Placement/es

Introducción
nota de traducción: en esta página pretendemos mantener la siguiente correspondencia entre términos ingles-español

placement     emplazamiento

attitude      orientación

position      posición

Hasta la etapa final de aceptación de la traducción no sustituiremos los términos originales en inglés por sus equivalentes en español.

Placement es el modo en que FreeCAD especifica la position y la attitude (orientacion) de un objeto en el espacio. Placement puede ser especificado de varias formas y manipulado a través de scripting, el panel de Propiedades o el diálogo Placement (Edit menu).

Accediendo al Atributo Placement (emplazamiento)
El atributo Placement (emplazamiento) de un objeto puede ser visto y modificado de 3 maneras:







Angulo, Eje y Posición
Placement = [Angle, Axis, Position]

Angle, Axis and Position
Placement = [Angle, Axis, Position]

The primera forma de Placement define la situación de un objeto en el espacio con una Position, y describe su orientacion como una simple rotación alrededor de un eje. Angle = r es un número que indica la magnitud de la rotación del objeto alrededor del eje. Se introduce en grados sexagesimales, pero internamente se almacena en radianes.

Axis = (ax,ay,az) es un vector que describe el eje de rotación (ver Nota sobre eje de rotación). Ejemplos: (1,0,0)      ==> giro respecto al eje X (0,1,0)      ==> giro respecto al eje Y (0,0,1)      ==> giro respecto al eje Z (0.71,0.71,0) ==> giro respecto a la recta y=x, z=0 Position = (x,y,z) es un Vector que describe en coordenadas globales el punto (base) de referencia del objeto. Note que en los scripts, Placement.Base se usa para indicar la componente Position de un placement. En el editor de propiedades, a ese valor se le llama "Position".

Position y (rumbo, asiento y escora) (Yaw, Pitch and Roll)
Placement = [Position, Yaw-Pitch-Roll]

La segunda forma de Placement define la localización de un objeto en el espacio con una Position (como en la forma primera), pero describe su orientacion usando los ángulos de rumbo, asiento y escora (Yaw, Pitch and Roll) (Yaw, Pitch, Roll). A esto ángulos también se los denomina ángulos de Euler o de Tait-Bryan(Euler angles). Yaw, Pitch and Roll son términos usados en aviación (y navegación) para indicar la orientación (o attitude) de un cuerpo.

Position = (x,y,z) es un Vector que describe las coordenadas globales del punto de referencia del objeto.

Yaw-Pitch-Roll = (y,p,r) es una terna o tripleta que especifica la attitude del objeto. Los valores de y,p,r  indican grados sexagesimales de rotación respecto a cada uno de los ejes del sistema de referencia z,y,x (ver nota).

App.Rotation(10,20,30) = Euler Angle

Yaw = 10 degrees (Z)

Pitch = 20 degrees (Y)

Roll = 30 degrees (X)

Yaw is the rotation about the Z axis, that is to say a rotation from left to right. (The yaw angle is the Psi ψ).

Pitch is rotation about the Y axis, that is to say nose-up and nose-down. (The Pitch angle is the Phi φ).

Roll is rotation about the X axis, that is to say wing up and down. (The Roll angle is the Thêta θ).

Matrix
Placement = Matrix

La tercera forma de Placement define la posición y orientación de un objeto en el espacio con una matriz de dimensiones 4x4 que representa una transformación afín (Affine Transformation).

Matrix =

((r11,r12,r13,t1),   (r21,r22,r23,t2),    (r31,r32,r33,t3),    (0,0,0,1)), with rij specifying rotation and ti specifying translation.

((r11,r12,r13,t1),   (r21,r22,r23,t2),    (r31,r32,r33,t3),    (0,0,0,1)), donde rij indican rotación y ti indican translación.

El diálogo Placement
The Placement Dialog es llamado desde el menu Edit. Se usa para rotar/trasladar los objetos con precisión. Tambien se usa cuando necesitamos crear un sketch (croquis) en un plano "no standard" o cambiar la orientación del plano del croquis a otro plano. La sección Translation ajusta la localización del objeto en el espacio. La sección Center ajusta el eje de rotación a uno que no pasa por el punto de referencia del objeto. La sección Rotation ajusta el ángulo (o ángulos) de rotación, y el modo de especificar esos ángulos. Marcar la casilla de selección aplica cambios incrementales sobre el placement (emplazamiento) del objeto es útil cuando las translations/rotations han de ser hechas respecto a las position/attitude actuales del objeto, en lugar de las position/attitude originales. Marcando esa casilla se resetea a cero los campos de entrada del cuadro de diálogo, aunque no cambia la orientation or location del objeto. Datos introducidos posteriormente cambian la orientation/location, pero se aplican a la posición actual del objeto.

