Placement/de: Difference between revisions

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'''Platzierung''' ist wie FreeCAD den Standort und die Lage (Orientierung) eines Objekts im Raum angibt. Die Platzierung kann in vielfältigen Formen angegeben und über [[Python_scripting_tutorial#Vectors_and_Placements/de|Skripten]], den Eigenschaftenbereich oder den '''Platzierung'''sdialog ('''Bearbeiten''' Menü) bearbeitet werden.
====Zugriff auf das Platzierungsattribut===
Auf die Platzierungsattribute eines Objekts kann auf 3 Arten zugegriffen und verändert werden:


<span id="Overview"></span>
[[Image:PlacementPropertiesv10-800x800.png|frame|left|Platzierung im Eigenschaftenpaneel]]
==Übersicht==

Mit '''Positionierung''' legt FreeCAD die Lage (Position) und die Ausrichtung (Orientierung) eines Objekts im Raum fest. Die Positionierung kann in verschiedenen Formen angegeben und über [[Python_scripting_tutorial/de#Vektoren_und_Positionierungen|Skripte]], den [[Property_editor/de|Eigenschafteneditor]] oder durch Auswahl von {{MenuCommand|Bearbeiten → Positionierung...}} zum Öffnen des Aufgabenbereichs [[Std_Placement/de|Positionierung]] verändert werden.

<span id="Accessing_the_Placement_Attribute"></span>
===Zugriff auf das Positionierungsattribut===

Auf die Positionierungsattribute eines Objekts kann auf 3 Arten zugegriffen und diese verändert werden:

[[Image:PlacementPropertiesv10-800x800.png|frame|left|Positionierung im Eigenschafteneditor]]
{{clear}}
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[[Image:PlacePyConv10.png|frame|left|Skriptplatzierung als y/p/r und Matrix und seine [[Placement_API/de|API]].]]
[[Image:PlacePyConv10.png|frame|left|Skriptpositionierung als y/p/r und Matrix und ihre [[Placement_API/de|API]].]]
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[[Image:PlacementDialogv10.png|frame|left|Platzierungsdialog Rotationsachse mit Winkel]]
[[Image:PlacementDialogv10.png|frame|left|Aufgabenbereich Positionierung]]
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==Formen der Platzierung==
Die Platzierung wird intern als eine Position und eine Rotation (Drehachse und Winkel in ein Quaternion umgewandelt [https://en.wikipedia.org/wiki/Quaternions_and_spatial_rotation Quaternionen und räumliche Rotation], [https://de.wikipedia.org/wiki/Quaternion Quaternionen]) gespeichert. Während es mehrere Formen gibt, um eine Rotation festzulegen, z.B. mit einem Rotationszentrum, wird dies nur zur Beeinflussung der Rotationsberechnung verwendet und nicht für spätere Operationen gespeichert. Wenn eine Drehachse von (1,1,1,1) angegeben ist, kann sie ebenfalls normalisiert werden, wenn sie im Quaternion gespeichert ist und als (0.58, 0.58, 0.58, 0.58, 0.58) erscheinen, wenn das Objekt später durchsucht wird.


<span id="Forms_of_Placement"></span>
=== Winkel, Achse und Position===
==Formen der Positionierung==
'''Platzierung = [Winkel, Achse, Position]'''


Die Positionierung wird intern als eine Position und eine Drehung (Drehachse und Winkel in ein Quaternion [https://en.wikipedia.org/wiki/Quaternions_and_spatial_rotation Quaternionen und räumliche Rotation] umgewandelt) gespeichert. Während es mehrere Formen gibt, um eine Drehung festzulegen, z.B. mit einem Rotationszentrum, wird dies nur zur Beeinflussung der Drehungsberechnung verwendet und nicht für spätere Operationen gespeichert. Wenn eine Drehachse von (1,1,1,1) angegeben ist, kann sie ebenfalls normalisiert werden, wenn sie im Quaternion gespeichert ist und als (0.58, 0.58, 0.58, 0.58, 0.58) erscheinen, wenn das Objekt später durchsucht wird.
Die erste Form der '''Platzierung''' fixiert die Position eines Objekts im Raum und beschreibt seine Ausrichtung als eine einzige Drehung um eine Achse.

<span id="Angle,_Axis_and_Position"></span>
'''Winkel = r''' ist ein Skalar, der den Grad der Drehung des Objekts um die Achse anzeigt. Wird zwar als Grad eingegeben, wird aber intern als Bogenmaß gespeichert.
===Winkel, Achse und Position===

'''Positionierung = [Winkel, Achse, Position]'''

Die erste Form von '''Positionierung''' legt die Lage eines Objekts im Raum mit einer Position fest und beschreibt seine Orientierung als eine einzelne Drehung um eine Achse.

'''Winkel = r''' ist ein Skalar, der den Betrag der Drehung des Objekts um '''Achse''' angibt. Er wird in Grad eingegeben, aber intern als Bogenmaß gespeichert.


'''Achse = (ax,ay,az)''' ist ein Vektor, der eine Drehachse beschreibt (siehe Hinweis zur Drehachse). Beispiele sind:
'''Achse = (ax,ay,az)''' ist ein Vektor, der eine Drehachse beschreibt (siehe Hinweis zur Drehachse). Beispiele sind:
(1,0,0,0) ==> um die '''X'''-Achse.
(0,1,0) ==> um die '''Y'''-Achse.
(0,0,1) ==> um die '''Z'''-Achse
(0.71,0.71,71,0) ==> um die Linie '''y=x'''.


(1,0,0) ==> um die '''X''' Achse
Beachte, dass es auch möglich ist, ein Objekt entlang dieser Drehachse (Axialbewegung) zu verschieben (bewegen), indem Du den Bewegungsabstand in der Axialspinbox eingibst und auf die Schaltfläche Apply axial klickst. (Eine Möglichkeit, sich eine axiale Bewegung vorzustellen, ist, an ein Flugzeug zu denken, bei dem sich ein Propeller auf der Nase dreht - der Propeller dreht sich um eine Drehachse, während sich das Flugzeug entlang derselben Achse bewegt.) Die Werte im Vektor können als die relative Bewegungsgröße betrachtet werden, die in dieser Richtung angewendet wird. So wird beispielsweise im Fall y=x (0.71,0.71,71,0) der in der Axialspinbox enthaltene Wert gleichermaßen auf die X- und Y-Richtung angewendet, aber es findet keine Bewegung in der Z-Richtung statt.
(0,1,0) ==> um die '''Y''' Achse
(0,0,1) ==> um die '''Z''' Achse
'''Position = (x,y,z)''' ist ein Vektor, der den Punkt beschreibt, von dem aus die Geometrie des Objekts berechnet wird (in Wirklichkeit ein "lokaler Ursprung" für das Objekt). Beachten Sie, dass in Skripten Placement.Base verwendet wird, um die Positionskomponente einer Platzierung zu bezeichnen. Der Eigenschaftseditor ruft diesen Wert "Position" und der Positionierungsdialog nennt ihn "Translation".
(0.71,0.71,0) ==> um die Linie '''y=x'''


Beachte, dass es auch möglich ist, ein Objekt entlang dieser Drehachse (Axialbewegung) zu verschieben (bewegen), indem du den Bewegungsabstand im {{SpinBox|Axial: 0.0mm}}-Drehfeld eingibst und auf die Schaltfläche {{Button|Apply axial}} klickst. (Eine Möglichkeit, sich eine axiale Bewegung vorzustellen, ist, an ein Flugzeug zu denken, bei dem sich ein Propeller auf der Nase dreht - der Propeller dreht sich um eine Drehachse, während sich das Flugzeug entlang derselben Achse bewegt.) Die Werte im Vektor können als die relative Bewegungsgröße betrachtet werden, die in dieser Richtung angewendet wird. So wird beispielsweise im Fall y=x (0.71,0.71,71,0) der in der Axialspinbox enthaltene Wert gleichermaßen auf die X- und Y-Richtung angewendet, aber es findet keine Bewegung in der Z-Richtung statt.
===Position und Gieren, Neigen und Rollen===

[[Image:PlacementDialogv10b.png|frame|left|Positionierungsdialog Euler Winkel]]
'''Position = (x,y,z)''' ist ein Vektor, der den Punkt beschreibt, von dem aus die Geometrie des Objekts berechnet wird (tatsächlich ein "lokaler Ursprung" für das Objekt). Beachte, dass in Skripten Placement.Base verwendet wird, zur Bezeichnung der Positionskomponente einer Positionierung. Der Eigenschaftseditor ruft diesen Wert "Position" und der Positionierungsdialog nennt ihn "Translation".

