Rhino 8: Oberflächen abwickeln mit UnrollSrf, Squish und Smash

Welcher Befehl in Rhino 8 eine Oberfläche in ein 2D-Muster umwandelt, hängt davon ab, ob die Geometrie abwickelbar ist und wie sich das Material verhält. In der Rhino-8-Dokumentation von McNeel werden UnrollSrf für Oberflächen mit Krümmung in nur einer Richtung sowie Squish und Smash für doppelt gekrümmte Oberflächen als getrennte Optionen beschrieben. Die folgenden Schritte helfen dabei, die Oberfläche zu untersuchen, den passenden Befehl auszuwählen und das Ergebnis zu beurteilen.

1. Abwickelbarkeit der Oberfläche prüfen

Lässt sich eine flache Materialbahn ohne Dehnen, Reißen oder Falten formen, ist die Oberfläche abwickelbar. Zylinder und Kegel sind Beispiele dafür. Oberflächen mit Krümmung in zwei Richtungen, etwa Kugeln und Torusflächen, lassen sich dagegen nicht korrekt abwickeln, ohne die Materialeigenschaften zu berücksichtigen.

Laut Rhino-Dokumentation lassen sich doppelt gekrümmte und nicht abwickelbare Bereiche mithilfe einer Gaussian curvature analysis erkennen. Auch der Befehl Curvature hilft dabei, die Krümmung beim Bewegen des Cursors über die Oberfläche zu prüfen: Bei abwickelbaren Oberflächen werden ein Krümmungsbogen und eine Gerade angezeigt, bei doppelt gekrümmten Oberflächen zwei Bögen.

Diese Prüfung hilft dabei, mit dem passenden Befehl zu beginnen. Besonders bei Arbeiten, bei denen Maße und Form des flachen Musters wichtig sind, sollten Sie vor der Bearbeitung prüfen, ob die Oberfläche geometrisch abwickelbar ist.

2. Abwickelbare Oberflächen mit UnrollSrf abwickeln

UnrollSrf wickelt Oberflächen oder Polysurfaces mit Krümmung in nur einer Richtung zu einer ebenen Fläche ab. In Rhino 8 lautet der Menüpfad Surface › Surface Flattening › Unroll Developable Surface. Sie können den Befehl auch durch Eingabe von UnrollSrf starten.

1. Prüfen Sie mithilfe der Gaussian curvature analysis, ob die Oberfläche Bereiche mit doppelter Krümmung aufweist.

2. Führen Sie den Befehl UnrollSrf aus und wählen Sie die abzuwickelnde Oberfläche oder Polysurface aus. Sie können auch Kurven, Textpunkte oder Punkte auf der Oberfläche auswählen.

3. Legen Sie fest, ob die Teile der Polysurface getrennt bleiben oder entlang der ursprünglichen Verbindungskanten wieder verbunden werden sollen. Bei der Option Explode hält Yes die Teile getrennt; No verbindet die Oberflächen wieder.

4. Beachten Sie den Hinweis, der die Fläche der abgewickelten Oberfläche mit der ursprünglichen Oberfläche vergleicht. Rhino kann eine Warnung anzeigen, wenn die Abweichung zwischen den beiden Flächen den festgelegten Prozentsatz überschreitet.

Damit UnrollSrf funktioniert, muss die Oberfläche in einer Richtung linear sein. Kugeln, Torusflächen und Oberflächen mit Krümmung in zwei Richtungen lassen sich mit diesem Befehl nicht korrekt abwickeln. Da Rhino auch versuchen kann, eine nicht abwickelbare Oberfläche abzuwickeln, sollten Sie das Ergebnis und den Hinweis zur Flächenabweichung überprüfen.

Wenn beim Abwickeln einer getrimmten Polysurface Probleme auftreten, empfiehlt McNeel, die Trim-Kurven zu entfernen, die Oberfläche und die Kurven abzuwickeln und anschließend die abgewickelte Oberfläche erneut zu trimmen. Bei Problemen durch getrimmte Geometrie kann dieser Weg ausprobiert werden.

3. Squish und Smash bei doppelter Krümmung beurteilen

Squish wandelt ein 3D-Mesh oder eine NURBS-Oberfläche mit Krümmung in zwei Richtungen in ein flaches 2D-Muster um. Der Befehl zeigt Kompressionsbereiche mit roten und Dehnungsbereiche mit grünen Punktwolken an. Punkte mit besonders starker Verformung können mit Textpunkten markiert werden. Der Bericht enthält neben der Flächenänderung auch Prognosen für Kompression und Ausdehnung.

1. Führen Sie den Befehl Squish aus oder verwenden Sie den Menüpfad Surface › Surface Flattening › Squish Double-Curved Surface.

