دليل QuadRemesh في Rhino 8: طوبولوجيا رباعية منتظمة وسير عمل SubD

يمكن استخدام أمر QuadRemesh في Rhino 8 لإنشاء شبكة رباعية ذات طوبولوجيا قابلة للتحرير، انطلاقًا من هندسة سطحية أو شبكة أو SubD موجودة. ويتألف سير العمل الموضح في وثائق McNeel الخاصة بـ Rhino 8 من تحديد طول الحافة المستهدف أو عدد الأوجه، وضبط مستوى التفاصيل، ثم تحويل النتيجة إلى SubD عند الحاجة. يوجد الأمر في القائمة SubD / Mesh > Edit Tools > Quad Remesh. يركز هذا الدليل على فهم ما يغيّره كل خيار عند إعداد النماذج المعمارية والتصور البصري.

1. تحديد الهندسة المُدخلة والهدف

قبل تشغيل QuadRemesh، حدّد السطح أو الشبكة أو كائن SubD المراد تحويله. يتضمن الأمر خيارين أساسيين للهدف: Target Edge Length وTarget Quad Count. يحدد الخيار الأول الطول التقريبي لحواف الشبكة الناتجة، ويرتبط بمقياس النموذج. ولا تضمن القيمة المستهدفة نفسها الحصول على العدد نفسه من الأوجه في كائنات مختلفة الحجم؛ فكلما كبر مقياس الكائن، زاد عدد الأوجه في النتيجة. وإذا حُدد طول حافة مستهدف أكبر بكثير من حجم الكائن، فقد تفشل عملية إعادة إنشاء الشبكة.

أما Target Quad Count فيمنح الخوارزمية هدفًا تقريبيًا لعدد الأوجه، ويعمل بصرف النظر عن المقياس. والغاية هي الحصول على عدد متقارب من الأوجه حتى إذا اختلف مقياس الهندسة المُدخلة. لذلك، اختر الخيار الأول إذا كان طول الحافة المحدد هو الأولوية، والثاني إذا أردت وضع حد تقريبي لعدد الأوجه. ولا يضمن أي من الإعدادين نتيجة دقيقة؛ فكلاهما هدف تسعى الخوارزمية إلى تحقيقه.

2. التحكم في كثافة المضلعات الرباعية والحدود

يغيّر Adaptive Size التوازن بين توزيع أحجام الأوجه والحفاظ على التفاصيل. عند ضبطه على 0، يكون الهدف الحصول على عدد أقل من المضلعات الرباعية ذات أحجام أكثر انتظامًا. ومع زيادة القيمة، قد تتكون أوجه أصغر، ولا سيما في المناطق شديدة الانحناء. وتقلل القيم التي تتجاوز 30 من إمكانية التحكم في خفض عدد المضلعات الرباعية، بينما تميل القيمة 100 إلى الحفاظ على مزيد من التفاصيل. لذلك، لا تعتمد قيمة واحدة افتراضية لجميع النماذج؛ بل راجع المعاينة بحسب طبيعة السطح المستهدفة.

إذا كانت الهندسة المُدخلة عبارة عن polysurface أو extrusion، تحدد خيارات Use Surface Edges كيفية التعامل مع حدود الأسطح الفرعية في الشبكة. يتجاهل Off هذه الحدود، ويحافظ Smart عليها باستثناء الحدود التي تعدها الخوارزمية غير ذات معنى، بينما يحافظ Strict على جميع حدود الأسطح الفرعية. إذا كان من المهم إبقاء حدود أجزاء السطح المدمجة ضمن الطوبولوجيا، فاختر Smart أو Strict؛ ويمكن استخدام Off عندما لا تكون الحدود عنصرًا حاسمًا في النتيجة.

3. الاستفادة من التناظر والمنحنيات الإرشادية

إذا كان النموذج متماثلًا، يمكن اختيار إعادة إنشاء الشبكة بتناظر حول المستويات المركزية لصندوق الإحاطة الخاص بالكائن، على محاور X أو Y أو Z؛ كما يمكن تفعيل أكثر من محور معًا. لا يكون هذا الإعداد مفيدًا إلا إذا كان الكائن متماثلًا بالفعل وتم اختيار مستوى التناظر الصحيح. وقد لا يلائم تفعيله على نموذج غير متماثل الهندسة المستهدفة.

يمكن استخدام Guide Curves لتوجيه تدفق المضلعات الرباعية في مناطق معينة أو لتحديد مزيد من التفاصيل. ويجب إسقاط المنحنيات على الكائن المُدخل كي يكون لها تأثير. تتوفر ثلاثة أنماط ضمن Curve Influence:

1. يؤثر Approximate تأثيرًا طفيفًا في الاتجاه العام لتدفق المضلعات الرباعية.

2. يحاول Create Edge Ring وضع الحواف التي تتقاطع مع المنحنيات الإرشادية على نحو عمودي عليها؛ وتأثيره أقوى، لكن حلقات الحواف قد لا تتبع المنحنيات بدقة.

