Blender Geometry Nodes: Raycast und Sample Index verwenden

Was lernen Sie in diesem Tutorial?

Die Nodes Raycast und Sample Index in Blender Geometry Nodes dienen dazu, Daten zwischen Geometrien auszulesen. Sie erfüllen jedoch unterschiedliche Aufgaben: Raycast ermittelt, wo Strahlen aus einer Geometrie auf eine Zielgeometrie treffen. Sample Index gibt dagegen Werte zurück, die bestimmten Indizes in einer Quellgeometrie entsprechen. In diesem Tutorial sehen wir uns Schritt für Schritt an, wofür die beiden Nodes gedacht sind, welche Eingaben wichtig sind und wie sich ihre Ausgaben auswerten lassen.

Raycast ist sinnvoll, wenn Informationen zum Schnittpunkt benötigt werden, etwa die Position auf einer Oberfläche, deren Normale oder die Entfernung. Sample Index ermöglicht es, Werte einer Geometrie über passende Indizes in einem anderen Auswertungskontext zu verwenden. Welche Node geeignet ist, hängt davon ab, ob die Daten auf einem Oberflächenschnitt oder einer Indexzuordnung basieren.

Voraussetzungen

Für diese Anleitung benötigen Sie eine Blender-Installation, die Geometry Nodes unterstützt, sowie Geometrie, mit der Sie Node-Setups erstellen und auswerten können. Die Quelldokumentation nennt weder eine bestimmte Blender-Versionsnummer noch Anforderungen an ein Konto oder Kosten. Eine konkrete Versionsnummer lässt sich daher nicht angeben. Prüfen Sie in Ihrer Installation, ob die Nodes Raycast und Sample Index verfügbar sind.

Bei Raycast übernehmen die Geometrie im Auswertungskontext der Node und die Geometrie, auf der die Strahlen getestet werden, unterschiedliche Aufgaben. Verbinden Sie Letztere mit dem Eingang Target Geometry. Für Sample Index benötigen Sie die Geometrie, aus der Werte ausgelesen werden sollen, das zu samplende Value-Feld und den Eingang Index. Falls Indizes außerhalb der Größe des Quellfelds liegen könnten, sollten Sie außerdem berücksichtigen, wie die Option Clamp funktioniert.

Schritt für Schritt: Oberflächenschnittpunkte mit Raycast auswerten

1. Quell- und Zielgeometrie festlegen. Die Geometrie im Node-Kontext, an den Raycast angeschlossen ist, dient als Quellgeometrie, von der die Strahlen ausgehen. Verbinden Sie die Geometrie, auf der die Strahlen getestet werden sollen, mit dem Eingang Target Geometry der Raycast-Node. Wenn Sie diese beiden Rollen auseinanderhalten, erkennen Sie leichter, welche Geometrie die Strahlen erzeugt.

2. Startposition der Strahlen festlegen. Source Position bestimmt, wo jeder Strahl beginnt. Standardmäßig verhält sich dieser Eingang so, als wäre eine Position-Node angeschlossen. Wenn Sie die Startposition mit einem anderen Feld bestimmen möchten, verwenden Sie dieses Feld an diesem Eingang.

3. Richtung und maximale Distanz einstellen. Ray Direction legt fest, in welche Richtung jeder Strahl von seinem Startpunkt aus verläuft. Dieses Feld wird auf der Geometrie im Feld-Auswertungskontext der Node ausgewertet, nicht auf der Zielgeometrie. Ray Length gibt die maximale Distanz an, die ein Strahl zurücklegen kann, bevor er als Treffer gilt. Liegt die Zieloberfläche außerhalb dieser Distanz, wird der Strahl als nicht getroffen gewertet. Richtung und Länge sollten daher zum gesuchten Oberflächenschnitt passen.

4. Trefferstatus und grundlegende Ausgaben prüfen. Is Hit ist eine Boolean-Ausgabe, die angibt, ob jeder Strahl die Zielgeometrie erreicht hat. Hit Position gibt die Position des Schnittpunkts aus, Hit Normal die Oberflächennormale an diesem Punkt. Hit Distance ist die Distanz zwischen Startposition und Schnittpunkt. Trifft ein Strahl das Ziel nicht, gibt Hit Distance den Wert von Ray Length zurück.