<span id="Position_and_Yaw,_Pitch_and_Roll"></span>
===Position und Gieren, Nicken und Rollen===

[[Image:PlacementDialogv10b.png|frame|left|Aufgabenbereich Positionierung: {{ComboBox|Eulerwinkel}} ausgewählt]]
{{clear}}
{{clear}}
'''Positionierung = [Position, Gieren-Neigen-Rollen]'''.


'''Positionierung = [Position, Gieren-Nicken-Rollen]'''
Die zweite Form der '''Positionierung''' fixiert die Position eines Objekts im Raum mit einer Position (wie in der ersten Form), beschreibt aber seine Ausrichtung mit den Winkeln Gieren, Neigen und Rollen ([http://en.wikipedia.org/wiki/Yaw,_pitch,_and_roll Gieren, Neigen, Rollen]). Diese Winkel werden manchmal als Euler-Winkel oder Tait-Bryan-Winkel bezeichnet ([https://de.wikipedia.org/wiki/Eulersche_Winkel Euler-Winkel]). Gieren, Neigen und Rollen sind gängige Luftfahrtbegriffe für die Orientierung (oder Haltung) eines Körpers.

Die zweite Form der '''Positionierung''' legt die Lage eines Objekts im Raum mit einer '''Position''' (wie in der ersten Form) fest, beschreibt aber seine Ausrichtung mit den Winkeln zum Gieren, Nicken und Rollen ([https://de.wikipedia.org/wiki/Roll-Nick-Gier-Winkel Roll-Nick-Gier-Winkel]). Diese Winkel werden manchmal als ([https://de.wikipedia.org/wiki/Eulersche_Winkel Euler-Winkel]) oder Tait-Bryan Winkel bezeichnet. Gieren, Nicken und Rollen sind gängige Luftfahrtbegriffe für die Orientierung (oder Haltung) eines Körpers.


'''Position = (x,y,z)''' ist ein Vektor, der den Punkt beschreibt, von dem aus die Geometrie des Objekts berechnet wird (in Wirklichkeit ein "lokaler Ursprung" für das Objekt).
'''Position = (x,y,z)''' ist ein Vektor, der den Punkt beschreibt, von dem aus die Geometrie des Objekts berechnet wird (in Wirklichkeit ein "lokaler Ursprung" für das Objekt).


'''Yaw-Pitch-Roll = (y,p,r)''' ist ein Tupel, das die Position des Objekts angibt. Die Werte für y,p,r geben den Grad der Drehung um jede der z,y,x-Achsen an (siehe Hinweis).
'''Yaw-Pitch-Roll = (y,p,r)''' ist ein Tupel, das das Verhalten des Objekts angibt. Die Werte für y,p,r geben den Grad der Drehung um jede der z,y,x-Achsen an (siehe Hinweis).

{{clear}}
{{Code|code|code=
{{Code|code=
>>> App.getDocument("Name_des_Dokuments").Cylinder.Placement=App.Placement(App.Vector(0,0,0,0), App.Rotation(10,20,30), App.Vector(0,0,0))
>>> App.ActiveDocument.Cylinder.Placement = App.Placement(App.Vector(0,0,0), App.Rotation(10,20,30), App.Vector(0,0,0))
}}
}}


'''Erklärung:''' App.Rotation(10,20,30) = Euler Winkel
App.Rotation(10,20,30) = Euler-Winkel


'''Gieren''' = 10 Grad ('''Z''')
'''Gieren''' = 10 Grad ('''Z''')


'''Neigung''' = 20 Grad ('''Y''')
'''Nicken''' = 20 Grad ('''Y''')


'''Rollen''' = 30 Grad ('''X''')
'''Rollen''' = 30 Grad ('''X''')
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[[Image:Tache_Placement_Lacet_fr_Mini.gif|left]]'''Yaw''' ist die Drehung um die '''Z-Achse''', d.h. eine Drehung von links nach rechts. <br />(Der Gierwinkel wird '''Psi ψ''' genannt).
[[Image:Tache_Placement_Lacet_fr_Mini.gif|left]]'''Yaw''' ist die Drehung um die '''Z-Achse''', d.h. eine Drehung von links nach rechts. <br />(Der Gierwinkel wird '''Psi ψ''' genannt).
{{clear}}
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[[Image:Tache_Placement_Tangage_fr_Mini.gif|left]]'''Pitch''' ist die Rotation um die '''Y Achse''', man kann sagen, die Nase hoch und runter. <br />(Der Neigungswinkel wird '''Phi φ''' genannt).
[[Image:Tache_Placement_Tangage_fr_Mini.gif|left]]'''Pitch''' ist die Rotation um die '''Y Achse''', man kann sagen, die Nase hoch und runter. <br />(Der Neigungswinkel wird '''Phi φ''' genannt).
{{clear}}
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[[Image:Tache_Placement_Roulis_fr_Mini.gif|left]]'''Roll''' ist die Rotation um die '''X Achse''', man sagt über die Flügel rollen. <br />(Der Rollwinkel wird '''Thêta θ''' genannt).
[[Image:Tache_Placement_Roulis_fr_Mini.gif|left]]'''Roll''' ist die Rotation um die '''X Achse''', man sagt über die Flügel rollen. <br />(Der Rollwinkel wird '''Thêta θ''' genannt).
Line 69: Line 82:


===Matrix===
===Matrix===

'''Positionierung = Matrix'''
'''Positionierung = Matrix'''


Die dritte Form der '''Positionierung''' beschreibt die Position und Orientierung des Objektes mit einer 4 mal 4 Transformationsmatrix ([https://de.wikipedia.org/wiki/Affine_Abbildung Affine Abbildung]).
Die dritte Form der '''Positionierung''' beschreibt die Position und Orientierung des Objektes mit einer 4 mal 4 Transformationsmatrix ([https://de.wikipedia.org/wiki/Affine_Abbildung Affine Abbildung]).


'''Matrix''' =
'''Matrix''' =


((r11,r12,r13,t1),
((r11,r12,r13,t1),
(r21,r22,r23,t2),
(r21,r22,r23,t2),
(r31,r32,r33,t3),
(r31,r32,r33,t3),
(0,0,0,1)) , mit rij für die Rotation und ti für die Translation.
(0,0,0,1)), wobei rij die Rotation und ti die Verschiebung angibt.
{{clear}}
{{clear}}


<span id="The_Placement_Dialog"></span>
==Der Positionierungsdialog==
==Der Positionierungsdialog==
Der Positionierungsdialog wird über das Menü '''Bearbeiten''' aufgerufen. Es wird zum präzisen Drehen/Verschieben von Objekten verwendet. Sie wird auch verwendet, wenn wir eine Skizze auf einer "Nicht-Standard"-Ebene erstellen oder die Ausrichtung einer Skizze auf eine neue Ebene ändern müssen.
Der Abschnitt '''Verschiebung''' paßt die Position des Objektes im Raum an.
Der Abschnitt '''Zentrum''' paßt die Rotationsachse zu einer Achse an, die nicht durch den Referenzpunkt des Objektes geht.
Der Abschnitt '''Rotation''' paßt den/die Rotationswinkel und die Methode der Angabe der Winkel an.


Der Positinierungsdialog wird über das Menü '''Bearbeiten''' aufgerufen. Er wird zum präzisen Drehen/Übersetzen von Objekten verwendet. Er wird auch verwendet, wenn wir eine Skizze auf einer "Nicht Standard" Ebene erstellen oder die Ausrichtung einer Skizze auf eine neue Ebene ändern müssen.
But while the elements within each section generally apply to the purpose of that section there are also some elements in one section that can affect elements in another section. For example, clicking the Selected points button in the '''Center''' section with 2 points selected in the 3d view results in not only populating the '''Center''' coordinate spinboxes with the coordinates of the midpoint between those 2 selected points, but it also creates a custom axis along the line defined by those 2 selected points in the '''Rotation''' section. In another example, placing a value in the Axial spinbox and clicking the Apply axial button in the '''Translation''' section translates (moves) the object along the axis defined in the '''Rotation''' section.

