Meshes in Rhino 8 vorbereiten und reparieren: ShrinkWrap, Mesh und Check

Die offizielle Rhino-8-Dokumentation beschreibt unterschiedliche Aufgaben der Befehle Mesh, ShrinkWrap und Check zum Erstellen von Meshes und Prüfen der Geometrie. Mit Mesh wird aus einer NURBS-Fläche, einem Polysurface oder einem SubD ein Polygonnetz erzeugt, während ShrinkWrap ein neues Mesh erstellt, das die ausgewählte Geometrie umschließt. Check wiederum meldet Fehler in den Objektdaten. Dieser Leitfaden erläutert, wann Sie die einzelnen Werkzeuge vor dem Export oder dem 3D-Druck einsetzen und wie sich die Einstellungen auf das Ergebnis auswirken.

1. Was sollte vor der Umwandlung des Modells in ein Mesh geprüft werden?

Prüfen Sie die Geometrie vor der Umwandlung in ein Mesh über Analyze › Diagnostics › Check. Wenn Sie ein Objekt auswählen und den Befehl ausführen, erstellt Rhino einen Bericht zur Integrität der Objektdatenstruktur. Werden Fehler aufgeführt, müssen Sie das Objekt möglicherweise löschen oder neu modellieren. Check ist ein Ausgangspunkt für die Fehlersuche; ein erfolgreiches Ergebnis beweist nicht, dass die Modellstruktur zu 100 % fehlerfrei ist. Laut Dokumentation können bestimmte Probleme mit Flächen, die sich selbst überlagern oder schneiden, automatisch nur schwer erkannt werden.

Kleine Kanten, insbesondere sehr kurze oder in sich zurücklaufende Kanten, die durch Trimmvorgänge entstehen, zählen zu den häufigen Ursachen für Modellprobleme. Wenn Sie Teile verbinden, sollten Sie darauf achten, dass die Kanten sauber aufeinandertreffen, statt sehr kurze Linien zu einer Kurve hinzuzufügen. Meldet Check Fehler, nutzen Sie den Bericht, um den erforderlichen Korrekturbedarf zu untersuchen. Ein fehlerfreier Bericht allein ist jedoch keine Garantie dafür, dass das Modell in jeder Hinsicht problemlos ist.

1. NURBS, Polysurface oder SubD in ein Mesh umwandeln. Der Befehl Mesh erzeugt aus diesen drei Geometrietypen ein Polygonnetz. Das erzeugte Mesh ist bearbeitbar und vom Quellobjekt getrennt. Wird aus einem geschlossenen Volumenkörper ein Mesh erstellt, erzeugt Rhino ein geschlossenes, also watertight Mesh. Das ist beim Export in Dateien für Rapid Prototyping, etwa STL, hilfreich.

Mit den einfachen Mesh-Einstellungen lässt sich die Dichte erhöhen oder verringern. Die erweiterten Einstellungen steuern Kriterien, die sich auf Oberflächengenauigkeit, Polygonzahl und Verarbeitungszeit auswirken. Die folgenden Werte entsprechen den in der Rhino-8-Dokumentation genannten Standardwerten oder empfohlenen Bereichen. Sie sind nicht als einheitliche Idealwerte für jedes Modell zu verstehen.

1. Verfeinerung und Verhalten an Nähten einstellen. Ist Refine mesh aktiviert, unterteilt Rhino Vierecke so lange weiter, bis die festgelegten Kriterien erfüllt sind. Ist die Option deaktiviert, geht die Erstellung schneller, das Mesh ist jedoch weniger detailliert und hat eine geringere Polygonzahl. Laut Dokumentation ist Refinement für Extrusions und Ruled Surfaces deaktiviert.

