Entorno de trabajo en 3D (1ª parte)

2015 (2008+)

Cualquier tarea de representación o modelado en 3D requiere un buen conocimiento de las herramientas de que se dispone en AutoCAD para construir los objetos, tanto si se trata de modelos alámbricos, como superficiales o sólidos. Pero no es menos cierto que la eficacia de esas herramientas está íntimamente relacionada con una adecuada configuración del entorno de trabajo, es decir, del correcto establecimiento de direcciones de observación que permitan apreciar con claridad todos los detalles de los objetos, así como de un óptimo aprovechamiento del área gráfica, a lo que hay que añadir, por supuesto, el control de los sistemas de coordenadas y de los elementos relacionados con ellos.

Habida cuenta de que ya hemos dedicado una serie completa al estudio de los sistemas de coordenadas, con esta entrega iniciamos otra serie en la que trataremos de poner en valor las herramientas que proporciona AutoCAD para la organización del área gráfica y el control de la visualización en 3D, las cuales se han ido mejorando y ampliando en los últimos años, incorporando novedades significativas en las versiones más recientes.

La dirección de observación en 3D

Cuando se inicia un dibujo nuevo sin utilizar ninguna plantilla, o empleando una de las plantillas predefinidas cuyo nombre no termina con las letras 3D, el icono del sistema de coordenadas sólo muestra los ejes X e Y, lo que significa que la dirección de observación es perpendicular al plano XY y el observador está situado en algún punto por encima de dicho plano. Esta dirección de observación es ideal para el trabajo en 2D, donde todos los objetos del dibujo son planos y se representan contenidos en el plano XY. Sin embargo, la representación de un modelo 3D exige que la dirección de observación sea oblicua respecto del plano XY para tener una vista en perspectiva y poder apreciar la tridimensionalidad de los objetos, tal y como sucede en el mundo real.

La dirección de observación de los objetos en el espacio, también conocida como punto de vista, viene determinada por un vector orientado que une la posición espacial del observador con el origen de coordenadas. Una vez fijada dicha posición, AutoCAD proyecta ortogonalmente los objetos sobre un plano perpendicular a la dirección de observación, que es precisamente la pantalla del ordenador. Así, si la dirección de observación se corresponde con alguno de los ejes del sistema de coordenadas, sobre la pantalla veremos proyecciones ortogonales, mientras que si la dirección de observación es oblicua respecto de los ejes, tendremos como resultado perspectivas axonométricas, que serán dimétricas, trimétricas o isométricas en función del ángulo de oblicuidad de dicha dirección.

A estos efectos, AutoCAD proporciona numerosas herramientas que permiten establecer a voluntad la dirección desde la que se observan los objetos, facilitando notablemente el trabajo. Las dos herramientas más populares son, sin ninguna duda, la órbita 3D y el cubo de vistas (ViewCube), a las que hay que sumar otras no menos interesantes, como la barra de navegación, las diferentes ruedas de navegación (SteeringWheels), los paseos y vuelos, las vistas predefinidas o definidas por el usuario y los comandos PTOVISTA (VPOINT), PLANTA (PLAN) y VISTADIN (DVIEW). Estos tres comandos, que eran los únicos de que disponían las versiones más antiguas de AutoCAD para establecer direcciones de observación, han sido reemplazados por herramientas más versátiles e interactivas, por lo que prácticamente han desaparecido de los elementos de la interfaz de usuario, pero siguen siendo útiles en determinadas situaciones, especialmente en la elaboración de macros de comandos para personalización.

En futuras entregas nos ocuparemos de todas y cada una de las herramientas que hemos citado, pero, con el fin sentar adecuadamente las bases sobre el establecimiento de direcciones de observación en el espacio, vamos a comenzar estudiando el comando PTOVISTA (VPOINT) que, aún siendo uno de los más antiguos, presenta muchas ventajas de tipo didáctico al ser (casi) el único que permite definir una dirección de observación con exactitud mediante valores angulares o las componentes de un vector.

