Rhino 8 QuadRemesh: Guide für saubere Quad-Topologie und SubD-Workflows

Mit dem Befehl QuadRemesh in Rhino 8 lässt sich aus vorhandener Flächen-, Mesh- oder SubD-Geometrie ein Quad-Mesh mit editierbarer Topologie erzeugen. Der in der Rhino-8-Dokumentation von McNeel beschriebene Workflow umfasst die Festlegung einer Zielkantenlänge oder Flächenanzahl, die Anpassung des Detailgrads und bei Bedarf die Umwandlung des Ergebnisses in SubD. Der Befehl befindet sich unter SubD / Mesh > Edit Tools > Quad Remesh. Dieser Guide zeigt, welche Auswirkungen die einzelnen Optionen bei der Vorbereitung von Architekturmodellen und Visualisierungen haben.

1. Eingabegeometrie und Ziel festlegen

Wählen Sie vor dem Start von QuadRemesh die Fläche, das Mesh oder das SubD-Objekt aus, das Sie umwandeln möchten. Der Befehl bietet zwei grundlegende Zieloptionen: Target Edge Length und Target Quad Count. Die erste Option legt die ungefähre Kantenlänge des erzeugten Meshes fest und hängt vom Maßstab des Modells ab. Derselbe Zielwert garantiert bei unterschiedlich großen Objekten nicht dieselbe Flächenanzahl: Je größer das Objekt, desto mehr Flächen hat auch das Ergebnis. Wird die Zielkantenlänge im Verhältnis zur Objektgröße zu hoch angesetzt, kann das Remeshing fehlschlagen.

Target Quad Count gibt dem Algorithmus dagegen eine ungefähre Flächenanzahl vor und arbeitet maßstabsunabhängig. Auch wenn dieselbe Eingabegeometrie in unterschiedlichen Maßstäben vorliegt, soll eine ähnliche Flächenanzahl entstehen. Bevorzugen Sie daher die erste Option, wenn eine bestimmte Kantenlänge wichtig ist, und die zweite, wenn die Flächenanzahl ungefähr begrenzt werden soll. Beide Einstellungen geben ein Ziel vor, das der Algorithmus anzustreben versucht, garantieren aber kein exaktes Ergebnis.

2. Quad-Dichte und Grenzen steuern

Adaptive Size verändert das Verhältnis zwischen der Größenverteilung der Flächen und dem Erhalt von Details. Bei einem Wert von 0 zielt die Einstellung auf weniger Quads mit gleichmäßigeren Abmessungen ab. Mit steigenden Werten können vor allem in stark gekrümmten Bereichen kleinere Flächen entstehen. Werte über 30 verringern die Kontrolle über eine niedrige Quad-Anzahl; der Wert 100 zielt darauf ab, mehr Details zu erhalten. Betrachten Sie daher nicht einen einzelnen Wert als Standard für alle Modelle, sondern prüfen Sie die Vorschau entsprechend dem gewünschten Charakter der Oberfläche.

Ist die Eingabe eine Polysurface oder Extrusion, legen die Optionen unter Use Surface Edges fest, wie die Grenzen der Unterflächen im Mesh behandelt werden. Off ignoriert diese Grenzen. Smart erhält sie, sofern der Algorithmus sie nicht als bedeutungslos einstuft. Strict erhält alle Grenzen der Unterflächen. Wenn die Grenzen zusammengefügter Flächenstücke in der Topologie erhalten bleiben sollen, kommen Smart oder Strict infrage; sind sie für das Ergebnis nicht maßgeblich, kann Off verwendet werden.

3. Symmetrie und Führungskurven nutzen

Ist das Modell symmetrisch, kann ein symmetrisches Remeshing entlang der X-, Y- oder Z-Achse an den Mittelebenen der Bounding Box des Objekts gewählt werden; mehrere Achsen lassen sich gleichzeitig aktivieren. Diese Einstellung ist nur sinnvoll, wenn das Objekt tatsächlich symmetrisch ist und die richtige Symmetrieebene ausgewählt wurde. Bei einem asymmetrischen Modell entspricht das Aktivieren dieser Option möglicherweise nicht der gewünschten Geometrie.

