Additional Tools for Working with 3D Bodies

定向与定位 3D 模型

当 MCAD 模型被放置在元件封装附近后，就可以对其进行定位。通常需要重新调整 3D MCAD 模型的朝向以匹配封装。

有多种工具和功能可帮助完成此过程。

参考点与捕捉点

参考点和捕捉点提供了一种在放置过程中“抓取”3D Body 对象的方法。如果在 PCB Editor – General page 的 Preferences dialog 中启用了 Snap to Center 选项，那么当你单击并按住以移动对象时，光标会自动吸附到最近的顶点/参考点/捕捉点。

通用模型会在其设计所用的 MCAD 软件中被分配一个参考点。

捕捉点是用户定义的位置，使对象在设计空间中移动时可以在该位置被“抓取”。捕捉点通常被指定在对象的边缘或角点，或某个中心位置，例如引脚中心或安装柱中心。捕捉点用作 3D 对象上的参考标记，在对 3D Body 与 PCB 或 PCB 封装上的图元或其他捕捉点进行定向或对齐时非常有用。捕捉点可添加到任何 3D Body 上，不受模型类型限制——拉伸体、圆柱体、球体、链接/嵌入模型（STEP、Parasolid、SOLIDWORKS），或从 Workspace 引用的 3D 模型。

可通过在 Properties panel 的 Snap Points 区域中输入 X、Y 和 Z 坐标来添加捕捉点，也可以使用 Add Snap Points From Vertices 命令以交互方式添加。在 3D 模式下以交互方式添加捕捉点更容易。

添加捕捉点的方法：

1. 按 3 切换到 3D 布局模式。
2. 选择 Tools » 3D Body Placement » Add Snap Points From Vertices 命令。

3. 如状态栏所示，下一步是 Pick the STEP model to add snap points to；单击选择所需的 3D Body 对象。光标将变为 3D 位置光标（蓝色、六角星形）。

   Add Snap Points From Vertices 命令有两种模式（使用 Spacebar 在两种模式间切换）：

   • 单击一个顶点，在该位置添加一个捕捉点，或
   • 单击两个不同的顶点；捕捉点将添加在两者的中点。可用此技巧在元件引脚的中间添加捕捉点。
4. 按 Spacebar 选择所需模式。
5. 单击一个顶点以定义捕捉点位置。将 3D 光标移到 3D 模型表面上；当接近某个局部顶点时，3D 光标会被“磁性”吸附到该顶点。
6. 如果使用两次单击模式，请单击第二个顶点以定义第二个位置；捕捉点将创建在两次单击位置的中点。
7. 继续放置捕捉点，或右键单击/按 Esc 结束命令。

为所选模型添加的捕捉点会在 Properties panel 中查看所选模型属性时，显示在 Snap Points 部分的列表中。

3D Body 参考点与自定义捕捉点的可见性控制位于 View Configuration panel 的 System Colors 区域中。

3D 模型的中心捕捉

为提高向 3D 模型添加捕捉点的便利性与精度，在定义捕捉点期间会自动吸附到以下位置：

• 所有孔中心。
• 孔圆周上的 90° 位置（与正交轴相交的点）。
• 边界线的中点。
• 模型的本体轴线。
• 两捕捉点连线的中心点（空格键模式）。

这些捕捉点是利用自动吸附到孔中心的能力添加的。

在 Properties 面板中定向模型

定向模型的一个很好的方法是使用 Properties panel 的 3D Body mode。由于可以通过键盘编辑数值，因此可以快速测试不同的 X、Y 或 Z 数值，并在 3D 视图中观察模型的同时改变其朝向。键盘可用于：

• Ctrl+F – 翻转视图。
• M – 移动对象。
• J – 跳转到设计空间中的某个位置。
• R – 从 Jump 子菜单中选择 Reference（PCB 库编辑器设计空间原点）。
• Enter – 应用刚在面板中输入的数值，并同时放置正在移动的模型。

