Mesh-Erstellung in Rhino 8: Praxisleitfaden zu Mesh und ShrinkWrap

Die in der offiziellen Dokumentation zu Rhino 8 beschriebenen Befehle Mesh und ShrinkWrap bieten zwei unterschiedliche Methoden, um Architekturmodelle und Geometrien aus verschiedenen Quellen in Meshes umzuwandeln. Der Befehl Mesh funktioniert mit NURBS-Flächen, Polysurfaces und SubD-Objekten. ShrinkWrap kann zusätzlich Meshes, Punktwolken und Punktobjekte umschließen. Dieser Leitfaden erklärt, welche Methode und Einstellungen sich in Rhino 8 vor dem Export, der Visualisierung oder der Arbeit mit Scandaten anbieten.

1. Legen Sie zuerst den Verwendungszweck des Meshes fest

Ein Mesh ist eine Flächendarstellung aus Eckpunkten und Polygonen. Rhino-Meshes bestehen aus Dreiecken und Vierecken. Für den Export eines NURBS-Modells in ein anderes Format, eine detailliertere Geometriedarstellung der Oberfläche oder die Aufbereitung von Scandaten sind möglicherweise unterschiedliche Mesh-Einstellungen erforderlich. Überlegen Sie daher vor dem Ausführen des Befehls, ob Sie das Mesh für den Export, die visuelle Darstellung oder zum Zusammenfassen verschiedener Geometrien in einem einzigen geschlossenen Mesh benötigen.

Der Befehl Mesh in Rhino 8 erstellt Meshes aus NURBS-Flächen, Polysurfaces und SubD-Objekten. Das erzeugte Mesh ist vom Quellobjekt getrennt und lässt sich bearbeiten. Laut der Rhino-Dokumentation kann ein aus einem Volumenkörper erzeugtes Mesh geschlossen sein. Das ist beim Export in Dateien für Rapid Prototyping, etwa STL, wichtig. Render-Meshes, die für die Schattierung im Ansichtsfenster verwendet werden, sind davon zu unterscheiden: Sie werden nicht als bearbeitbare Meshes erstellt und lassen sich mit dem Befehl ExtractRenderMesh extrahieren.

2. Passen Sie die Mesh-Dichte an den Bedarf an

Starten Sie den Befehl Mesh, aktivieren Sie die Vorschau und prüfen Sie die Einstellungen. Der Dichteregler in den einfachen Einstellungen beeinflusst die Anzahl der Polygone auf der Oberfläche. In der Rhino-8-Dokumentation ist für Density der Standardwert 0,5 und ein zulässiger Bereich von 0 bis 1 angegeben. Ein höherer Wert erzeugt mehr Polygone. Berücksichtigen Sie daher neben der sichtbaren Qualität auch den Verwendungszweck der Datei.

Die detaillierten Einstellungen helfen dabei, je nach Modell das entscheidende Kriterium auszuwählen. Maximum distance, edge to surface begrenzt beispielsweise, wie weit die Mesh-Kanten von der Oberfläche abweichen. Ein kleinerer Wert führt zu präziseren Ergebnissen, aber auch zu mehr Polygonen und einer längeren Bearbeitungszeit. Maximum edge length fördert die Erstellung kürzerer Kanten. Laut Rhino-Dokumentation eignet sich diese Option, wenn annähernd gleich große Polygone benötigt werden. Beide Optionen hängen vom Maßstab des Modells ab.

Mit Refine mesh werden Flächen wiederholt anhand der festgelegten Kriterien für Winkel, Kantenlänge und Abstand zur Oberfläche unterteilt. Wenn Sie diese Option deaktivieren, wird das Mesh schneller und mit weniger Polygonen erstellt, allerdings auf Kosten der Präzision. Laut Dokumentation ist die Option für Extrusions und Ruled Surfaces deaktiviert. Vergleichen Sie die Vorschau und das erzeugte Mesh am selben Modell, um die Auswirkungen der Einstellungen besser beurteilen zu können.

3. Prüfen Sie bei zusammenhängenden Flächen Nähte und Ebenen

Wenn die Meshes an den Grenzen der Flächen einer Polysurface miteinander verbunden werden sollen, achten Sie auf die Option Jagged seams. Ist sie aktiviert, werden die Flächen einzeln in Meshes umgewandelt und ihre Kanten nicht miteinander vernäht. Das kann die Verarbeitung beschleunigen und die Polygonanzahl verringern, an den Übergängen aber Lücken verursachen. Das Mesh ist dann möglicherweise nicht geschlossen. Ist die Option deaktiviert, kann Rhino die Mesh-Kanten zusammenhängender Flächen verbinden und ein geschlossenes Mesh erstellen.

