Blender Geometry Nodes: Leitfaden für wiederholte Architekturgeometrie

Was lernen Sie in diesem Leitfaden?

Blender Geometry Nodes ermöglicht es, Geometrie mithilfe knotenbasierter Regeln zu bearbeiten und wiederholte Produktionsschritte zu organisieren. Dieser Leitfaden behandelt drei verschiedene Ansätze und zeigt, wie sie sich in der Architekturmodellierung einsetzen lassen: Geometrieelemente vervielfältigen, jedes Element der Eingabegeometrie separat bearbeiten und eine Node-Gruppe eine festgelegte Anzahl von Malen wiederholen. Im letzten Abschnitt wird die Funktionsweise der Simulation Zone für Arbeiten erläutert, die sich im Laufe der Zeit verändern.

Ein Fassadenmodul, ein Bodenelement oder ein Volumen, das für jede Fläche erzeugt wird, kann als Beispiel dienen, um diese Methoden zu betrachten. Welche Geometrie bearbeitet, wie oft sie vervielfältigt und wie die Ergebnisse positioniert werden, hängt jedoch vom aufgebauten Node-Tree ab. Legen Sie daher zunächst das Produktionsziel fest und wählen Sie anschließend die passende Zone oder den geeigneten Node.

Voraussetzungen

• Sie benötigen Blender und eine Arbeitsdatei, die Geometry Nodes verwenden kann.

• Die Referenzhandbücher nennen weder eine bestimmte Blender-Version noch Anforderungen an ein Konto oder die Hardware. Die folgende Erläuterung stützt sich auf die dokumentierte Funktionsweise der Nodes und nicht auf versionsspezifische Menüschritte.

• Repeat Zone, For Each Geometry Element Zone, Duplicate Elements und Simulation Zone dienen unterschiedlichen Zwecken. Die erste wiederholt einen Vorgang, die zweite bearbeitet Geometrieelemente einzeln, die dritte vervielfältigt Geometrieelemente und die letzte überträgt den Simulationszustand zwischen Frames.

Schritt für Schritt: Architekturwiederholungen erstellen

1. Legen Sie die Art der Operation fest

Bestimmen Sie zunächst, was die wiederholte Erzeugung leisten soll. Wenn für jede Fläche der Eingabeoberfläche eine separate Geometrie erstellt werden soll, bietet sich die elementweise Bearbeitung an. Müssen vorhandene Geometrieelemente vervielfältigt werden, kommt Duplicate Elements infrage. Soll das Ergebnis eines Vorgangs als Eingabe für den nächsten Schritt dienen, ist Repeat Zone die passendere Wahl.

Diese Unterscheidung kann sich nicht nur auf den Aufbau, sondern auch auf die Effizienz auswirken. Das Blender-Handbuch weist darauf hin, dass es ineffizient sein kann, eine große Menge kleiner Geometrien einzeln zu verarbeiten. Die einzelnen Elemente einer kleinen Geometrie separat zu bearbeiten, kann langsamer sein, als mit größeren Gruppen zu arbeiten. Teilen Sie den Vorgang deshalb nicht in möglichst kleine Einheiten auf, sondern wählen Sie den tatsächlich erforderlichen Detailgrad.

2. Jedes Geometrieelement separat bearbeiten

For Each Geometry Element Zone verarbeitet nacheinander die Elemente im festgelegten Bereich der Eingabegeometrie. Wird beispielsweise ein Flächenmesh übergeben, kann der Bearbeitungsbereich auf Faces gesetzt werden. Der Selection-Eingang bestimmt die zu bearbeitende Teilmenge. Der Element-Eingang der Zone liefert das einzelne Geometrieelement, das gerade verarbeitet wird. Mit diesen Daten können Sie im Node-Tree definieren, welches Ergebnis für jedes Element erzeugt werden soll.