* Der Abschnitt '''Schiebung''' passt die Position des Objekts im Raum an.
The '''Apply incremental changes to object placement''' tick box is useful when translations/rotations are to be made relative the object's current position/attitude, rather than to the original position/attitude. Ticking this box resets the dialogue input fields to zero, but does not change the object's orientation or location. Subsequent entries do change the orientation/location, but are applied from the object's current position. Enabling this checkbox is also useful when using the Selected points button as it can sometimes prevent undesired placement changes.
* Der Abschnitt '''Mitte''' passt die Rotationsachse an eine Achse an, die nicht durch den Referenzpunkt des Objekts verläuft.
* Der Abschnitt '''Rotation''' stellt den/die Rotationswinkel und die Methode zur Angabe dieser Winkel ein.

Aber während die Elemente innerhalb jedes Abschnitts im Allgemeinen für den Zweck dieses Abschnitts gelten, gibt es auch einige Elemente in einem Abschnitt, die sich auf Elemente in einem anderen Abschnitt auswirken können. Wenn beispielsweise im Abschnitt '''Zentrum''' mit 2 in der 3D-Ansicht ausgewählten Punkten auf die Schaltfläche "Ausgewählte Punkte" geklickt wird, werden nicht nur die Koordinaten-Rotationsboxen '''Zentrum''' mit den Koordinaten des Zentrums zwischen diesen beiden ausgewählten Punkten gefüllt, sondern es wird auch eine benutzerdefinierte Achse entlang der Linie erstellt, die durch diese beiden ausgewählten Punkte im Abschnitt '''Rotation''' definiert ist. In einem anderen Beispiel wird durch Platzieren eines Wertes in der Axial-Rotationsbox und Klicken auf die Schaltfläche "Übernehmen" axial im Abschnitt '''Verschieben''' das Objekt entlang der im Abschnitt '''Rotation''' definierten Achse verschoben/bewegt.

Das Kontrollkästchen '''Inkrementelle Änderungen an der Objektpositionierung anwenden'' ist nützlich, wenn Drehungen/Verschiebungen relativ zur aktuellen Position/Höhe des Objekts und nicht zur ursprünglichen Position/Höhe vorgenommen werden sollen. Das Ankreuzen dieses Kästchens setzt die Dialogeingabefelder auf Null zurück, ändert aber nicht die Orientierung oder Lage des Objekts. Nachfolgende Eingaben ändern zwar die Orientierung/Lage, werden aber von der aktuellen Position des Objekts aus angewendet. Das Aktivieren dieses Kontrollkästchens ist auch bei der Verwendung der Schaltfläche "Gewählte Punkte" nützlich, da es manchmal unerwünschte Positionierungsänderungen verhindern kann.

PS: seit Version 0.17 ist das neue Objekt "Part" eingeführt. Dieses Objekt hat eine Positionierungsfunktion und das im Objekt "Part" erstellte Positionierungsobjekt wird mit der "Part" Positionierungsfunktion inkrementiert. {{Version|0.17}}

Mit dem folgenden Code erhält man das "Part" Positionierungsobjekt:


PS: since version 0.17 introduce new object Part, this object have his placement, and the Placement object created in the Part object is incremented with the Part Placement. {{Version|0.17}}
For obtain the Part Placement use this code
{{Code|code=
{{Code|code=
import Draft, Part
import Draft, Part
sel = FreeCADGui.Selection.getSelection()
sel = FreeCADGui.Selection.getSelection()
print sel[0].Placement
print(sel[0].Placement)
print sel[0].getGlobalPlacement() # return the GlobalPlacement
print(sel[0].getGlobalPlacement()) # return the GlobalPlacement
print sel[0].getParentGeoFeatureGroup() # return the GeoFeatureGroup, ex: Body or a Part.
print(sel[0].getParentGeoFeatureGroup()) # return the GeoFeatureGroup, ex: Body or a Part.
print "____________________"
print("____________________")
}}
}}


Die Schaltfläche '''Ausgewählte Punkte''' wird verwendet, um die Koordinaten in die Koordinaten-Rotationsboxen '''Zentrum''' einzutragen und, wenn 2 oder 3 Punkte ausgewählt sind, zusätzlich eine benutzerdefinierte Rotationsachse im Abschnitt '''Rotation''' zu erstellen.
'''Selected points''' button is used to populate the coordinates in the '''Center''' coordinates spinboxes and (when 2 or 3 points are selected) additionally to create a custom (user-defined) axis of rotation in the '''Rotation''' section. A point can be a vertex, but it can also be any point along an edge or on a face. When you select an edge or face the entire edge or face is selected, but FreeCAD also remembers which point on that face or edge the mouse pointer was hovering over when that edge or face was selected. It is this point's coordinates that get used in the Placement dialog when the '''Selected points''' button is clicked. You might be thinking this isn't a very precise way of selecting a point, and you are correct, but in many cases it is sufficient that the point selected is guaranteed to be on that edge or face. In cases where you need to precisely designate a point to be used you should select a vertex. When there is no vertex in the desired location consider creating one, perhaps in a temporary sketch attached to that face or edge, perhaps using a Draft workbench object, such as a line or point, etc.
Ein Punkt kann ein Scheitelpunkt sein, aber er kann auch ein beliebiger Punkt entlang einer Kante oder auf einer Fläche sein. Wenn Sie eine Kante oder Fläche auswählen, wird die gesamte Kante oder Fläche ausgewählt, aber FreeCAD merkt sich auch, über welchen Punkt auf dieser Fläche oder Kante der Mauszeiger schwebte, als diese Kante oder Fläche ausgewählt wurde.
Es sind die Koordinaten dieses Punktes, die im Positionierungsdialog verwendet werden, wenn die Schaltfläche '''Ausgewählte Punkte''' angeklickt wird. Dies ist keine präzise Art und Weise einen Punkt auszuwählen. Aber in vielen Fällen reicht es aus, dass sich der ausgewählte Punkt garantiert auf dieser Kante oder Fläche befindet.
In Fällen, in denen ein zu verwendender Punkt genau bestimmt werden muss, sollten ein Scheitelpunkt gewählt werden. Wenn an der gewünschten Stelle kein Scheitelpunkt vorhanden ist, sollten einer erstellt werden, z.B. in einer temporären Skizze, die an diese Fläche oder Kante angehängt wird oder unter Verwendung eines "Draft workbench"-Objekts, wie z.B. einer Linie oder eines Punktes usw.


Betrachten wir zunächst den einfachen Fall der Auswahl eines Punktes. Der Arbeitsablauf besteht darin, zunächst den gewünschten Punkt auszuwählen und dann auf die Schaltfläche '''Ausgewählte Punkte''' zu klicken. Die Koordinaten des ausgewählten Punktes werden verwendet, um die X-, Y- und Z-Rotationsboxen innerhalb des Abschnitts '''Zentrum''' zu füllen. Nun wird jede Drehung des Objekts um dieses Rotationszentrum durchgeführt.
Let us first consider the simple case of selecting 1 point. The workflow is to first select the desired point, then click the '''Selected points''' button. The coordinates of the selected point will be used to populate the X, Y, and Z spinboxes within the '''Center''' section. Now any rotation done on the object will about this center of rotation.


Betrachten wir nun den Fall der Auswahl von 2 Punkten. Nun würden 2 gewünschte Punkte ausgewählt und dann auf die Schaltfläche '''Ausgewählte Punkte''' geklickt werden. Die Koordinaten des Mittelpunktes zwischen den beiden ausgewählten Punkten werden in die X-, Y- und Z-Rotationsboxen innerhalb des Abschnitts '''Zentrum''' gelegt. Nun wird jede Drehung des Objekts um dieses Rotationszentrum erfolgen. Aber zusätzlich zum Einrichten der Koordinaten des Abschnitts '''Zentrum''' wird auch eine benutzerdefinierte Achse zum Element '''Achse''' innerhalb des Abschnitts '''Rotation''' hinzugefügt.
Now consider the case of selecting 2 points. You would select the 2 desired points, and then click the '''Selected points''' button. The coordinates of the midpoint between the 2 selected points get placed into the X, Y, and Z spinboxes within the '''Center''' section. Now any rotation done on the object will be about this center of rotation. But in addition to setting up the '''Center''' section coordinates a custom (user-defined) axis is also added to the '''Axis''' element within the '''Rotation''' section. (Note: if you were in Euler rotation mode, the mode gets switched to Rotation with an axis mode and the new custom axis is selected as the current axis of rotation.) Now any rotation done using the new custom axis will be about this axis of rotation. As an added bonus, the distance is measured between the 2 selected points, and this information is given in the Report View. (Note: Hold down the Shift key while clicking the '''Selected points''' button to copy the distance measurement to the clipboard.) By entering this distance into the Axial spinbox in the '''Translation''' section and clicking the '''Apply axial''' button you can translate (move) the object so that the first selected point now occupies the coordinates occupied by the second selected point (at the time the '''Selected points''' button was clicked).
'''Hinweis:''' Wenn der Euler-Rotationsmodus aktiv war, wird der Modus auf Rotation mit einer Achse umgeschaltet und die neue benutzerdefinierte Achse wird als aktuelle Rotationsachse ausgewählt. Nun wird jede Rotation, die unter Verwendung der neuen benutzerdefinierten Achse durchgeführt wird, um diese Rotationsachse erfolgen. Als zusätzlicher Bonus wird der Abstand zwischen den beiden ausgewählten Punkten gemessen und diese Information wird in der Berichtsansicht angezeigt.
'''Hinweis:''' Bleibt die Umschalt-Taste gedrückt, während auf die Schaltfläche '''Ausgewählte Punkte''' geklickt wird, dann wird die Abstandsmessung in die Zwischenablage kopiert.
Wird dieser Abstand in die Axial-Rotationsbox im Abschnitt '''Verschieben''' eingegeben und auf die Schaltfläche '''Übernehmen axial''' geklickt, dann wird das Objekt so verschoben, dass der erste ausgewählte Punkt nun die Koordinaten einnimmt, die der zweite ausgewählte Punkt zu dem Zeitpunkt hatte, als die Schaltfläche '''Ausgewählte Punkte''' angeklickt wurde.