Ejemplos
Rotations alrededor de un solo eje:

Antes de la Rotation (visto desde arriba)

Después de Rotation respecto a Z (top view)

Después de Rotation respecto a y=x (vista desde la derecha)

Rotation con centro de giro desplazado:

antes de la Rotation (top view)

Después de Rotation respecto a Z (vista en planta)

Rotation usando ángulos de Euler:

Antes Rotation

Despues Rotation

Placement.Base vs Shape Definition
Placement no es la única manera de definir la posición de una forma en el espacio. Observa la consola de Python en esta imagen:



Los 2 cubos tienen el mismo valor de Placement, pero están en diferentes locations! Esto es así porque las 2 formas están definidas por vértices diferentes. Para las 2 formas de la ilustración superior:

>>> ev = App.ActiveDocument.Extrude.Shape.Vertexes >>> for v in ev: print v.X,",",v.Y,",",v.Z ...   30.0,30.0,0.0 30.0,30.0,10.0 40.0,30.0,0.0  40.0,30.0,10.0  40.0,40.0,0.0  40.0,40.0,10.0  30.0,40.0,0.0  30.0,40.0,10.0  >>> e1v = App.ActiveDocument.Extrude001.Shape.Vertexes >>> for v in e1v: print v.X,",",v.Y,",",v.Z ...   0.0,10.0,0.0 0.0,10.0,10.0 10.0,10.0,0.0  10.0,10.0,10.0  10.0,0.0,0.0  10.0,0.0,10.0  0.0,0.0,0.0  0.0,0.0,10.0  >>> Los Vértices (or Vectors) que define la forma usan el atributo Placement.Base como su origen. Así, si quieres mover una forma 10 unidades a lo largo del eje X, puedes añadir 10 a la coordenada X de todos los Vértices o, alternativamente, puedes establecer Placement.Position a (10,0,0).

Usar "Center" para controlar el eje de rotación
Por defecto, el eje de rotación no es realmente el eje x/y/z. Es una linea paralela al eje seleccionado, pero pasando por el punto de referencia (Placement.Base) del objeto que va a ser rotado. Ese comportamiento puede ser cambiado usando los campos Center en el diálogo Placement o, en scripts, usando el parámetro Center del constructor FreeCAD.Placement.

Por ejemplo, supongamos que tenemos un bloque (ver ilustración debajo) en las coordenadas (20,20,10).

Queremos girarlo sobre su propio eje vertical (es decir el eje Z "local"), pero manteniéndolo en el mismo lugar. Podemos conseguirlo facilmente indicando como valor de Center las coordenadas del punto central del bloque, que son (25,25,15).

En un script, haríamos así: Same script with the file example RotateCoG2.fcstd (discussion on the forum)

Notas

 * Ejes y ángulo también pueden expresarse como un quaternion.
 * El punto de referencia de un objeto (FreeCAD.Placement.Base) puede ser distinto, según el objeto de que se trate. Ejemplos para algunos objetos usuales:

Versiones

 * A partir de la version 0.13, la modificación de las propiedades de Placement desde la pestaña Data ha sido desactivada para objetos creados con el entorno PartDesign, salvo para el sketch inicial a partir del cual se creó el sólido. En consecuencia, el Placement de un sólido creado en PartDesign a partir de un sketch solo puede ser modificado ajustando los parámetros Placement del sketch inicial de construcción (el primer sketch, desde el que se creó el sólido).


 * La funcionalidad Placement será manejada eventualmente en el entorno Assembly workbench.

Mas

 * El tutorial: Aeroplane trata ampliamente los mecanismos de modificación del Placement de un objeto.
 * Puede encontrarse una explicación detallada, paso a paso, del diálogo Placement aquí: Tasks_Placement.

Issues

 * As of version 0.13, update of Placement properties in the Data tab has been disabled for objects created with PartDesign, except for the initial sketch from which the solid will be created. Therefore the Placement of a solid created in PartDesign from a sketch can only be altered by adjusting Placement parameters of the initial construction sketch (the first sketch) from which the solid was created.
 * Placement functionality will eventually be handled in the Assembly workbench.

More

 * This tutorial: Aeroplane covers the mechanics of changing an object's Placement extensively.
 * A step-by-step explanation of the Placement Dialog can be found here Tasks_Placement.