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2022年5月7日土曜日

共有座標系(1)

測量点・プロジェクト基準点・内部原点

Revitの外構カテゴリには「内部原点」「プロジェクト基準点」「測量点」の三種類がありそれぞれ座標系(XYZ軸と原点)を構成します。それぞれの用途の概要は以下の通りです。

内部原点(グローバル座標系)

内部原点

Revitの唯一の絶対座標(グローバル座標系)の原点。プロジェクトのすべての要素の位置は内部原点を原点とするグローバル座標系で定義されています。XYZベクトルは画面に正対しています。平面図でみればプロジェクトの北がY方向で、右方向がX軸となります。また内部原点は絶対に移動することはできません。

プロジェクト基準点(プロジェクト座標系)

プロジェクト基準点

プロジェクトの原点として設定したい位置、例えば通り芯X1とY1および1FLの交点に配置します。自由にどこにでも移動でき、比較的簡素な目印のような存在です。
プロジェクト基準点のクリップは廃止

もうすでにお気づきとは思いますが、Revit2020以降、プロジェクト基準点のクリップが廃止されています。このためプロジェクト基準点の機能は単純化されて、原点マーカーのような存在になっています。プロジェクト基準点はこの点を原点とする「プロジェクト座標系」を構成します。プロジェクト座標系のY軸もプロジェクトの北です。

測量点(共有座標系)

測量点

基本的にはベンチマークに配置するのですが、測量点座標系は別名共有座標系ともいい、他のプロジェクトと原点やXYZ軸を共有できるという機能があり、非常に重要な要素です。測量点座標系は共有座標系と呼ばれてます。Y方向は「真北」です。ここで気を付けなくてはならないのは、内部原点とプロジェクト基準点とは異なり、このマークがある位置は必ずしも共有座標系の原点ではないという点です。

プロジェクト基準点の座標

プロジェクト基準点を選択すると、N/S、E/W、高さ、真北の角度が表示されます。ここで表示されている座標はいったいどこを原点とし、X軸(E/W)、Y軸(N/S)はどの方向なのでしょうか?

実際に確かめてきましょう。ここではRevit2022を使用します。他のバージョンも訳語が多少異なりますが、基本は同じです。

確認手順

  1. Revitを起動し、プロジェクトテンプレート<なし>、メートル単位で新規プロジェクトを作成。
  2. 表示タブ>グラフィックスパネル>表示/グラフィックス
    1. 外構カテゴリの「プロジェクト基準点」「内部原点」「測量点」に☑してOK
  3. プロジェクト基準点を選択します。
    1. この時の表示は次の図のようになります。

  4. N/Sの値とE/Wの値をクリックし、それぞれ10000とします。
    1. プロジェクト基準点が移動します。
      プロジェクト基準点の位置が移動する

答えから先に行ってしまうと、プロジェクト基準点に表示されている座標の値は、共有座標系の値です。では共有座標系の原点を探ってみましょう!

測量点の座標

測量点を選択するとプロジェクト基準点同様に座標が表示されます。
測量点に表示されるのも共有座標系の値
この値も共有座標系の値です。この値が0になっているということは、現時点ではここが共有座標系の原点です。では、表示されているクリップを解除して任意の位置に測量点を移動してみます。

そのうえで、プロジェクト基準点をクリックして表示を確認します。
プロジェクト基準点の表示値は変化なし

値は変わりません。共有座標系の原点は移動していないことがわかります。
UNDOで測量点を内部原点の位置に戻し、今度はクリップしたまま測量点を移動します。
すると、測量点に表示される値は00のままです。

次にプロジェクト基準点を選択して値を確認すると、今度は値が変わっていることがわかります。つまり共有座標系の原点が移動したのです。
表示される座標値が変わった

まとめ

  • 内部原点(グローバル座標系)は絶対に移動できない。
  • プロジェクト基準点、測量点に表示される座標値は共有座標系。
  • 測量点をクリップしたまま移動すると共有座標系を移動することができる。

2019年3月24日日曜日

Revit Modeling Plate

Revit Modeling Plate

普段はあまり気にしないのですが、建物と土地(地球)の関係はRevitにおいてどういった概念でとらえられているのでしょうか?もし仮に無限のコンピューティングパワーと無限の労力があれば、Revit上に地球を丸ごと再現することは可能でしょうか?