Betrachten wir nun den Fall der Auswahl von 3 Punkten. Nun würden 3 gewünschte Punkte ausgewählt und dann auf die Schaltfläche '''Ausgewählte Punkte''' geklickt werden. Die Koordinaten des ersten ausgewählten Punktes (die Reihenfolge der Auswahl ist hier sehr wichtig) werden in die X-, Y- und Z-Rotationsboxen innerhalb des Abschnitts '''Zentrum''' geschrieben. Da 3 Punkte eine Ebene definieren, ist FreeCAD in der Lage, diese 3 Punkte zu verwenden, um eine neue benutzerdefinierte Drehachse zu erstellen. Sie ist normal, senkrecht, zu dieser definierten Ebene. Wie bei 2 ausgewählten Punkten wird auch in der Berichtsansicht der Abstand zwischen den Punkten angezeigt. Aber diesmal ist es der Abstand zwischen dem 2. und 3. ausgewählten Punkt.
Now consider the case of selecting 3 points. You would select the 3 desired points, and then click the '''Selected points''' button. The coordinates of the first selected point (order of selection is very important here) get placed into the X, Y, and Z spinboxes within the '''Center''' section. Since 3 points define a plane FreeCAD is able to take advantage of that and use those 3 points to create a new custom (user-defined) axis of rotation that is normal (perpendicular) to that defined plane. As with 2 selected points, the distance between points is also shown in the Report View, but this time it is the distance between the 2nd and 3rd selected points. (Note: Hold down the Shift key while clicking '''Selected points''' button -- Shift + Click -- to copy the angle measurement to the clipboard.) Additionally, the angle between the 2nd and 3rd points is also measured and displayed in the Report View. By entering this angle into the '''Angle''' spinbox within the '''Rotation''' section we can very precisely rotate the object such that now the 2nd selected point is in alignment with the coordinates occupied by the 3rd selected point. (Note: you might want to increase the number of digits used within the Edit menu -> Preferences -> General -> Units -> Number of decimals spinbox if you desire more precision.)
'''Hinweis:''' Bleibt die Umschalttaste gedrückt, während auf die Schaltfläche '''Ausgewählte Punkte''' geklickt wird, dann wird die Winkelmessung in die Zwischenablage kopiert. Zusätzlich wird auch der Winkel zwischen dem 2. und 3. Punkt gemessen und in der Berichtsansicht angezeigt. Durch Eingabe dieses Winkels in die Rotationsbox '''Winkel''' innerhalb des Abschnittes '''Drehung''' kann das Objekt genau gedreht werden, so dass jetzt der 2. ausgewählte Punkt zu den Koordinaten, die der 3. ausgewählte Punkt einnimmt, ausgerichtet ist.
'''Hinweis:''' die Anzahl der verwendeten Ziffern im Menü Bearbeiten -> Voreinstellungen -> Allgemein -> Einheiten -> Anzahl der Dezimalstellen kann erhöht werden, wenn die Präzision erhöht werden soll.


<span id="Examples"></span>
==Beispiele==
==Beispiele==

Rotationen um eine einzelne Achse:
Rotationen um eine einzelne Achse:


[[Image:RotationAboutZBefore.png|600px|left|Before Rotation]] Vor der Rotation (Draufsicht) {{clear}}
[[Image:RotationAboutZBefore.png|600px|left|Vor der Rotation]] Vor der Rotation (Draufsicht) {{clear}}

[[Image:RotationAboutZAfter.png|600px|right|After Rotation about Z]] Nach der Rotation um Z (Draufsicht) {{clear}}
[[Image:RotationAboutZAfter.png|600px|left|Nach der Rotation um Z]] Nach der Rotation um Z (Draufsicht){{clear}}

[[Image:RotationAboutYXAfter.png|600px|right|After Rotation about y=x]] Nach der Rotation um y=x (Ansicht von rechts) {{clear}}
[[Image:RotationAboutYXAfter.png|600px|left|Nach der Rotation um y=x]] Nach der Rotation um y=x (Ansicht von rechts) {{clear}}

Rotation mit versetztem Zentrum:
Rotation mit versetztem Zentrum:


[[Image:RotationOffsetBefore.png|600px|left|Before Rotation]] Vor der Rotation (Draufsicht) {{clear}}
[[Image:RotationOffsetBefore.png|600px|left|Vor der Rotation]] Vor der Rotation (Draufsicht) {{clear}}

[[Image:RotationOffsetAfter.png|600px|right|After Rotation about Z]] Nach der Rotation um Z (Draufsicht) {{clear}}
[[Image:RotationOffsetAfter.png|600px|left|Nach der Rotation um Z]] Nach der Rotation um Z (Draufsicht) {{clear}}

Rotation mit Euler-Winkeln:
Rotation mit Euler-Winkeln:


[[Image:RotationEulerBefore.png|600px|left|Before Rotation]] Vor der Rotation {{clear}}
[[Image:RotationEulerBefore.png|600px|left|Vor der Rotation]] Vor der Rotation
{{clear}}

[[Image:RotationEulerAfter.png|600px|right|After Rotation]] Nach der Rotation {{clear}}
[[Image:RotationEulerAfter.png|600px|left|Nach der Rotation]] Nach der Rotation
{{clear}}

<span id="Placement.Base_vs_Shape_Definition"></span>
==Placement.Base verglichen mit Shape Definition==
==Placement.Base verglichen mit Shape Definition==
Positionierung ist nicht der einzige Weg, eine Form im Raum zu positionieren. Siehe die Python Konsole
in diesem Bild:


Positionierung ist nicht der einzige Weg, eine Form im Raum zu positionieren. Siehe die Python Konsole in diesem Bild:
[[Image:2Placements800.png|frame|left|2 Shapes with Same Placement]]{{clear}}


[[Image:2Placements800.png|frame|left|2 Formen mit gleicher Positionierung]]{{clear}}
Beide Würfel haben den selben Wert zur Positionierung, befinden sich aber an verschiedenen Orten! Das geschieht, weil die beiden Formen (Shapes) durch unterschiedliche Punkte (Kurven komplexeren Formen) bestimmt werden. Zu den beiden Formen in der Illustration oben:

Beide Würfel haben den selben Wert zur Positionierung, befinden sich aber an verschiedenen Orten! Das geschieht, weil die beiden Formen durch unterschiedliche Knoten (Kurven in komplexeren Formen) bestimmt werden. Zu den beiden Formen in der Illustration oben:


>>> ev = App.ActiveDocument.Extrude.Shape.Vertexes
>>> ev = App.ActiveDocument.Extrude.Shape.Vertexes
>>> for v in ev: print v.X,",",v.Y,",",v.Z
>>> for v in ev: print(v.X,",",v.Y,",",v.Z)
...
...
30.0,30.0,0.0
30.0,30.0,0.0
30.0,30.0,10.0
30.0,30.0,10.0
Line 152: Line 183:
30.0,40.0,10.0
30.0,40.0,10.0
>>> e1v = App.ActiveDocument.Extrude001.Shape.Vertexes
>>> e1v = App.ActiveDocument.Extrude001.Shape.Vertexes
>>> for v in e1v: print v.X,",",v.Y,",",v.Z
>>> for v in e1v: print(v.X,",",v.Y,",",v.Z)
...
...
0.0,10.0,0.0
0.0,10.0,0.0
0.0,10.0,10.0
0.0,10.0,10.0
Line 162: Line 193:
0.0,0.0,0.0
0.0,0.0,0.0
0.0,0.0,10.0
0.0,0.0,10.0
>>>
>>>

