezeichnungen Gierung, Nicken und Rollen sind, stimmt das nicht wirklich. Gierung, Nicken und Rollen sind Referenzen zu den "Rumpfkoordinaten" eines Objekts im 3D-Raum. Die Bezeichnungen sollten Kurs, Höhe und Kurvenlage sein oder sogar Drehwinkel, Neigung und Querneigung, weil sie sich tatsächlich auf die "Raumkoordinaten" des 3D-System beziehen. Dies sind die "Tait-Bryan-Winkel". Mehr Informationen finden Sie unter bzw..


 * Bei dem Flugzeug in seiner gegenwärtigen Position gelten einfache Regeln. Gierung ist die Rotation um die Z-Achse, also links und rechts. Nicken ist Rotation um die Y-Achse, also Nase hoch und runter. Rollen ist Rotation um die X-Achse, also Flügel auf und ab. Das stimmt für den Anfang, aber später ist das nicht mehr zutreffend!

Spielen Sie ein wenig mit den YPR-Zahlen. Sie brauchen die Werte nur um ein paar Grad zu ändern, um ein Gefühl dafür zu bekommen. Setzen Sie sie zurück, wenn Sie fertig sind.

Jetzt werden wir sehen, warum die Gieren-Nicken-Rollen-Bezeichnungen nicht wirklich zutreffen. Ändern Sie den Rollen-Wert auf 90°. Gieren sollte die Nase des Flugzeugs hoch und runter bewegen und Nicken sollte es hin und her bewegen "von außerhalb des Flugzeugs gesehen", was uns Position betrifft. Stimmt das? Nein! Nicken ändert das Gieren und Gieren ändert das Nicken. Ok, zurücksetzen.

Eine bessere Beschreibung von Rotationen ist, dass Gieren Ihre geografische Länge (longitude) verändert, Nicken Ihre geografische Breite (latitude) und Rollen die Richtung (Nord, Süd, Ost, West), in die Sie fliegen. Oder Sie lesen Axes conventions (en) für weitere Beschreibungen.

Ok, zurück zum Thema. Ändern Sie Gieren auf 45° und Nicken auf -30°. Klicken Sie auf OK zur Ausführung der Operation. Gehen Sie zurück zur Placement Task und schauen Sie auf die Rotationsbox. Sie ist zurückgekehrt zu 'Rotation axis with angle' und zeigt einige merkwürdige Achsen- und Winkelwerte. Meine hatte Achsenwerte: (0.219493,-0.529904,0.819161) und Winkel: 53.65°. Die drei Werte in Klammern sind die XYZ-Komponenten eines Einheitenvektors im 3D-Raum. Das ist die Achse, um die unser ursprüngliches Flugzeug zu unserem endgültigen Flugzeug gedreht wurde. Der Winkel gibt an, wie sehr es gedreht wurde. Clever, oder, aber nicht sehr freundlich! Es war Euler, der zeigte, dass Sie eine Reihe von XYZ-Rotationen zusammenfassen können in eine Rotation über eine Achse.

Hier gibt es weitere Vorschläge für das Spielen mit dem Flugzeug:


 * Ändern Sie die Z-Lokation (und bestätigen Sie), ändern Sie dann die YPR-Werte und schauen Sie sich die Auswirkung an. Dann versuchen Sie, die X- und Y-Lokation und die Rotation zu ändern.
 * Ändern Sie das X-Zentru (und bestätigen Sie), ändern Sie dann die YPR-Werte und schauen Sie sich die Auswirkung an. Dann versuchen Sie, die Y- und Z-Zentren und die Rotation zu ändern.

Ich hoffe, dass dieses kleine Tutorial Ihnen geholfen hat, ein Gefühl für Rotationen zu bekommen.