Das Architekturbeispiel im Blender-Handbuch erzeugt für jede Fläche der Eingabegeometrie ein separates Gebäude. Die innerhalb der Zone für jedes Element erzeugte Geometrie wird am Ausgang zusammengeführt. Attribute der Eingabegeometrie können ebenfalls an diese Geometrieausgaben weitergegeben werden.

Index gibt den Index des bearbeiteten Elements in der Quellgeometrie zurück. Werden mehrere Geometriekomponenten gleichzeitig verarbeitet, kann derselbe Index mehrmals auftreten. Wenn der Element-Eingang nicht benötigt wird, erhöht es in der Regel die Effizienz, ihn ungenutzt zu lassen; laut Handbuch wird dieser Ausgang nicht berechnet, wenn er im Node-Tree nicht verwendet wird. Berücksichtigen Sie außerdem den Aufwand, der entsteht, wenn eine große Geometrie in zahlreiche kleine Elemente aufgeteilt wird.

3. Geometrieelemente vervielfältigen

Duplicate Elements vervielfältigt Elemente der Eingabegeometrie entsprechend der am Amount-Eingang angegebenen Anzahl. true-Werte am Selection-Eingang kennzeichnen Geometriebereiche, die gelöscht werden sollen. Interpretieren Sie true-Bereiche daher nicht als Auswahl der zu vervielfältigenden Elemente. Domain bestimmt, welcher Elementtyp vervielfältigt wird. Beträgt Amount für ein Element null, erscheint dieses Element nicht in der Ausgabe.

Dieser Node verändert die Position der Kopien nicht automatisch: Zu Beginn befinden sie sich am selben Ort. Über Domain legen Sie fest, welcher Elementtyp vervielfältigt wird – Points, Edges, Faces, Splines oder übergeordnete Instances. Wird beispielsweise die Domain Faces verwendet, ist jede erzeugte Kopie eine separate Fläche, die keine Kanten mit den anderen Kopieflächen teilt.

Der Ausgang Duplicate Index gibt für jedes ausgegebene Element an, die wievielte Kopie des zugehörigen Eingabeelements es ist. Für jedes Eingabeelement beginnt dieser Wert bei null und reicht bis Amount minus eins. Das Handbuch zeigt, wie diese Information verwendet werden kann, um jede Instance unterschiedlich weit zu verschieben. Bei einem Array-ähnlichen Vorgang kann es effizienter sein, die Kopien mit Geometry to Instance als Instances zu erzeugen.

4. Einen Vorgang wiederholen

Repeat Zone führt die darin enthaltenen Nodes so oft aus, wie die Anzahl der Iterationen vorgibt. Beim ersten Durchlauf werden die Zoneneingänge ausgewertet und an die Nodes innerhalb der Zone übergeben. Die Nodes in der Zone können Ausgaben erzeugen, die als Eingaben für die nächste Iteration dienen. Nach der letzten Iteration wird das Ergebnis der Zone ausgegeben.

Dieser Ansatz eignet sich für Vorgänge, bei denen jeder Schritt das vorherige Ergebnis weiterentwickelt oder neue Geometrie hinzufügt. Das Beispiel im Blender-Handbuch erzeugt und positioniert in jeder Iteration einen Würfel und fügt ihn zum vorherigen Ergebnis hinzu. So entsteht eine Pyramide, deren Höhe angepasst werden kann. Eine ähnliche Wiederholungslogik lässt sich auf einen Architekturentwurf mit wiederkehrenden Einheiten übertragen.

Nodes innerhalb der Zone können Eingaben von Nodes außerhalb der Zone erhalten; diese Eingaben bleiben in jeder Iteration gleich. Von Nodes innerhalb der Zone lassen sich jedoch keine direkten Verbindungen nach außen herstellen. Der Iteration-Eingang liefert den aktuellen Iterationsindex, der bei null beginnt. Mit der Liste Repeat Items können Sie neue Eingaben hinzufügen oder vorhandene bearbeiten.