Die Punkte (oder Vektoren), die die Form bestimmen verwenden das "Placement.Base"-Attribut als
Die Scheitelpunkte (oder Vektoren), die die Form bestimmen verwenden das Placement.Base Attribut als deren Ursprung. Wenn also eine Form um 10 Einheiten entlang der '''X''' Achse verschoben werden soll, könnten die 10 zu den '''X''' Koordinaten aller Scheitelpunkte hinzugefügt werden, oder Placement.Base kann auf (10,0,0) gesetzt werden.

deren Ursprung. Wenn also eine Form um 10 Einheiten an der '''X'''-Achse entlang bewegt werden sollen, wird 10 zu den '''X'''-Werten aller Punkte addiert oder "Placement.Base" wird auf (10,0,0) gesetzt.
<span id="Using_&quot;Center&quot;_to_Control_Axis_of_Rotation"></span>
==Verwendung von "Center" zur Steuerung der Rotationsachse==
==Verwendung von "Mitte" zur Steuerung der Rotationsachse==

Per Vorgabe ist die Rotationsachse nicht eine x-, y- oder z-Achse. Sie ist eine Gerade parallel zur ausgewählten Achse, die durch den Referenzpunkt (Placement.Base) des Objektes läuft, das rotiert werden soll. Das kann mit dem Zentrumsfeld (center) im Positonierungsdialogfenster oder in einem Skript mit dem Zentrumsparameter (center parameter) des FreeCad.Placement Konstrukteurs geändert werden.
.

.

[[Image:LocalZBefore2.png|frame|left|Vor der Rotation]] Standardmäßig ist die Rotationsachse nicht wirklich die x/y/z Achse. Sie ist eine Linie, die parallel zur ausgewählten Achse verläuft, aber durch den Referenzpunkt (Placement.Base) des zu drehenden Objekts verläuft. Dies kann durch die Verwendung der Felder Zentrum im Dialogfeld Platzierung oder, in Skripten, durch Verwendung des Parameters Zentrum des Konstruktors FreeCAD.Placement geändert werden.
Nehmen wir zum Beispiel an, wir haben einen Quader (unten), der auf (20,20,10) positioniert ist.
{{clear}}

.

[[Image:LocalZAfter2.png|frame|left|Nach der Rotation]] Wir möchten den Quader um seine eigene vertikale Mittelachse (d.h. das lokale Z) drehen, wobei er die gleiche Position beibehält. Dies lässt sich leicht erreichen, indem wir einen Mittelpunktswert angeben, der den Koordinaten des Quadermittelpunkts (25,25,15) entspricht.
{{clear}}

In einem Skript würde folgendes gemacht werden:


Beispiel: eine Schachtel (siehe unten), die auf (20,20,10) positioniert ist.
[[Image:LocalZBefore2.png|frame|center|Before Rotation]]{{clear}}
Die Schachtel soll um ihre eigene vertikale Zentrumsachse drehen (hier ihre z-Achse), während sie in der gleichen Position bleibt. Dazu wird ein Zentrumswert angegeben, der den Koordinaten (25,25,15) des Zentrums der Schachtel entspricht.
[[Image:LocalZAfter2.png|frame|center|After Rotation]]{{clear}}
In einem Skript stünde:
{{Code|code=
{{Code|code=
import FreeCAD
import FreeCAD
Line 181: Line 220:
rot = FreeCAD.Rotation(FreeCAD.Vector(0,0,1),45) # 45° about Z
rot = FreeCAD.Rotation(FreeCAD.Vector(0,0,1),45) # 45° about Z
#rot = FreeCAD.Rotation(FreeCAD.Vector(1,0,1),45) # 45° about X and 45° about Z
#rot = FreeCAD.Rotation(FreeCAD.Vector(1,0,1),45) # 45° about X and 45° about Z
#rot = FreeCAD.Rotation(10,20,30) # here example with Euler angle Yaw = 10 degrees (Z), Pitch = 20 degrees (Y), Roll = 30 degrees (X)
#rot = FreeCAD.Rotation(10,20,30) # here example with Euler angle Yaw = 10 degrees (Z), Pitch = 20 degrees (Y), Roll = 30 degrees (X)
centre = FreeCAD.Vector(25,25,15) # central point of box
centre = FreeCAD.Vector(25,25,15) # central point of box
pos = obj.Placement.Base # position point of box
pos = obj.Placement.Base # position point of box
newplace = FreeCAD.Placement(pos,rot,centre) # make a new Placement object
newplace = FreeCAD.Placement(pos,rot,centre) # make a new Placement object
obj.Placement = newplace # spin the box
obj.Placement = newplace # spin the box
}}
}}

Das selbe Skript mit der Beispieldatei [http://forum.freecadweb.org/download/file.php?id=1651 RotateCoG2.fcstd] (Diskussion im [http://forum.freecadweb.org/viewtopic.php?f=3&t=3950#p31052 Forum])
Das selbe Skript mit der Beispieldatei [http://forum.freecadweb.org/download/file.php?id=1651 RotateCoG2.fcstd] (Diskussion im [http://forum.freecadweb.org/viewtopic.php?f=3&t=3950#p31052 Forum])

{{Code|code=
{{Code|code=
import FreeCAD
import FreeCAD
Line 193: Line 234:
rot = FreeCAD.Rotation(FreeCAD.Vector(0,0,1),45) # 45 about Z
rot = FreeCAD.Rotation(FreeCAD.Vector(0,0,1),45) # 45 about Z
#rot = FreeCAD.Rotation(FreeCAD.Vector(1,0,1),45) # 45° about X and 45° about Z
#rot = FreeCAD.Rotation(FreeCAD.Vector(1,0,1),45) # 45° about X and 45° about Z
#rot = FreeCAD.Rotation(10,20,30) # here example with Euler angle Yaw = 10 degrees (Z), Pitch = 20 degrees (Y), Roll = 30 degrees (X)
#rot = FreeCAD.Rotation(10,20,30) # here example with Euler angle Yaw = 10 degrees (Z), Pitch = 20 degrees (Y), Roll = 30 degrees (X)
centre = FreeCAD.Vector(25,25,0) # "centre" of rotation (where local Z cuts XY)
centre = FreeCAD.Vector(25,25,0) # "centre" of rotation (where local Z cuts XY)
pos = obj.Placement.Base # original placement of obj
pos = obj.Placement.Base # original placement of obj
Line 200: Line 241:
}}
}}


<span id="Using_Placement_in_expressions"></span>
==Verwendung der Positionierung in Ausdrücken==

In Ausdrücken ist es möglich, die Komponenten der Positionierung zu verwenden, um zum Beispiel den X-Wert eines Objektes mit der Benennung "Cube" anzusprechen:

{{Code|code=
<<Cube>>.Placement.Base.x
}}

Der Winkel der Rotation kann angesprochen werden mit:

{{Code|code=
<<Cube>>.Placement.Rotation.Angle
}}

Die Achse der Rotation kann angesprochen werden mit:

{{Code|code=
<<Cube>>.Placement.Rotation.Axis.x
<<Cube>>.Placement.Rotation.Axis.y
<<Cube>>.Placement.Rotation.Axis.z
}}

wobei oft einer der Faktoren den Wert 1 hat und die anderen den Wert 0.

Die gesamte Positionierung kann auch in einem einzigen Ausdruck verwendet werden:

Ein Rechtklick auf Eigenschaft Placement im Eigenschaftseditor und "Alle anzeigen" wählen, um weitere Eigenschaften anzuzeigen. Beim nächsten Rechtsklick auf Placement enthält das Kontextmenü auch den Eintrag "Ausdruck". Wird dieser ausgewählt, öffnet sich der Dialog Formel-Editor und was auch immer dort eingegeben wird, wird in die Eigenschaft Placement eingetragen und nicht in ihre untergeordneten Eigenschaften.

Um die Positionierung von "Sketch" mit der von "Cylinder" gleichzusetzen, würde auf diese Weise für Skizze folgender Ausdruck eingegeben werden.

{{Code|code=
<<Cube>>.Placement
}}

[[Image:PlacementInExpression.png|frame|left|Setting the whole Placement in one expression]]
{{clear}}

'''Hinweis:''' Es ist auch möglich Positionierungsobjekte in Ausdrücken zu ''erstellen''. Siehe hierzu auch [[Expressions/de#Placement|Ausdrücke / Placement]].