おそらく答えはNoです。

なぜなら、Revitのモデリング空間は直行座標系で、当然ながらXY平面は平たんです。一方地球は球体です。ある点においては正確ですが、そのある点から遠ざかるにつれて正確性は低くなり、ついにはモデリングができなくなってしまうでしょう。
中心から離れるほど地球上の座標は不正確になる

上の図でマゼンタで示されたRevitモデルが構築される平面を仮に「Revit Modeling Plate (RMP)」と呼ぶことにします。通常私たちはこのRMPの上に直行座標系を用いてモデルを作成しています。
Revit上ではモデルの大きさに制限はありませんが、推奨される限度というものがあり、だいたい直径20マイル(33km)を超えると、正確性は保証されていません。(20マイルの壁)このRMPの推奨される大きさが直径20マイル(33km)ということになります。

座標

Revitの座標系はやや複雑です。はっきりと名前がついてはいませんが、以下の3つの概念を持っています。
  1. 地球座標系
  2. プロジェクトの北座標系(内部基準点が原点:プログラムで取得可能な座標値)
  3. 真北座標系(1の地球座標系と基本的には同じ)
概念としては下の図のように球体としての「地球」と、円盤状の「Revit Modeling Plate」がある一点で接した状態がRevitの座標系です。
地球の上に半径20マイルの円盤が乗っているイメージ

RMPの原点はプロジェクトの北座標系の原点で、常にRMPの中心にあります。プログラムやダイナモで取得できる座標はこのプロジェクトの北座標系の値です。この原点を内部基準点と呼びます。内部基準点はRMPの中心に固定されていて、移動することはできません。

真北座標系

RMPにはもうひとつ真北座標系があります。これは敷地コマンドにより、複数を切り替えることができます。真北座標なので、Yは北極を指していることになります。ですから、原則としては地球座標系と基本的に同じであるともいえます。
真北座標


プロジェクト基準点と測量点

これらの座標系と「測量点」、「プロジェクト基準点」および「クリップ」の関係を考えてみます。
基本的には測量点は地球に、プロジェクト基準点はRMP上に存在します。
測量点とプロジェクト基準点


プロジェクト基準点+クリップ=プロジェクトの移動


プロジェクト基準点を選択するとクリップのマークが表示されます。このクリップはON/OFFができます。OFFの時はRMP上を自由に移動しますが、ONにするとRMPにクリップ(刺さるイメージ)します。プロジェクト基準点のクリップをONにしたまま移動すると、RMPに突き刺さっている状態で動かすことになるので、RMP全体が地球上を移動します。これがプロジェクトの移動です。
プロジェクトの移動:測量点は地球に「刺さっている」ので、移動しない。

このとき測量点は移動しないことに注目してください。測量点は地球座標系にあるため、RMPが移動しても影響を受けず、地球上の指定した点に残ります。
このとき、移動距離が20マイル(33km)を超えると、距離の正確性は上記の地球(球体)とRMP(平面)の関係で、正確性が徐々に失われていきます。

測量点+クリップ=測量基準点の移動

測量点もまたクリップのON/OFFを切り替えることができます。クリップしていない場合は、測量基準点は地球上を移動せず、0,0と指定した位置にとどまり、移動した測量点は測量基準点からの距離を表示します。
クリップを外すと、測量基準点は移動しない。
測量点をクリップすると測量点基準点が地球上を移動します。
クリップすると測量基準点(0,0)が移動する
測量点のクリップは「測量基準点(0,0)にクリップ」しているのです。

真北の回転

真北を回転コマンド([管理]タブ>[プロジェクトの位置]パネル>[位置▼]>[真北を回転)]を使ったとき、思った方向と逆の方向に真北が回転してしまった、という経験をお持ちではないでしょうか?この動きも地球とRMPの関係を考えれば納得がいきます。
下の図は標準添付のテンプレートでプロジェクトを開始したときの状況を示しています。このとき、プロジェクトの北と真北の方向は一致しています。
最初はプロジェクトの北と真北は一致している
真北を設定するために[真北を回転]で真北を10時の方向へ回転させるとします。注意すべきことはこのコマンドが地球ではなく、RMPを回転させる、ということです。
もしこのとき12時の方向から10時の方向へ回転を指定すると、RMPが反時計回りに回転するので真北の位置は2時の方向になってしまいます。
真北が2時の方向になってしまいます。
真北をプロジェクトの北からみて、10時の方向にするには、RMPを12時の方向から2時の方向に回転させる必要があります。
真北が10時の方向になります。

真北を回転する場合も、測量点は地球に刺さっているので移動しません。ところがRevitのUIからはプロジェクトの北が常に画面の上を向いているので、測量点が移動したようにみえるのです。


いかがでしたか?プロジェクト基準点、測量点、真北、クリップの関係がつかめていただけたでしょうか?地球と建物の関係を考えてみるのも、なかなか壮大で面白いものですね。