Ist Jagged seams aktiviert, werden die Mesh-Kanten der Flächen eines Polysurfaces nicht miteinander vernäht. Das kann die Erstellung beschleunigen und die Polygonzahl reduzieren, allerdings können zwischen den Flächen Lücken entstehen. Ist die Option deaktiviert, erzeugt Rhino ein watertight Mesh. Die Option Simple planes füllt planare Flächen entlang ihrer Begrenzungskanten mit Dreiecken. Insbesondere bei komplex getrimmten Flächen kann die Verarbeitung langsamer sein. Ist diese Option aktiviert, werden die übrigen Mesh-Einstellungen – mit Ausnahme von Jagged seams – bei planaren Flächen nicht berücksichtigt.

1. Bei fehlerhaften oder fragmentierten Eingaben ShrinkWrap in Betracht ziehen. Der Befehl ShrinkWrap unter Mesh Tools › Mesh › Shrink Wrap erstellt ein Mesh, das NURBS-Flächen, SubD-Objekte, Meshes, Punktwolken und Punktobjekte umschließt. Er kann beispielsweise genutzt werden, um aus mehreren Objekten ein geschlossenes Mesh zu erzeugen, Fragmente eines 3D-Scans zu einem Mesh zusammenzuführen oder aus schwer zu reparierender Geometrie ein geschlossenes Mesh zu erstellen. Prüfen Sie die Vorschau und passen Sie die Optionen an. Der Befehl garantiert nicht, dass jedes Modell automatisch und fehlerfrei repariert wird.

Target Edge Length legt die ungefähre Kantenlänge des Ausgabemeshs fest; standardmäßig wird der Wert automatisch berechnet. Bei einem positiven Offset wölbt sich das Mesh nach außen und die Anzahl der Flächen steigt. Bei einem negativen Offset schrumpft das Mesh und die Flächenzahl nimmt ab. Bei Smoothing iterations deaktiviert der Wert 0 die Glättung. Höhere Werte glätten das Mesh stärker, reduzieren die Flächenzahl und ziehen das Mesh weiter nach innen. Polygon Optimization liegt im Bereich von 0–100 %. Mit steigendem Wert werden mehr Flächen reduziert, während scharfe Kanten erhalten bleiben.

Wie lässt sich das in Architektur- und Visualisierungs-Workflows einsetzen?

Architektinnen, Architekten und Innenarchitektinnen sowie Innenarchitekten können Geometrien, die aus Rhino in die Fertigung oder eine andere Anwendung übertragen werden sollen, entsprechend dem jeweiligen Ziel in Meshes umwandeln. Visualisierungsteams können NURBS-Flächen separat als bearbeitbares Mesh erzeugen und die Polygon-Dichte an ihren Bedarf anpassen. Wer mit 3D-Scans oder Punktwolken arbeitet, kann berücksichtigen, dass ShrinkWrap diese Eingaben unterstützt. Eine höhere Dichte kann jedoch mehr Polygone und längere Verarbeitungszeiten bedeuten. Daher sollten die Einstellungen auf die Anforderungen der Szene und des Exportziels abgestimmt sein.

Beim 3D-Druck oder bei der Vorbereitung von STL-/SLA-Dateien reicht es nicht, einfach ein Mesh zu erstellen. Laut Rhino-Dokumentation können lange, schmale Flächen zu langsamerem Druck, unerwarteten Ergebnissen oder Speicherproblemen führen. Auch naked edges können beim Rapid Prototyping Schwierigkeiten verursachen. Prüfungen mit den in der Dokumentation genannten Werkzeugen MeshRepair und ShowEdges können helfen, Probleme in der für die Fertigung vorgesehenen Datei zu untersuchen.

Häufige Fehler

• Einen fehlerfreien Check-Bericht so zu interpretieren, als wären damit alle Geometrieprobleme ausgeschlossen.

• Davon auszugehen, dass eine höhere Mesh-Dichte immer nötig ist; auch Polygonzahl und Verarbeitungszeit können steigen.

• Bei aktiviertem Jagged seams zu erwarten, dass verbundene Flächen watertight sind.

• Zu übersehen, dass sich ein positiver und negativer Offset in ShrinkWrap unterschiedlich auf die Mesh-Größe und die Flächenzahl auswirken.

• Davon auszugehen, dass ein Mesh druckfertig ist, ohne naked edges oder lange, schmale Flächen zu prüfen.