Simple planes erzeugt Meshes entlang der Kanten ebener Flächen und füllt den Innenbereich mit Dreiecken. Bei Ebenen mit komplexen Begrenzungen kann diese Methode die Polygonanzahl und die Bearbeitungszeit erhöhen. Ist die Option aktiviert, werden bei ebenen Flächen alle Einstellungen außer Jagged seams ignoriert; Rhino erstellt für diese Flächen Meshes mit möglichst wenigen Polygonen. Prüfen Sie anhand der Vorschau, ob die Einstellungen zum gewünschten Ergebnis passen. Beachten Sie außerdem, dass in den Anzeigemodi Rendered und Raytraced keine Drahtgittervorschau des Render-Meshes angezeigt wird.

4. Ziehen Sie ShrinkWrap für verschiedene Geometrien und Scan-Teile in Betracht

ShrinkWrap erstellt ein neues Mesh, das die ausgewählte Geometrie umschließt. Als Eingabe eignen sich NURBS-Flächen, SubD-Objekte, Meshes, Punktwolken und Punktobjekte. Zu den von McNeel dokumentierten Anwendungsfällen gehören das Erstellen eines zusammenhängenden Volumen-Meshes aus mehreren Objekten, das Zusammenfassen von Teilen aus Scandaten in einem Mesh, das Erzeugen eines geschlossenen Meshes aus fehlerhafter Geometrie und Reverse-Engineering-Workflows.

Die grundlegende Einstellung Target Edge Length bestimmt die ungefähre Länge der Kanten im Ausgabemesh; standardmäßig wird der Wert automatisch berechnet. Offset wird in Modelleinstellungen angewendet: Ein positiver Wert vergrößert das Mesh nach außen und erhöht die Anzahl der Flächen, ein negativer Wert verkleinert es und reduziert die Flächenanzahl. Smoothing iterations legt die Stärke der Glättung fest. Der Wert null deaktiviert die Glättung; bei höheren Werten kann das Mesh mehr Flächen verlieren und stärker schrumpfen.

Polygon Optimization lässt sich auf einen Wert zwischen 0 und 100 Prozent einstellen. Je höher der Wert, desto mehr Flächen werden reduziert; Flächen an scharfen Kanten bleiben erhalten. Eine Erhöhung kann jedoch zu stärkeren Abweichungen bei den Kantenlängen des Ausgabemeshes führen. Inflate Vertices and Points erstellt aus jedem Eckpunkt eines Meshes oder jeder Punktwolke ein Mesh. Für Punkte und Punktwolken ist die Option standardmäßig aktiviert, für andere Objekttypen deaktiviert. Sich überschneidende, aufgeblähte Mesh-Teile können sich bei größeren Meshes verbinden. Fill holes in input objects schließt Löcher in den Eingabeobjekten vor der Verarbeitung. Das ist oft hilfreich, kann aber auch kleine Öffnungen verschließen, die absichtlich Teil des Designs sind.

Was bedeutet das für Architektur- und Visualisierungs-Workflows?

Der Befehl Mesh gibt Architekten und Visualisierungsteams die Möglichkeit, Einstellungen zu kontrollieren, wenn sie NURBS- oder SubD-basierte Modelle für den Export oder einen anderen Arbeitsschritt vorbereiten, der ein Mesh erfordert. ShrinkWrap kann für Teams eine Option sein, die mit Punktwolkenfragmenten oder schwer zu reparierender Geometrie arbeiten. In beiden Fällen sollte berücksichtigt werden, dass detailliertere Meshes mehr Rechenaufwand und Polygone mit sich bringen können, während eine geringere Dichte die Präzision der Oberflächendarstellung verringern kann.

Häufige Fehler

• Eine höhere Mesh-Dichte immer als besseres Ergebnis anzusehen: Mit steigender Dichte nimmt auch die Polygonanzahl zu.

• Bei aktiviertem Jagged seams ein geschlossenes Mesh zu erwarten: Mit dieser Einstellung werden Flächen getrennt in Meshes umgewandelt, sodass dazwischen Lücken entstehen können.

• Positive und negative Offset-Werte in ShrinkWrap gleich zu interpretieren: Ein positiver Wert vergrößert das Mesh, ein negativer verkleinert es.

• Davon auszugehen, dass das automatische Schließen von Löchern für jedes Modell geeignet ist: Kleine, absichtlich vorgesehene Öffnungen können verschlossen werden.

• Die Drahtgittervorschau des Render-Meshes in den Modi Rendered oder Raytraced zu suchen: Laut Dokumentation wird die Vorschau in diesen Modi nicht angezeigt.