<span id="Notes"></span>
==Hinweise==
==Hinweise==

* Die Positionierungseigenschaften unter dem Datenreiter sind bei Objekten, die an andere Objekte angeheftet sind, deaktiviert.
* Achse und Winkel können auch als [https://de.wikipedia.org/wiki/Quaternion Quaternionen] ausgedrückt werden.
* Achse und Winkel können auch als [https://de.wikipedia.org/wiki/Quaternion Quaternionen] ausgedrückt werden.
* Der Referenzpunkt eines Objektes ändert sich, abhängit vom Objekt selbst. Beispiele allgemeiner Objekte:
* Der Referenzpunkt eines Objektes ändert sich, abhängig vom Objekt selbst. Beispiele allgemeiner Objekte:

{| class="wikitable" border="1"
{| class="wikitable" border="1"
!Objekt!!Referenzpunkt
!Objekt!!Referenzpunkt
Line 217: Line 301:
|Part.Torus||Zentrum eines Torus
|Part.Torus||Zentrum eines Torus
|- align="left"
|- align="left"
|Von Skizzen abgeleitete Merkmale||das Merkmal erbt die Position der zugrundeliegenden Skizze. Skizzen beginnen immer mit der Position = (0,0,0). Diese Position entspricht dem Ursprung in der Skizze.
|Von Skizzen abgeleitete Merkmale||das Merkmal erbt die Position der zugrundeliegenden Skizze. Skizzen beginnen immer mit der Position = (0,0,0). Diese Position entspricht dem Ursprung in der Skizze.
|}
|}


<span id="More"></span>
==Probleme==
==Weiteres==


*Dieses Tutorium: [[Aeroplane/de|Flugzeug]] deckt die Mechanik der Änderung der Positionierung eines Objekts ausführlich ab.
* Ab Version 0.13 wurde die Aktualisierung der Positionierungseigenschaften auf der Registerkarte Daten für Objekte deaktiviert, die mit PartDesign erstellt wurden, mit Ausnahme der ersten Skizze, aus der das Solid erstellt wird. Daher kann die Positionierung eines Solids, das in PartDesign aus einer Skizze erstellt wurde, nur geändert werden, indem die Positionierungsparameter der ursprünglichen Konstruktionsskizze (der ersten Skizze), aus der das Solid erstellt wurde, angepasst werden.
*Dieser [https://blog.freecad.org/2023/01/16/the-rotation-api-in-freecad/?preview_id=343 FreeCAD-News-Artikel] (engl.) behandelt die Rotations-API.
* Die Funktion der Positionierung wird eventuell im Arbeitsbereich Zusammenbau behandelt.

==Weiteres==


*Das Tutorial: [[Aeroplane|Flugzeug]] deckt die Vorghensweise der Positionierung eines Objekts umfassend ab.
*Eine Schritt-für-Schritt-Erklärung des Positionierungsdialogs finden Sie hier [[Tasks_Placement|Tasks_Placement]].


{{Userdocnavi{{#translation:}}}}
<div class="mw-translate-fuzzy">
[[Category:User Documentation/de]]
</div>

Latest revision as of 12:27, 3 June 2023

Übersicht

Mit Positionierung legt FreeCAD die Lage (Position) und die Ausrichtung (Orientierung) eines Objekts im Raum fest. Die Positionierung kann in verschiedenen Formen angegeben und über Skripte, den Eigenschafteneditor oder durch Auswahl von Bearbeiten → Positionierung... zum Öffnen des Aufgabenbereichs Positionierung verändert werden.

Zugriff auf das Positionierungsattribut

Auf die Positionierungsattribute eines Objekts kann auf 3 Arten zugegriffen und diese verändert werden:

Positionierung im Eigenschafteneditor
Skriptpositionierung als y/p/r und Matrix und ihre API.
Aufgabenbereich Positionierung

Formen der Positionierung

Die Positionierung wird intern als eine Position und eine Drehung (Drehachse und Winkel in ein Quaternion Quaternionen und räumliche Rotation umgewandelt) gespeichert. Während es mehrere Formen gibt, um eine Drehung festzulegen, z.B. mit einem Rotationszentrum, wird dies nur zur Beeinflussung der Drehungsberechnung verwendet und nicht für spätere Operationen gespeichert. Wenn eine Drehachse von (1,1,1,1) angegeben ist, kann sie ebenfalls normalisiert werden, wenn sie im Quaternion gespeichert ist und als (0.58, 0.58, 0.58, 0.58, 0.58) erscheinen, wenn das Objekt später durchsucht wird.

Winkel, Achse und Position

Positionierung = [Winkel, Achse, Position]

Die erste Form von Positionierung legt die Lage eines Objekts im Raum mit einer Position fest und beschreibt seine Orientierung als eine einzelne Drehung um eine Achse.

Winkel = r ist ein Skalar, der den Betrag der Drehung des Objekts um Achse angibt. Er wird in Grad eingegeben, aber intern als Bogenmaß gespeichert.

Achse = (ax,ay,az) ist ein Vektor, der eine Drehachse beschreibt (siehe Hinweis zur Drehachse). Beispiele sind:

   (1,0,0) ==> um die X Achse
   (0,1,0) ==> um die Y Achse
   (0,0,1) ==> um die Z Achse
   (0.71,0.71,0) ==> um die Linie y=x

Beachte, dass es auch möglich ist, ein Objekt entlang dieser Drehachse (Axialbewegung) zu verschieben (bewegen), indem du den Bewegungsabstand im Axial: 0.0mm -Drehfeld eingibst und auf die Schaltfläche Apply axial klickst. (Eine Möglichkeit, sich eine axiale Bewegung vorzustellen, ist, an ein Flugzeug zu denken, bei dem sich ein Propeller auf der Nase dreht - der Propeller dreht sich um eine Drehachse, während sich das Flugzeug entlang derselben Achse bewegt.) Die Werte im Vektor können als die relative Bewegungsgröße betrachtet werden, die in dieser Richtung angewendet wird. So wird beispielsweise im Fall y=x (0.71,0.71,71,0) der in der Axialspinbox enthaltene Wert gleichermaßen auf die X- und Y-Richtung angewendet, aber es findet keine Bewegung in der Z-Richtung statt.

Position = (x,y,z) ist ein Vektor, der den Punkt beschreibt, von dem aus die Geometrie des Objekts berechnet wird (tatsächlich ein "lokaler Ursprung" für das Objekt). Beachte, dass in Skripten Placement.Base verwendet wird, zur Bezeichnung der Positionskomponente einer Positionierung. Der Eigenschaftseditor ruft diesen Wert "Position" und der Positionierungsdialog nennt ihn "Translation".

Position und Gieren, Nicken und Rollen

Aufgabenbereich Positionierung: Eulerwinkel ausgewählt

Positionierung = [Position, Gieren-Nicken-Rollen]

Die zweite Form der Positionierung legt die Lage eines Objekts im Raum mit einer Position (wie in der ersten Form) fest, beschreibt aber seine Ausrichtung mit den Winkeln zum Gieren, Nicken und Rollen (Roll-Nick-Gier-Winkel). Diese Winkel werden manchmal als (Euler-Winkel) oder Tait-Bryan Winkel bezeichnet. Gieren, Nicken und Rollen sind gängige Luftfahrtbegriffe für die Orientierung (oder Haltung) eines Körpers.

Position = (x,y,z) ist ein Vektor, der den Punkt beschreibt, von dem aus die Geometrie des Objekts berechnet wird (in Wirklichkeit ein "lokaler Ursprung" für das Objekt).

Yaw-Pitch-Roll = (y,p,r) ist ein Tupel, das das Verhalten des Objekts angibt. Die Werte für y,p,r geben den Grad der Drehung um jede der z,y,x-Achsen an (siehe Hinweis).

>>> App.ActiveDocument.Cylinder.Placement = App.Placement(App.Vector(0,0,0), App.Rotation(10,20,30), App.Vector(0,0,0))

App.Rotation(10,20,30) = Euler-Winkel

Gieren = 10 Grad (Z)

Nicken = 20 Grad (Y)

Rollen = 30 Grad (X)


Yaw ist die Drehung um die Z-Achse, d.h. eine Drehung von links nach rechts.
(Der Gierwinkel wird Psi ψ genannt).

Pitch ist die Rotation um die Y Achse, man kann sagen, die Nase hoch und runter.
(Der Neigungswinkel wird Phi φ genannt).