5. Simulation Zone für Animationen in Betracht ziehen

Verändert sich die Geometrie über mehrere Frames hinweg, ermöglicht Simulation Zone, dass das Ergebnis eines Frames den nächsten beeinflusst. An Simulation Input angeschlossene Eingaben werden zu Beginn der Simulation ausgewertet. Andere externe Verbindungen innerhalb der Zone werden anhand ihrer Werte im jeweiligen Frame neu ausgewertet; das Ergebnis wird über Simulation Output ausgegeben.

Die Simulation ist an das Animationssystem gekoppelt und wird bei einem Framewechsel ausgeführt. Während der Wiedergabe werden die aktuellen Frames zwischengespeichert. Wird nur das Ergebnis des aktuellen Frames benötigt, kann Cache deaktiviert werden, um Speicher zu sparen. Wenn beim Rendern die Frames in nicht sequenzieller Reihenfolge verarbeitet werden, lässt sich das Ergebnis auf der Festplatte backen. Der Bake-Vorgang umfasst sämtliche Modifier-Simulationen der ausgewählten Objekte. Laut Handbuch kann Simulation Zone im Modifier-Kontext, nicht aber im Tool-Kontext verwendet werden.

Ein weiterer wichtiger Punkt: Anonymous Attributes werden nicht automatisch zwischen Simulations-Nodes übertragen. Diese Daten müssen explizit im Simulationszustand gespeichert werden. Prüfen Sie beim Einrichten einer Animation, ob die benötigten Attribute für die laufende Simulation erhalten bleiben.

Häufige Fehler

• true als Auswahl zum Vervielfältigen verstehen: Bei Duplicate Elements kennzeichnen true-Werte am Selection-Eingang die zu löschenden Teile. Domain legt den Typ des zu vervielfältigenden Geometrieelements fest.

• Annehmen, dass die Kopien automatisch verteilt werden: Duplicate Elements verändert die Positionen nicht. Die Kopien befinden sich zunächst am selben Ort. Duplicate Index kann bei der anschließenden Positionierung verwendet werden.

• Jede Geometrie in kleine Teile zerlegen: Es kann ineffizient sein, zahlreiche kleine Elemente einzeln zu verarbeiten. Vermeiden Sie einen Detailgrad, der für den Umfang des Vorgangs und die Geometriestruktur nicht erforderlich ist.

• Den Element-Ausgang unnötig verwenden: Große Geometrien in kleine Elemente aufzuteilen, kann aufwendig sein. Wenn Sie diesen Ausgang nicht benötigen, verwenden Sie ihn nicht im Node-Tree.

• Davon ausgehen, dass alle Simulationsdaten übertragen werden: Anonymous Attributes werden nur dann durch Simulation Zone übertragen, wenn sie explizit im Simulationszustand gespeichert werden.

• Annehmen, dass der Bake-Vorgang nur eine Simulation umfasst: Der Bake-Vorgang schließt sämtliche Modifier-Simulationen der ausgewählten Objekte ein.

Nächste Schritte

Testen Sie zunächst jede Methode separat in einer kleinen Arbeitsdatei. Verwenden Sie Duplicate Elements für statische Kopien, For Each Geometry Element Zone für die einzelne Bearbeitung von Flächenelementen und Repeat Zone für eine schrittweise Erzeugung. Planen Sie bei animierten Arbeiten Cache und Bake entsprechend den Renderanforderungen. Da die Referenzdokumente weder Hardwareanforderungen noch Leistungsmessungen nennen, sollten Sie das Verhalten des Node-Trees bei komplexeren Szenen in Ihrer eigenen Datei testen.

Quelle und Lizenz

Dieser Leitfaden wurde anhand der Dokumentation zu Repeat Zone, For Each Geometry Element Zone, Simulation Zone und Duplicate Elements im Blender Manual ins Türkische übertragen und angepasst. Alle vier Dokumente stehen unter der Lizenz CC BY-SA 4.0.