3. يضع Create Edge Loop حلقات حواف على امتداد المنحنيات الإرشادية، ويقدم أقوى تأثير.

عند العمل على أجزاء واجهات منحنية أو أسطح يتجه تدفقها في اتجاه محدد، أسقط المنحنيات الإرشادية أولًا ثم قارن هذه التأثيرات. راجع النتيجة باستخدام Preview؛ إذ تُحدّث المعاينة عند تغيير الإعدادات، ويُعرض في أسفل مربع الحوار متوسط طول الحواف وعدد الأوجه. وإذا جعلت شبكة سلكية كثيفة للكائن المُدخل المعاينة غير مرئية، فعّل خيار Hide Input Objects.

4. الحواف الحادة والتحويل إلى SubD

يضيف Detect Hard Edges حلقات للحواف الحادة عندما يزيد فرق الزاوية بين الأوجه المتجاورة على 30 درجة. إذا كانت الهندسة ناتجة من شبكة غير منتظمة أو ظهرت حواف حادة غير مرغوب فيها، فقد يكون من المناسب إيقاف هذا الخيار. يحوّل خيار Convert to SubD في QuadRemesh شبكة المضلعات الرباعية الناتجة إلى سطح SubD ناعم. وتُحفظ الحواف الحادة متى أمكن؛ كما ينقل الخياران SubD Creases وSubD corners حواف crease ونقاط الزوايا في الشبكة إلى خصائص SubD، على الترتيب.

عند تفعيل Interpolate SubD، تُستخدم رؤوس الشبكة الرباعية كنقاط SubD، ويبقى SubD فوق الشبكة الرباعية. وعند إيقافه، تُعامل رؤوس الشبكة الرباعية كنقاط للمضلع التحكمي؛ وقد تكون النتيجة أصغر أو أكبر قليلًا من الشكل المُدخل. وتربط وثائق Rhino هذا الخيار بخيار UseMesh في الأمر ToSubD.

يمكن أيضًا استخدام الأمر المنفصل ToSubD لتحويل الشبكات والبثق والأسطح والأسطح الفرعية. في إعداد UseMesh، يحوّل ControlPoints رؤوس الشبكة إلى نقاط تحكم SubD، بينما يحولها Location إلى نقاط SubD. ويحدد DeleteInput ما إذا كانت الهندسة الأصلية ستُحذف؛ لذا تحقق من سلوك الحذف إذا أردت الاحتفاظ بالكائن المصدر أثناء التجربة. وقد تختفي اقتطاعات الأسطح عند التحويل، كما يمكن تحويل الأسطح الفرعية في polysurface كلٌّ على حدة، وقد تُحذف الأوجه المرتبطة بحواف شبكة غير manifold.

الاستخدام في سير عمل العمارة والتصور البصري

توضح الوثائق أن QuadRemesh يُستخدم لإنشاء شبكة رباعية يسهل التعامل معها لأغراض التصيير والرسوم المتحركة والهندسة العكسية وCFD وFEA. وفي التصور المعماري، يتيح ذلك تحويل مُدخل كثيف أو غير منتظم إلى بنية أوجه أكثر قابلية للتحكم، مع إمكانية تنعيمها باستخدام SubD عند الحاجة. لكن النتيجة تعتمد على الهدف المحدد والهندسة؛ لذلك لا ينبغي افتراض ملاءمة الإعدادات نفسها لكل نموذج.

في سير العمل المكتبي، حدد أولًا أيهما أهم: عدد الأوجه المستهدف أم طول الحافة. بعد ذلك، افحص توزيع الأوجه والحدود في المعاينة، وأسقط المنحنيات الإرشادية إذا لزم الأمر. وقبل الانتقال إلى SubD، ضع في الحسبان احتمال اختفاء الاقتطاعات وإزالة المناطق غير manifold أثناء التحويل. ولا تذكر الوثائق متطلبات خاصة للأجهزة أو شروطًا للترخيص، لذا لا ينبغي افتراض أي شيء إضافي بشأن هذه المسائل.

أخطاء شائعة

• التعامل مع Target Quad Count، الذي لا يتأثر بالمقياس، وTarget Edge Length، المرتبط بالمقياس، كما لو كانا الإعداد نفسه.

• إدخال طول حافة مستهدف أكبر بكثير من حجم الكائن، من دون الانتباه إلى احتمال فشل عملية إعادة إنشاء الشبكة.

• توقع تأثير المنحنيات الإرشادية من دون إسقاطها على الكائن المُدخل.

• تفعيل خيار التناظر من دون التحقق من تناظر الكائن ومن مستوى المركز الصحيح.

• عدم التحقق قبل استخدام ToSubD من احتمال فقدان الاقتطاعات، أو تحويل الأسطح الفرعية كلٌّ على حدة، أو إزالة المناطق غير manifold.