5. Bei Bedarf ein Attribut von der Zieloberfläche auslesen. Mit dem Eingang Attribute von Raycast lässt sich ein optionales Feld verbinden, das auf der Zielgeometrie ausgewertet wird. Die Node sampelt den Wert dieses Felds an den Schnittpunkten und gibt ihn über Attribute aus. Die Option Interpolation bestimmt, wie Werte auf dem Zielnetz interpoliert werden: Interpolated berechnet durch glatte Interpolation zwischen Werten an Ecken und Eckpunkten; Nearest wählt den Wert der nächstgelegenen Ecke. Welche Methode passt, hängt davon ab, ob die Daten am Schnittpunkt weich interpoliert oder durch den nächsten Wert dargestellt werden sollen.

6. Ausgaben im weiteren Node-Setup verwenden. Verwenden Sie Is Hit, um getroffene von nicht getroffenen Strahlen zu unterscheiden, und leiten Sie Hit Position, Hit Normal, Hit Distance oder die Ausgabe Attribute an nachfolgende Verarbeitungsschritte weiter. Die Raycast-Node besitzt außerdem die Eigenschaft Data Type, die den Typ der ausgewerteten Daten bestimmt. Wenn Sie vorher festlegen, wofür die Ausgaben benötigt werden, können Sie unnötige Daten im Setup vermeiden.

Schritt für Schritt: Werte mit Sample Index auslesen

1. Quellgeometrie und auszulesenden Wert verbinden. Verbinden Sie die Geometrie, aus der die Daten stammen sollen, mit Geometry und das Feld, das auf dieser Quellgeometrie ausgewertet werden soll, mit Value. Sample Index liest Werte aus dem Value-Feld an bestimmten Indizes aus und gibt die Ergebnisse über Value aus.

2. Indizes festlegen. Der Eingang Index bestimmt, welche Werte aus der Quellgeometrie ausgelesen werden. Wenn Sie ein Indexfeld anschließen, lassen sich Werte von unterschiedlichen Indizes abrufen und so neu anordnen. Prüfen Sie anhand der verwendeten Geometrie und des Auswertungskontexts des Felds, wofür die Indizes stehen.

3. Einstellungen für Data Type und Domain prüfen. Data Type bestimmt den Typ der auszulesenden Daten; Domain legt fest, über welchen Bereich Attributdaten übertragen und ausgewertet werden. So ist es beispielsweise möglich, Daten von den Flächen einer Quellgeometrie zu übernehmen und an den Punkten einer anderen Geometrie auszuwerten. Stimmen Sie diese Einstellungen auf den gewünschten Wert und das Quellfeld ab.

4. Verhalten von Clamp festlegen. Ist Clamp aktiviert, werden die Indizes auf die Größe des Attributbereichs begrenzt. Ist die Option deaktiviert, wird für ungültige Indizes ein Standardwert zurückgegeben. Prüfen Sie daher, ob das Indexfeld innerhalb des gültigen Bereichs liegt. Betrachten Sie Clamp nicht als automatische Lösung, wenn eine Begrenzung im jeweiligen Setup ungeeignet ist.

5. Geometriekomponenten berücksichtigen. Die Point-Domain ist bei Mesh-, Point-Cloud- und Curve-Komponenten gemeinsam verfügbar. Enthält der Eingang Geometry mehrere Komponenten, sampelt Sample Index Werte aus der ersten nicht leeren Komponente in der Reihenfolge Mesh, Point Cloud, Curve. Wenn Sie Daten aus einer bestimmten Komponente benötigen, trennen Sie die Komponenten mit der Node Separate Components und sampeln Sie die gewünschte Komponente direkt.