这可用于绕各轴旋转模型，并在 Z 平面上抬高或降低模型（如下方视频所示）。

Properties panel 也可用于以可视化方式重新定向模型。

使用 3D Body 放置命令

软件包含用于定向与定位 3D Body 的命令。

定向与定位 3D Body

该功能要求你选择位于 3D 模型表面上的三个锚点，然后按顺序指示 PCB 上与之对应的三个参考点，使每个捕捉点与相应参考点配合。该技术不一定要求预先放置捕捉点，因为 3D 模型上的任何顶点都可使用。

流程如下：

1. 切换到 3D 布局模式（快捷键： 3）。
2. 从主菜单选择 Tools » 3D Body Placement » Orient and Position 3D Body 命令。
3. 状态栏会提示你选择一个模型；单击你要重新定位的通用模型。
4. 光标将变为 3D 位置光标（蓝色、六角星形），并提示你在 3D 模型上选择点。现在必须依次选择三个锚点。理想情况下，这些点应是精确的参考，例如预定义的模型参考点，或位于引脚中心的捕捉点。状态栏会指示当前正在选择第几个锚点。注意：状态栏会显示当前光标下顶点或捕捉点的数值引用——用户定义的捕捉点数值较小，从 2 开始递增；请留意该数值以帮助识别正确的单击位置。更多关于添加捕捉点的信息，请参阅 Defining Snap Points 部分。
5. 选定三个锚点后，下一步是按相同顺序在封装上选择这三个锚点应落在的位置。选择这三个位置时可参考状态栏提示。注意：当光标在设计空间中移动时为蓝色，但当位于对象中心（例如焊盘中心）上方时会变为绿色。
6. 一旦单击了第三个锚点位置，软件将尝试将这三个位置配合，模型会立即改变朝向与位置。随后命令结束。

移动后，所选 3D Body 的旋转数值与离板高度会在 Properties panel 中反映出来。可根据需要调整这些数值以微调放置效果。

该过程在下方视频中演示。

演示重新定向通用模型过程的视频。

定位 3D Body

该功能使用两个点来完成操作：先在 3D 模型上选择一个点，再在电路板/封装上选择对应点。该技术不一定要求预先放置捕捉点，因为 3D 模型上的任何顶点都可使用。

流程如下：

1. 切换到 3D 布局模式（快捷键： 3）。
2. 从主菜单选择 Tools » 3D Body Placement » Position 3D Body 命令。光标将变为十字准星，并提示你选择要定位的 3D 模型。
3. 将光标移到目标 3D 模型上并单击，或按 Enter。光标将变为 3D 位置光标（蓝色、六角星形），并提示你在 3D 模型上选择一个点。
4. 将 3D 光标移到一个顶点或捕捉点上，然后单击，或按下 Enter，以定义主锚点。这就是 3D 模型的 anchor point，它将用于与板/封装锚点精确相交。
5. 光标现在会变为两个蓝色圆锥（选择模式），并提示你在板/封装上选择一个点。
6. 定位光标并单击，或按下 Enter，以定义主锚点的目标位置。这是在重新定位本体时，3D 模型主锚点要移动到的目标点。
7. 为板/封装选定目标点后，3D 模型将相应地重新定位。

设置本体高度

此功能用于调整所选 3D Body 相对于板/封装顶表面的高度。

流程如下：

1. 切换到 3D 布局模式（快捷键： 3）。
2. 从主菜单中选择 Tools » 3D Body Placement » Set Body Height 命令。光标将变为十字准星，并提示你选择要定位的 3D 模型。支持所有 3D 模型类型。  
3. 将光标移到目标 3D 模型上并单击，或按下 Enter。光标将变为 3D 位置光标（蓝色、六角星状），并提示你在 3D 模型上选择一个点。
4. 将 3D 光标移到 3D 模型上的一个顶点 （或捕捉点）并单击，或按下 Enter，以定义模型上需要设置其相对板/封装高度的点。

5. Choose Height Above Board Top Surface 对话框将出现。你现在需要指定该模型点在 Z 平面中的位置：要么位于 Board Surface 上，要么与当前放置 3D 模型的板面表面保持 Custom 的距离。