Roll ist die Rotation um die X Achse, man sagt über die Flügel rollen.
(Der Rollwinkel wird Thêta θ genannt).

Matrix

Positionierung = Matrix

Die dritte Form der Positionierung beschreibt die Position und Orientierung des Objektes mit einer 4 mal 4 Transformationsmatrix (Affine Abbildung).

Matrix =

   ((r11,r12,r13,t1),
   (r21,r22,r23,t2),
   (r31,r32,r33,t3),
   (0,0,0,1)),       wobei rij die Rotation und ti die Verschiebung angibt. 

Der Positionierungsdialog

Der Positinierungsdialog wird über das Menü Bearbeiten aufgerufen. Er wird zum präzisen Drehen/Übersetzen von Objekten verwendet. Er wird auch verwendet, wenn wir eine Skizze auf einer "Nicht Standard" Ebene erstellen oder die Ausrichtung einer Skizze auf eine neue Ebene ändern müssen.

  • Der Abschnitt Schiebung passt die Position des Objekts im Raum an.
  • Der Abschnitt Mitte passt die Rotationsachse an eine Achse an, die nicht durch den Referenzpunkt des Objekts verläuft.
  • Der Abschnitt Rotation stellt den/die Rotationswinkel und die Methode zur Angabe dieser Winkel ein.

Aber während die Elemente innerhalb jedes Abschnitts im Allgemeinen für den Zweck dieses Abschnitts gelten, gibt es auch einige Elemente in einem Abschnitt, die sich auf Elemente in einem anderen Abschnitt auswirken können. Wenn beispielsweise im Abschnitt Zentrum mit 2 in der 3D-Ansicht ausgewählten Punkten auf die Schaltfläche "Ausgewählte Punkte" geklickt wird, werden nicht nur die Koordinaten-Rotationsboxen Zentrum mit den Koordinaten des Zentrums zwischen diesen beiden ausgewählten Punkten gefüllt, sondern es wird auch eine benutzerdefinierte Achse entlang der Linie erstellt, die durch diese beiden ausgewählten Punkte im Abschnitt Rotation definiert ist. In einem anderen Beispiel wird durch Platzieren eines Wertes in der Axial-Rotationsbox und Klicken auf die Schaltfläche "Übernehmen" axial im Abschnitt Verschieben das Objekt entlang der im Abschnitt Rotation definierten Achse verschoben/bewegt.

Das Kontrollkästchen 'Inkrementelle Änderungen an der Objektpositionierung anwenden ist nützlich, wenn Drehungen/Verschiebungen relativ zur aktuellen Position/Höhe des Objekts und nicht zur ursprünglichen Position/Höhe vorgenommen werden sollen. Das Ankreuzen dieses Kästchens setzt die Dialogeingabefelder auf Null zurück, ändert aber nicht die Orientierung oder Lage des Objekts. Nachfolgende Eingaben ändern zwar die Orientierung/Lage, werden aber von der aktuellen Position des Objekts aus angewendet. Das Aktivieren dieses Kontrollkästchens ist auch bei der Verwendung der Schaltfläche "Gewählte Punkte" nützlich, da es manchmal unerwünschte Positionierungsänderungen verhindern kann.

PS: seit Version 0.17 ist das neue Objekt "Part" eingeführt. Dieses Objekt hat eine Positionierungsfunktion und das im Objekt "Part" erstellte Positionierungsobjekt wird mit der "Part" Positionierungsfunktion inkrementiert. introduced in version 0.17

Mit dem folgenden Code erhält man das "Part" Positionierungsobjekt:

import Draft, Part
sel = FreeCADGui.Selection.getSelection()
print(sel[0].Placement)
print(sel[0].getGlobalPlacement())   # return the GlobalPlacement
print(sel[0].getParentGeoFeatureGroup()) # return the GeoFeatureGroup, ex:  Body or a Part.
print("____________________")

Die Schaltfläche Ausgewählte Punkte wird verwendet, um die Koordinaten in die Koordinaten-Rotationsboxen Zentrum einzutragen und, wenn 2 oder 3 Punkte ausgewählt sind, zusätzlich eine benutzerdefinierte Rotationsachse im Abschnitt Rotation zu erstellen. Ein Punkt kann ein Scheitelpunkt sein, aber er kann auch ein beliebiger Punkt entlang einer Kante oder auf einer Fläche sein. Wenn Sie eine Kante oder Fläche auswählen, wird die gesamte Kante oder Fläche ausgewählt, aber FreeCAD merkt sich auch, über welchen Punkt auf dieser Fläche oder Kante der Mauszeiger schwebte, als diese Kante oder Fläche ausgewählt wurde. Es sind die Koordinaten dieses Punktes, die im Positionierungsdialog verwendet werden, wenn die Schaltfläche Ausgewählte Punkte angeklickt wird. Dies ist keine präzise Art und Weise einen Punkt auszuwählen. Aber in vielen Fällen reicht es aus, dass sich der ausgewählte Punkt garantiert auf dieser Kante oder Fläche befindet. In Fällen, in denen ein zu verwendender Punkt genau bestimmt werden muss, sollten ein Scheitelpunkt gewählt werden. Wenn an der gewünschten Stelle kein Scheitelpunkt vorhanden ist, sollten einer erstellt werden, z.B. in einer temporären Skizze, die an diese Fläche oder Kante angehängt wird oder unter Verwendung eines "Draft workbench"-Objekts, wie z.B. einer Linie oder eines Punktes usw.

Betrachten wir zunächst den einfachen Fall der Auswahl eines Punktes. Der Arbeitsablauf besteht darin, zunächst den gewünschten Punkt auszuwählen und dann auf die Schaltfläche Ausgewählte Punkte zu klicken. Die Koordinaten des ausgewählten Punktes werden verwendet, um die X-, Y- und Z-Rotationsboxen innerhalb des Abschnitts Zentrum zu füllen. Nun wird jede Drehung des Objekts um dieses Rotationszentrum durchgeführt.

Betrachten wir nun den Fall der Auswahl von 2 Punkten. Nun würden 2 gewünschte Punkte ausgewählt und dann auf die Schaltfläche Ausgewählte Punkte geklickt werden. Die Koordinaten des Mittelpunktes zwischen den beiden ausgewählten Punkten werden in die X-, Y- und Z-Rotationsboxen innerhalb des Abschnitts Zentrum gelegt. Nun wird jede Drehung des Objekts um dieses Rotationszentrum erfolgen. Aber zusätzlich zum Einrichten der Koordinaten des Abschnitts Zentrum wird auch eine benutzerdefinierte Achse zum Element Achse innerhalb des Abschnitts Rotation hinzugefügt. Hinweis: Wenn der Euler-Rotationsmodus aktiv war, wird der Modus auf Rotation mit einer Achse umgeschaltet und die neue benutzerdefinierte Achse wird als aktuelle Rotationsachse ausgewählt. Nun wird jede Rotation, die unter Verwendung der neuen benutzerdefinierten Achse durchgeführt wird, um diese Rotationsachse erfolgen. Als zusätzlicher Bonus wird der Abstand zwischen den beiden ausgewählten Punkten gemessen und diese Information wird in der Berichtsansicht angezeigt. Hinweis: Bleibt die Umschalt-Taste gedrückt, während auf die Schaltfläche Ausgewählte Punkte geklickt wird, dann wird die Abstandsmessung in die Zwischenablage kopiert. Wird dieser Abstand in die Axial-Rotationsbox im Abschnitt Verschieben eingegeben und auf die Schaltfläche Übernehmen axial geklickt, dann wird das Objekt so verschoben, dass der erste ausgewählte Punkt nun die Koordinaten einnimmt, die der zweite ausgewählte Punkt zu dem Zeitpunkt hatte, als die Schaltfläche Ausgewählte Punkte angeklickt wurde.