6. Prüfen, ob die Indexzuordnung passt. Wenn Quell- und Zielgeometrie dieselbe Punktzahl und Topologie haben, liefert die Verwendung zum Übertragen der Positionen einer Geometrie auf eine andere bessere Ergebnisse. Laut Dokumentation lässt sich damit das Verhalten der vor Blender 3.4 verfügbaren Node Transfer Attribute nachbilden. Das bedeutet nicht, dass bei unterschiedlichen Topologien immer eine exakte Zuordnung möglich ist. Prüfen Sie, ob die Indizes in beiden Geometrien dieselbe Bedeutung haben.

Häufige Fehler

Wenn bei Raycast Quellgeometrie und Target Geometry als dieselbe Rolle behandelt werden, bleibt unklar, aus welcher Richtung die Strahlen berechnet werden. Auch die Erwartung eines Schnittpunkts ohne Berücksichtigung von Ray Length kann dazu führen, dass Strahlen, die die Zieloberfläche nicht erreichen, falsch interpretiert werden. Prüfen Sie die Ausgabe Is Hit und berücksichtigen Sie, dass Hit Distance bei einem ausbleibenden Treffer den Wert von Ray Length ausgibt.

Bei Sample Index wird am häufigsten die Indexzuordnung übersehen. Zwei Geometrien, die ähnlich aussehen, müssen weder dieselbe Punktzahl noch dieselbe Topologie haben. Auch die Ausgabe eines Standardwerts für ungültige Indizes und die Begrenzung der Indizes durch Clamp sind unterschiedliche Verhaltensweisen. Interpretieren Sie die Ergebnisse bei Geometrien mit mehreren Komponenten nicht, ohne zu wissen, welche Komponente gesampelt wird. Trennen Sie die Komponenten bei Bedarf.

Einsatz in Architektur- und Visualisierungs-Workflows

In der Architekturmodellierung und Visualisierung lässt sich Raycast für Setups nutzen, die Schnittpunkte von Strahlen mit einer Zieloberfläche sowie Informationen zur Normale oder Distanz an diesen Punkten benötigen. Auch ein Attribut der Zieloberfläche kann ausgelesen werden. Sample Index sampelt Geometriewerte anhand von Indizes und kann besonders bei Übertragungs-Setups nützlich sein, bei denen die Übereinstimmung von Punktzahl und Topologie wichtig ist.

Diese Nodes liefern nicht automatisch bei jedem Modell dasselbe Ergebnis. Bei Raycast beeinflussen Richtung, Startpunkt und maximale Distanz das Ergebnis; bei Sample Index sind es Index, Domain und Komponentenauswahl. Die Quellen nennen keine konkreten Hardwareanforderungen, Lizenzmodelle oder Informationen zur Kompatibilität mit anderer Software. Testen Sie vor dem Einsatz in einem realen Projekt zunächst an einer kleinen Geometrie den Trefferstatus, ungültige Indizes und die Bedingungen für eine Zuordnung. So lassen sich unerwartete Ausgaben früh erkennen.

Nächste Schritte

Probieren Sie Raycast zunächst in einem einfachen Setup aus, in dem Sie nur den Trefferstatus und die Ausgabe Hit Position überprüfen. Untersuchen Sie anschließend Hit Normal, Hit Distance und Attribute jeweils separat und vergleichen Sie die Optionen Interpolated und Nearest. Beginnen Sie bei Sample Index mit einem bekannten Indexfeld und ändern Sie dann nacheinander die Einstellungen Data Type, Domain und Clamp.

Es ist nicht notwendig, beide Nodes in einem Setup zu kombinieren. Raycast erzeugt Informationen auf Grundlage von Oberflächenschnitten, während Sample Index Werte anhand von Indizes auswählt. Werden Nodes zusammen verwendet, bevor klar ist, auf welche Weise die benötigten Daten ermittelt werden sollen, kann der Datenfluss im Setup unnötig kompliziert werden.

Quellen und Lizenz

Dieses Tutorial wurde anhand der Dokumentation zu Raycast Node und Sample Index Node im Blender Manual ins Türkische übertragen. Beide Quellen sind unter der Lizenz CC BY-SA 4.0 veröffentlicht.