6. 如果需要自定义高度，选择 Custom 并 输入所需高度（正值或负值），用于指定 3D 模型上被选点相对于板/封装表面的高度。

   
   Choose Height Above Board Top Surface 对话框

7. 单击 OK ——3D 模型将相应地在 Z 平面中重新定位。

与板对齐面

此功能用于定位所选 3D Body，使其选定的面与板/封装表面对齐。

流程如下：

1. 切换到 3D 布局模式（快捷键： 3）。
2. 从主菜单中选择 Tools » 3D Body Placement » Align Face With Board 命令。光标将变为十字准星，并提示你选择要对齐的 3D 模型。
3. 将光标移到要对齐的 3D 模型上并单击，或按下 Enter。模型将变为透明。
4. 移动光标在 3D 模型上定位一个面。当光标下方找到平坦表面时，该面将变为不透明，并带有细蓝色边框。
5. 找到合适的面后，单击，或按下 Enter ——所选面将与板/封装表面对齐。

在 PCB Editor 中执行 3D 碰撞检查

3D PCB 编辑器最大的优势之一是能够进行 3D 碰撞测试。除了捕捉常规的器件与器件之间的碰撞外，你还可以有把握地将一个器件放在另一个器件下方，或测试已加载的电路板是否能正确装入外壳。

碰撞测试依赖 Component Clearance 设计规则。添加 Component Clearance 设计规则，可在 X、Y 和 Z 平面中检查包含 3D body 对象的器件之间的碰撞。这使你能够检查一个器件相对于另一个器件的间隙。可以定义多条规则以满足不同的间隙要求。注意，设计规则检查不会测试 3D body 对象是否穿过电路板。

这是一条二元规则，意味着它测试 between 这个对象（这些对象）与那个对象（那些对象）。

可以定义多条 Component Clearance 设计规则，以精确控制碰撞测试过程。

默认行为是显示违规对象以及这两个对象之间的距离。要查看对象之间最小间距的精确位置，请在 Component Clearance 设计规则中启用 Show actual violation distances 选项。

在你工作时会实时检测碰撞。此动画中应用的规则如上一张图所示，它允许按键本体放置在 LCD 下方。

你也可以导入产品外壳，并可执行 3D 间隙检查 （将光标悬停在下方图片上）。

对于刚挠结合设计，电路板可以交互式折叠，这非常适合在安装状态下对电路板进行间隙检查。

在设计规则中引用 3D 模型

为了充分利用设计规则系统，理解如何最佳地限定（scope）设计规则非常重要。规则范围定义了该规则所针对的对象集合，例如，使用 InPolygon 关键字限定的规则将应用于板上所有多边形内的所有图元。若要针对特定多边形内的对象，则应使用 InNamedPolygon('PolygonNameHere') 关键字。

如果你要创建一条规则来针对某个特定器件，可以使用查询关键字 InComponent('ComponentDesignatorHere')。该规则范围将针对器件 C1 内的所有对象，包括焊盘、丝印走线、3D 模型等。

如果你只希望规则针对器件中的 3D 模型，可以在设计规则中使用 id 关键字。例如，在上方视频中，LCD 是一个独立的子装配，标号为 LCD1。该器件中使用的 3D 模型其 id 值为 LCD_2x16，如下方第一张图所示。要使用此 id，可按下方第二张图所示来配置规则。

3D Body Identifier 可用于限定设计规则 使其仅针对器件的 3D 模型。

从 PCB Library 中提取 3D 模型

当 3D 模型（STEP、Parasolid® 和 SOLIDWORKS®）已嵌入到 PCB Library 文档（*.PcbLib）中的 2D 封装模型内时，PCB 封装编辑器提供了一个实用工具用于提取这些模型。操作如下：

1. 打开要从中提取 3D 模型的 PCB Library。
2. 从主菜单中选择 Tools » Extract 3D Models 命令。
3. 在出现的 Generate 3D Model Files from PCB Libraries 对话框中，指定生成文件的存储位置——可以存放在源 PCB Library 所在位置的子文件夹中（Specify the destination for output files 选项），或存放在其他指定文件夹中（In the specified dicrectory 选项）。如果指定文件夹已存在，将直接使用；如果不存在，将创建该文件夹。选择（）以指定输出文件所在目录。
4. 可选地选择 Overwrite existing files——在生成新文件时覆盖同名的现有 3D 模型文件。
5. 按需定义选项后，单击 OK。将开始生成，并在过程完成时弹出确认对话框，说明生成了多少个 3D 模型文件。