Definición angular de la dirección de observación

AutoCAD proporciona dos métodos que admiten valores numéricos para definir la dirección de observación. El primer método consiste en especificar dos valores angulares, denominados ángulo horizontal o de orientación y ángulo vertical o de elevación. El ángulo de orientación se mide en el plano XY a partir del eje X, tomando como sentido positivo por defecto el antihorario, mientras que el ángulo de elevación se mide a partir del plano XY, considerando también como positivo el sentido antihorario.

El comando PTOVISTA (VPOINT) permite consignar los valores de los ángulos de orientación y de elevación por medio del cuadro de diálogo Parámetros punto de vista, que incluye una figura interactiva para hacer más fácil la elección de uno y otro. El acceso a este cuadro de diálogo en las versiones de AutoCAD anteriores a la 2015 se efectúa mediante el comando DDVPOINT. Estos dos comandos sólo se pueden iniciar utilizando los métodos que enumeramos a continuación.

1. Escribiendo el nombre PTOVISTA (VPOINT) en la línea de comando o en la entrada dinámica de la versión 2015 de AutoCAD. En las versiones anteriores, el nombre que se debe escribir es DDVPOINT.
2. Si la barra de menús está visible, seleccionando la opción Parámetros pto. vista en el submenú Pto. vista 3D del menú desplegable Ver.
3. Escribiendo la abreviatura PV en la línea de comando o en la entrada dinámica de la versión 2015 de AutoCAD. En las versiones anteriores, la abreviatura que se debe escribir es DDV.

Los tres métodos que acabamos de citar abren el cuadro de diálogo Parámetros punto de vista, cuya zona central cuenta con una figura interactiva donde están representados en sendos gráficos los ángulos de orientación y de elevación.

El gráfico de la izquierda representa el ángulo de orientación y está dividido en ocho sectores sobre los que se puede hacer clic para seleccionar el ángulo indicado en cada uno de ellos, desde 0 a 315º en incrementos de 45º. El gráfico de la derecha representa el ángulo de elevación y está dividido en once sectores, lo que permite seleccionar con el ratón el ángulo de 0º y los ángulos positivos o negativos de 10, 30, 45, 60 y 90º. El ángulo de orientación o de elevación seleccionado en el gráfico se consigna automáticamente en las casillas Desde Eje X o Desde Plano XY, respectivamente. Si el ángulo requerido no figura en el gráfico, es necesario escribir su valor en la casilla correspondiente.

Las dos opciones de la parte superior del cuadro de diálogo permiten elegir el sistema de coordenadas de referencia para la medición de los ángulos. La opción Absolutos con respecto al SCU, que es la opción por defecto, establece como referencia el sistema de coordenadas Universal, mientras que la opción Relativos al SCP determina que la referencia sea el sistema de coordenadas que esté definido como actual en ese momento. Salvo en situaciones muy particulares, es preferible que los ángulos estén referidos al sistema de coordenadas Universal, puesto que es una referencia constante. Este parámetro se mantiene en el dibujo después de cerrar el cuadro de diálogo, por lo que la opción elegida será la que figure seleccionada por defecto la siguiente vez que se acceda al mismo.

La variable de sistema WORLDVIEW se puede utilizar como alternativa al cuadro de diálogo para establecer el sistema de coordenadas de referencia en la definición de direcciones de observación. Asignando los valores 1 y 0 a esta variable se establece como referencia el sistema de coordenadas Universal o el SCP actual, respectivamente.

El cuadro de diálogo se completa con el botón Establecer vista en planta, que define una dirección de observación perpendicular al plano XY consignando automáticamente un valor de 270º para el ángulo de orientación y de 90º para el de elevación. Más adelante explicamos las características particulares de las vistas en planta que establece AutoCAD, así como el comando PLANTA (PLAN) cuyo único objetivo es precisamente el de establecer direcciones de observación perpendiculares al plano XY.