2. Wählen Sie die Optionen passend zum Material für die Produktion und zur akzeptablen Verformungsrichtung.

3. Prüfen Sie nach der Erstellung des Musters die Flächenänderung sowie die Prognosen für Kompression und Dehnung. Diese Werte sind Schätzungen und keine Produktionsgarantie.

Die Optionen unter Deformation legen fest, ob Dehnung oder Kompression bevorzugt wird. Free bevorzugt keine der beiden Richtungen. StretchMostly priorisiert die Ausdehnung, CompressMostly die Kompression; StretchOnly lässt keine Kompression zu, CompressOnly keine Ausdehnung. Bei den Optionen CustomA, CustomB und CustomC lassen sich benutzerdefinierte Verformungsparameter verwenden. Diese Parameter haben standardmäßig den Wert 1 und können auf einen positiven Wert gesetzt werden. Bei gleichen Werten der übrigen Parameter reduziert ein höherer Wert die entsprechende Verformung.

Smash erzeugt eine näherungsweise 2D-Abwicklung doppelt gekrümmter Oberflächen und setzt nicht voraus, dass die Oberfläche in einer Richtung linear ist, wie es bei UnrollSrf der Fall ist. Der Befehl kann insbesondere für nicht übermäßig gekrümmte Oberflächen verwendet werden, die aus einem dehnbaren Material wie Gummi gefertigt werden sollen. Das Ergebnis ist jedoch leicht fehlerhaft und sollte nicht als exakte Abwicklung betrachtet werden. Der Menüpfad lautet Surface › Surface Flattening › Smash Double-Curved Surface.

Für abwickelbare Oberflächen empfiehlt McNeel UnrollSrf statt Squish, das laut McNeel dabei keine guten Ergebnisse liefert. Squish ist dagegen für doppelt gekrümmte Meshes oder NURBS-Oberflächen vorgesehen. Auch Smash liefert nur eine näherungsweise Abwicklung; das Ergebnis sollte daher nicht als exakte Abflachung betrachtet werden.

4. Muster vor der Weitergabe an die Produktion prüfen

Bei 2D-Mustern für Architekturverkleidungen, Innenraumelemente oder aus Visualisierungsmodellen abgeleitete Bauteile sollten geometrische Abwicklung und tatsächliches Materialverhalten getrennt betrachtet werden. Für abwickelbare Oberflächen kann UnrollSrf, für doppelt gekrümmte Formen Squish oder Smash ein geeigneter Ausgangspunkt sein. Insbesondere bei einem Muster aus einer doppelt gekrümmten Form sollte jedoch nicht davon ausgegangen werden, dass es unmittelbar produktionsreif ist.

Beim Abflachen eines dichten Meshes versucht Squish, Änderungen der Flächen und Kantenlängen einzelner Oberflächenteile zu verringern. McNeel weist darauf hin, dass der Algorithmus Faktoren wie Materialstärke und tatsächliche Materialeigenschaften nicht ausreichend modellieren kann. Bei Arbeiten, bei denen die Kosten für Schneiden oder Biegen hoch oder Zeit und Kosten in der Produktion kritisch sind, sollte das Ergebnis von Squish nur als erste Einschätzung dienen. Das Muster muss anhand des tatsächlichen Materials und mit Fachwissen zur Fertigung geprüft werden.

Mit SquishBack lassen sich Kurven oder Punkte, die auf dem flachen 2D-Muster erstellt wurden, wieder auf die 3D-Oberfläche übertragen. Der Befehl projiziert Kurven und Punkte des 2D-Musters zurück auf die ursprünglich mit Squish abgewickelte Form:

SquishBack

Häufige Fehler

• Von einer doppelt gekrümmten Oberfläche wie einer Kugel oder Torusfläche eine exakte Abwicklung mit UnrollSrf erwarten.

• Den Verformungsbericht von Squish als exakte Aussage zum tatsächlichen Produktionsverhalten des Materials betrachten.

• Squish für abwickelbare Oberflächen verwenden; McNeel empfiehlt für solche Oberflächen UnrollSrf.

• Den Hinweis auf eine Flächenabweichung nach dem Ausführen von UnrollSrf übersehen.

• Bei kosten- oder zeitkritischer Produktion das 2D-Muster ohne Prüfung des Materials und der Fertigung als endgültig freigeben.

Diese Befehle und Optionen werden in der Rhino-8-Dokumentation beschrieben. Für Architektur- und Innenraumteams empfiehlt sich folgende Reihenfolge: zunächst die Abwickelbarkeit der Oberfläche prüfen, dann den passenden Befehl auswählen und schließlich das für die Produktion vorgesehene Muster anhand des tatsächlichen Materialverhaltens überprüfen.