Betrachten wir nun den Fall der Auswahl von 3 Punkten. Nun würden 3 gewünschte Punkte ausgewählt und dann auf die Schaltfläche Ausgewählte Punkte geklickt werden. Die Koordinaten des ersten ausgewählten Punktes (die Reihenfolge der Auswahl ist hier sehr wichtig) werden in die X-, Y- und Z-Rotationsboxen innerhalb des Abschnitts Zentrum geschrieben. Da 3 Punkte eine Ebene definieren, ist FreeCAD in der Lage, diese 3 Punkte zu verwenden, um eine neue benutzerdefinierte Drehachse zu erstellen. Sie ist normal, senkrecht, zu dieser definierten Ebene. Wie bei 2 ausgewählten Punkten wird auch in der Berichtsansicht der Abstand zwischen den Punkten angezeigt. Aber diesmal ist es der Abstand zwischen dem 2. und 3. ausgewählten Punkt. Hinweis: Bleibt die Umschalttaste gedrückt, während auf die Schaltfläche Ausgewählte Punkte geklickt wird, dann wird die Winkelmessung in die Zwischenablage kopiert. Zusätzlich wird auch der Winkel zwischen dem 2. und 3. Punkt gemessen und in der Berichtsansicht angezeigt. Durch Eingabe dieses Winkels in die Rotationsbox Winkel innerhalb des Abschnittes Drehung kann das Objekt genau gedreht werden, so dass jetzt der 2. ausgewählte Punkt zu den Koordinaten, die der 3. ausgewählte Punkt einnimmt, ausgerichtet ist. Hinweis: die Anzahl der verwendeten Ziffern im Menü Bearbeiten -> Voreinstellungen -> Allgemein -> Einheiten -> Anzahl der Dezimalstellen kann erhöht werden, wenn die Präzision erhöht werden soll.

Beispiele

Rotationen um eine einzelne Achse:

Vor der Rotation
Vor der Rotation

Vor der Rotation (Draufsicht)

Nach der Rotation um Z
Nach der Rotation um Z

Nach der Rotation um Z (Draufsicht)

Nach der Rotation um y=x
Nach der Rotation um y=x

Nach der Rotation um y=x (Ansicht von rechts)

Rotation mit versetztem Zentrum:

Vor der Rotation
Vor der Rotation

Vor der Rotation (Draufsicht)

Nach der Rotation um Z
Nach der Rotation um Z

Nach der Rotation um Z (Draufsicht)

Rotation mit Euler-Winkeln:

Vor der Rotation
Vor der Rotation

Vor der Rotation

Nach der Rotation
Nach der Rotation

Nach der Rotation

Placement.Base verglichen mit Shape Definition

Positionierung ist nicht der einzige Weg, eine Form im Raum zu positionieren. Siehe die Python Konsole in diesem Bild:

2 Formen mit gleicher Positionierung

Beide Würfel haben den selben Wert zur Positionierung, befinden sich aber an verschiedenen Orten! Das geschieht, weil die beiden Formen durch unterschiedliche Knoten (Kurven in komplexeren Formen) bestimmt werden. Zu den beiden Formen in der Illustration oben:

 >>> 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
 >>>

Die Scheitelpunkte (oder Vektoren), die die Form bestimmen verwenden das Placement.Base Attribut als deren Ursprung. Wenn also eine Form um 10 Einheiten entlang der X Achse verschoben werden soll, könnten die 10 zu den X Koordinaten aller Scheitelpunkte hinzugefügt werden, oder Placement.Base kann auf (10,0,0) gesetzt werden.

Verwendung von "Mitte" zur Steuerung der Rotationsachse

.

.

Vor der Rotation

Standardmäßig ist die Rotationsachse nicht wirklich die x/y/z Achse. Sie ist eine Linie, die parallel zur ausgewählten Achse verläuft, aber durch den Referenzpunkt (Placement.Base) des zu drehenden Objekts verläuft. Dies kann durch die Verwendung der Felder Zentrum im Dialogfeld Platzierung oder, in Skripten, durch Verwendung des Parameters Zentrum des Konstruktors FreeCAD.Placement geändert werden.

Nehmen wir zum Beispiel an, wir haben einen Quader (unten), der auf (20,20,10) positioniert ist.

.

Nach der Rotation

Wir möchten den Quader um seine eigene vertikale Mittelachse (d.h. das lokale Z) drehen, wobei er die gleiche Position beibehält. Dies lässt sich leicht erreichen, indem wir einen Mittelpunktswert angeben, der den Koordinaten des Quadermittelpunkts (25,25,15) entspricht.

In einem Skript würde folgendes gemacht werden:

import FreeCAD
obj = App.ActiveDocument.Box                       # our box
rot = FreeCAD.Rotation(FreeCAD.Vector(0,0,1),45)   # 45° about Z
#rot = FreeCAD.Rotation(FreeCAD.Vector(1,0,1),45)   # 45° about X and 45° about Z
#rot = FreeCAD.Rotation(10,20,30)                   # here example with Euler angle Yaw = 10 degrees (Z), Pitch = 20 degrees (Y), Roll = 30 degrees (X)
centre = FreeCAD.Vector(25,25,15)                  # central point of box
pos = obj.Placement.Base                           # position point of box
newplace = FreeCAD.Placement(pos,rot,centre)       # make a new Placement object
obj.Placement = newplace                           # spin the box

Das selbe Skript mit der Beispieldatei RotateCoG2.fcstd (Diskussion im Forum)

import FreeCAD
obj = App.ActiveDocument.Extrude                    # our box
rot = FreeCAD.Rotation(FreeCAD.Vector(0,0,1),45)    # 45 about Z
#rot = FreeCAD.Rotation(FreeCAD.Vector(1,0,1),45)    # 45° about X and 45° about Z
#rot = FreeCAD.Rotation(10,20,30)                    # here example with Euler angle Yaw = 10 degrees (Z), Pitch = 20 degrees (Y), Roll = 30 degrees (X)
centre = FreeCAD.Vector(25,25,0)                    # "centre" of rotation (where local Z cuts XY)
pos = obj.Placement.Base                            # original placement of obj
newplace = FreeCAD.Placement(pos,rot,centre)        # make a new Placement object
obj.Placement = newplace                            # spin the box

Verwendung der Positionierung in Ausdrücken

In Ausdrücken ist es möglich, die Komponenten der Positionierung zu verwenden, um zum Beispiel den X-Wert eines Objektes mit der Benennung "Cube" anzusprechen:

<<Cube>>.Placement.Base.x

Der Winkel der Rotation kann angesprochen werden mit:

<<Cube>>.Placement.Rotation.Angle

Die Achse der Rotation kann angesprochen werden mit:

<<Cube>>.Placement.Rotation.Axis.x
<<Cube>>.Placement.Rotation.Axis.y
<<Cube>>.Placement.Rotation.Axis.z

wobei oft einer der Faktoren den Wert 1 hat und die anderen den Wert 0.

Die gesamte Positionierung kann auch in einem einzigen Ausdruck verwendet werden:

Ein Rechtklick auf Eigenschaft Placement im Eigenschaftseditor und "Alle anzeigen" wählen, um weitere Eigenschaften anzuzeigen. Beim nächsten Rechtsklick auf Placement enthält das Kontextmenü auch den Eintrag "Ausdruck". Wird dieser ausgewählt, öffnet sich der Dialog Formel-Editor und was auch immer dort eingegeben wird, wird in die Eigenschaft Placement eingetragen und nicht in ihre untergeordneten Eigenschaften.

Um die Positionierung von "Sketch" mit der von "Cylinder" gleichzusetzen, würde auf diese Weise für Skizze folgender Ausdruck eingegeben werden.

<<Cube>>.Placement
Setting the whole Placement in one expression

Hinweis: Es ist auch möglich Positionierungsobjekte in Ausdrücken zu erstellen. Siehe hierzu auch Ausdrücke / Placement.

Hinweise

  • Die Positionierungseigenschaften unter dem Datenreiter sind bei Objekten, die an andere Objekte angeheftet sind, deaktiviert.
  • Achse und Winkel können auch als Quaternionen ausgedrückt werden.
  • Der Referenzpunkt eines Objektes ändert sich, abhängig vom Objekt selbst. Beispiele allgemeiner Objekte:
Objekt Referenzpunkt
Part.Box linker (minx), vorderer (miny), unterer (minz) Scheitelpunkt
Part.Sphere Mittelpunkt der Kugel (d.h. Zentrum des Begrenzungskastens)
Part.Cylinder Mitte der unteren Fläche
Part.Cone Mitte der unteren Fläche (oder Scheitelpunkt, wenn der untere Radius 0 ist)
Part.Torus Zentrum eines Torus
Von Skizzen abgeleitete Merkmale das Merkmal erbt die Position der zugrundeliegenden Skizze. Skizzen beginnen immer mit der Position = (0,0,0). Diese Position entspricht dem Ursprung in der Skizze.

Weiteres

  • Dieses Tutorium: Flugzeug deckt die Mechanik der Änderung der Positionierung eines Objekts ausführlich ab.
  • Dieser FreeCAD-News-Artikel (engl.) behandelt die Rotations-API.