Al cerrar el cuadro de diálogo haciendo clic en el botón Aceptar, además de establecer la dirección de observación definida por los ángulos que se hayan consignado, AutoCAD efectúa un zoom a la extensión del dibujo de modo que todos los objetos queden centrados y ajustados en el área de la ventana gráfica correspondiente.

Es interesante señalar que los valores que figuran en las casillas Desde Eje X y Desde Plano XY cuando se abre el cuadro de diálogo Parámetros punto de vista son los ángulos de orientación y de elevación correspondientes a la dirección de observación que esté definida en ese momento, lo que permite utilizar el cuadro de diálogo como una herramienta de consulta de dichos ángulos.

El vídeo siguiente muestra el establecimiento de diferentes direcciones de observación mediante los ángulos de orientación y elevación con ayuda del cuadro de diálogo Parámetros punto de vista.

Definición vectorial de la dirección de observación

El segundo método que admite AutoCAD para establecer numéricamente la dirección de observación consiste en especificar tres valores separados por comas, que definen un vector, y pueden asimilarse a las tres coordenadas (X, Y, Z) de un segundo punto de la recta cuyo primer punto es el origen de coordenadas.

Conviene tener en cuenta que la dirección de observación no es más que una recta que apunta hacia el origen de coordenadas. Por tanto, lo realmente significativo es la proporción relativa entre las componentes del vector de dirección y no sus valores absolutos. Los vectores (1, 1, 1) y (20, 20, 20), por ejemplo, definen la misma dirección de observación.

La única herramienta que proporciona AutoCAD para establecer vectorialmente una dirección de observación es el comando –PTOVISTA (–VPOINT), que no utiliza ningún cuadro de diálogo y efectúa todas las solicitudes de datos en la ventana de comandos o en la entrada dinámica. Se puede iniciar utilizando uno cualquiera de los métodos que enumeramos a continuación.

1. Escribiendo el nombre –PTOVISTA (–VPOINT) en la línea de comando o en la entrada dinámica de la versión 2015 de AutoCAD. En las versiones anteriores, el nombre que se debe escribir es PTOVISTA (VPOINT), sin el guion inicial.
2. Si la barra de menús está visible, seleccionando la opción Puntovista en el submenú Pto. vista 3D del menú desplegable Ver.
3. Escribiendo la abreviatura -PV en la línea de comando o en la entrada dinámica de todas las versiones de AutoCAD. Las versiones anteriores a la 2015 también admiten la abreviatura PV, sin el guion.

Al iniciar el comando, AutoCAD muestra un mensaje que informa de la dirección de observación actual expresada en forma vectorial. Esta información se guarda en la variable de sistema de sólo lectura VIEWDIR y su valor puede estar referido al sistema de coordenadas Universal o al sistema de coordenadas que esté definido como actual en ese momento, dependiendo del valor de la variable WORLDVIEW, tal y como quedó explicado en el epígrafe anterior. Después del mensaje informativo se solicita la nueva dirección de observación, que debe consignarse también en forma vectorial.

Comando: -PTOVISTA
Dirección de vista actual: VIEWDIR=0.00,0.00,1.00
Precise un punto de vista o [Rotación] <muestra brújula y trípode>:

La opción Rotación (Rotate) permite especificar la dirección de observación mediante los ángulos de orientación y elevación. Primero se solicita el valor del ángulo de orientación y a continuación el de elevación.

Comando: -PTOVISTA
Dirección de vista actual: VIEWDIR=0.00,0.00,1.00
Precise un punto de vista o [Rotación]
   <muestra brújula y trípode>: Rotación
Ángulo a partir del eje X en el plano XY <270.00>:
Ángulo a partir del plano XY <90.00>:

La opción que se ofrece por defecto en la solicitud inicial del comando, etiquetada como muestra brújula y trípode (display compass and tripod), que se puede aceptar pulsando la tecla Intro o la barra espaciadora, proporciona un método alternativo (y un tanto peculiar) de especificar la nueva dirección de observación. La visualización normal de los objetos se sustituye por un sistema gráfico compuesto por una brújula en la zona superior derecha y un trípode de ejes en la zona central.