使用提取工具从 PCB Library 生成的 3D 模型文件示例。

将 3D 模型上传到已连接的 Workspace

Altium Designer 配合已连接的 Workspace，支持创建和管理 Workspace 3D Models。其用法与基于文件的链接 3D 模型类似，Workspace 3D Model 可以保存一个 3D 模型文件，然后通过附加到标准 2D 封装上的 通过 3D body 引用。

可以通过上传相应的模型文件来创建 3D Model Item 的新修订版。这 可以通过几种方式完成——更多信息请参阅 Uploading Data into a New Revision of an Item。

上传的模型文件支持的格式包括：

• STEP 文件（*.step；*.stp）
• Parasolid 文件（*.x_t；*.x_b）
• SolidWorks 零件文件（*.sldprt）

请注意：当通过从 Windows 资源管理器拖放到 Explorer 面板的方式上传多个 3D 模型文件时，会打开 Release Manager 对话框。

Release Manager 对话框

更新 3D Workspace 模型

如果你需要更改存储在 Workspace 3D Model 中的 3D 模型，请将所需的新模型上传到该 Workspace 3D Model——新模型将存储在该 Workspace 3D Model 的下一修订版中。

更新相关封装

当你对 3D 模型进行更改时，一旦将该更改上传到 Workspace 3D Model 的新修订版中，任何使用该模型的 Workspace Footprint 都会在事实上变为过期状态，仍然引用之前的修订版。在大多数情况下，你很可能希望重新保存这些 Workspace Footprint，并将相应的模型链接更新为可用的最新修订版。为简化此流程，你的 Workspace 与 Altium Designer 配合，可在上传 3D 模型的最新修订版时，提供更新相关封装的能力。

上传完成后，如果当前有任何封装引用该 3D 模型，将弹出对话框询问你是否要更新这些 Workspace Footprint。

随后会在其关联的临时编辑器中打开一个 PCB 封装文档（用于直接编辑）。当多个封装使用该 3D 模型时，不会分别打开多个 PCB 封装实例，而是会呈现一个包含所有受影响 PCB 2D/3D 元件模型的文档。

当模型的 3D body 已更新为引用 Workspace 3D Model 的最新修订版（如需要）后，从主菜单选择 Save to Server 命令（快捷键：Ctrl+Alt+S），将修改后的模型保存为目标 Workspace 中相应 Workspace Footprint 的新修订版。

浏览 PCB 设计中使用的 3D Body

在 PCB 面板的 3D Models 模式下，其三个主要区域会改变，以反映当前 PCB 设计的 3D body 层级结构（自上而下）：

• Component Classes
• 与元件类相关联的特定 Components，这些元件类具有相关的 3D body 对象或自由模型（非 PCB 安装、自由漂浮的 3D body）
• 每个元件或自由 Models

在面板的 Components 区域中双击某个元件条目（或右键单击后选择 Properties），即可打开 Properties 面板的 Component 模式 ，在其中可详细编辑其属性。类似地，在面板的 Models 区域中双击某个模型条目（或右键单击后选择 Properties），即可打开 Properties 面板的 3D Body 模式，在其中可编辑完整的 3D body 属性。

PCB 面板可用于选择 3D 模型的显示属性。 图标表示不同的透明度级别，从 100%（隐藏）到 0%（实体），以 25% 为步进。你可以选择多个元件，并使用 Highlighted Models 选项一次性对它们应用相同的显示控制。

图标可用于启用或禁用包含 STEP 模型的 3D 对象类型的 Design Rule Checking。单击一次该图标可取消勾选（或禁用）该功能，单击两次可勾选（或启用）该功能。

将所选模型设置为 75% Opacity。也可以一次选择多个模型并一步完成更改。