La brújula es una representación plana de la esfera terrestre, donde el círculo exterior se corresponde con el polo sur, el círculo interior con el ecuador y el centro con el polo norte. El trípode se actualiza de acuerdo con la posición del cursor, que debe moverse dentro del área limitada por la brújula. Los cuatro cuadrantes en que están divididos los círculos sirven como referencia para establecer el ángulo de orientación. El sentido positivo o negativo del ángulo de elevación se define, respectivamente, situando el cursor entre el ecuador y polo norte o entre el ecuador y el polo sur. Al hacer clic, después de situar el cursor en la posición requerida, el gráfico desaparece y se recupera la visualización normal de los objetos de acuerdo con la dirección elegida.

En el vídeo siguiente se establecen las mismas direcciones de observación que en el anterior, pero utilizando esta vez el comando –PTOVISTA (–VPOINT) y empleando vectores en lugar de ángulos.

Definición de vistas en planta

Se denomina vista en planta a la que resulta de establecer una dirección de observación perpendicular al plano XY desde la dirección positiva del eje Z. Esta definición es evidentemente ambigua puesto que no queda fijada la posición de los ejes X e Y, los cuales, manteniéndose perpendiculares entre sí, pueden girar libremente alrededor del eje Z, dando lugar a vistas en planta en todos los casos. Para evitar esta ambigüedad, cuando AutoCAD establece una vista en planta, el eje X siempre se dispone en posición horizontal con su dirección positiva apuntando hacia el lado derecho de la pantalla. Esto significa que, por ejemplo, si se establece un ángulo de elevación de 90º, el valor de ángulo de orientación es completamente irrelevante, ya que cualquier valor de dicho ángulo dará lugar a la misma vista en planta.

Para establecer una vista en planta se pueden utilizar los comandos PTOVISTA (VPOINT) y –PTOVISTA (–VPOINT) y ambos pueden hacerlo, como ha quedado expuesto, con referencia al sistema de coordenadas Universal o al SCP actual. No obstante, AutoCAD proporciona un comando específico que permite establecer vistas en planta de una forma más eficaz y versátil. Se trata del comando PLANTA (PLAN), que sólo se puede iniciar utilizando uno de los dos métodos enumerados a continuación.

1. Escribiendo el nombre PLANTA (PLAN) en la línea de comando o en la entrada de solicitud dinámica.
2. Si la barra de menús está visible, desplegando el menú Ver, seleccionando el submenú Pto. vista 3D y eligiendo la opción apropiada en el submenú Vista en planta.

El comando se limita a mostrar un mensaje donde ofrece tres opciones para elegir el sistema de coordenadas respecto de cual se establecerá la vista en planta.

Comando: PLANTA
Indique una opción [scp Actual/SCP/Universal] <Actual>:

Como se puede deducir fácilmente, las opciones scp Actual (Current ucs) y Universal (World) establecen la vista en planta con relación al plano XY del sistema de coordenadas actual o del sistema de coordenadas Universal, respectivamente, pero tienen la ventaja de no alterar en modo alguno la variable de sistema WORLDVIEW.

La tercera opción, SCP (Ucs), permite establecer la vista en planta respecto de un sistema de coordenadas que esté guardado en el dibujo con un nombre. El mensaje de solicitud del nombre del SCP incluye una opción, etiquetada como ?, que proporciona un listado con información sobre los sistemas de coordenadas guardados en el dibujo.

Comando: PLANTA
Indique una opción [scp Actual/SCP/Universal] <Actual>: SCP
Indique nombre de SCP o [?]:

Por último, conviene recordar en este punto que la variable de sistema UCSFOLLOW permite activar el establecimiento automático de vistas en planta cada vez que se define un nuevo SCP en el dibujo, según quedó expuesto en la novena entrega de nuestra serie dedicada a los sistemas de coordenadas.

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