Mit Guide Curves lässt sich der Verlauf der Quads in bestimmten Bereichen steuern oder ein höherer Detailgrad festlegen. Damit die Kurven wirken, müssen sie auf das Eingabeobjekt projiziert werden. Unter Curve Influence stehen drei Verhaltensweisen zur Verfügung:

1. Approximate beeinflusst die allgemeine Verlaufsrichtung der Quads leicht.

2. Create Edge Ring versucht, Kanten, die Führungskurven schneiden, senkrecht zu den Kurven auszurichten. Die Wirkung ist stärker, die Kantenringe folgen den Kurven jedoch möglicherweise nicht exakt.

3. Create Edge Loop platziert Kantenringe entlang der Führungskurven und hat die stärkste Wirkung.

Bei gekrümmten Fassadenelementen oder Oberflächen mit einer bestimmten Verlaufsrichtung sollten Sie die Führungskurven zunächst projizieren und anschließend die verschiedenen Einflüsse vergleichen. Prüfen Sie das Ergebnis mit Preview; die Vorschau wird bei geänderten Einstellungen aktualisiert. Am unteren Rand des Dialogfelds werden die durchschnittliche Kantenlänge und die Flächenanzahl angezeigt. Wird die Vorschau durch ein dichtes Wireframe des Eingabeobjekts verdeckt, aktivieren Sie Hide Input Objects.

4. Scharfe Kanten und Umwandlung in SubD

Detect Hard Edges fügt einen Loop für scharfe Kanten hinzu, wenn der Winkelunterschied zwischen benachbarten Flächen mehr als 30 Grad beträgt. Stammt die Geometrie aus einem unregelmäßigen Mesh oder entstehen unerwünschte scharfe Kanten, kann es sinnvoll sein, diese Option zu deaktivieren. Die Option Convert to SubD in QuadRemesh wandelt das erzeugte Quad-Mesh in eine geglättete SubD-Fläche um. Scharfe Kanten bleiben nach Möglichkeit erhalten; mit SubD Creases und SubD corners werden außerdem Crease-Kanten beziehungsweise Eckpunkte des Meshes als SubD-Eigenschaften übernommen.

Ist Interpolate SubD aktiviert, werden die Scheitelpunkte des Quad-Meshes als SubD-Punkte verwendet und die SubD liegt auf dem Quad-Mesh. Ist die Option deaktiviert, gelten die Scheitelpunkte des Quad-Meshes als Kontrollpunkte des Kontrollpolygons; das Ergebnis kann je nach Eingabeform etwas kleiner oder größer ausfallen. In der Rhino-Dokumentation wird diese Option mit UseMesh im Befehl ToSubD in Verbindung gebracht.

Auch mit dem separaten Befehl ToSubD lassen sich Meshes, Extrusionen, Flächen und Unterflächen umwandeln. Mit ControlPoints in der Einstellung UseMesh werden Mesh-Scheitelpunkte zu SubD-Kontrollpunkten, mit Location zu SubD-Punkten. DeleteInput legt fest, ob die ursprüngliche Geometrie gelöscht wird. Wenn Sie beim Testen das Ausgangsobjekt erhalten möchten, prüfen Sie daher die Löschoption. Bei der Umwandlung können Flächentrimmungen verloren gehen, Unterflächen einer Polysurface einzeln konvertiert und Flächen entfernt werden, die mit nicht-manifold Mesh-Kanten verbunden sind.

Einsatz in Architektur- und Visualisierungs-Workflows

QuadRemesh wird in der Dokumentation als Werkzeug zur Erstellung handhabbarer Quad-Meshes für Rendering, Animation, Reverse Engineering, CFD und FEA beschrieben. Für die Architekturvisualisierung bietet es die Möglichkeit, eine dichte oder unregelmäßige Eingabe in eine kontrolliertere Flächenstruktur umzuwandeln und diese bei Bedarf mit SubD zu glätten. Das Ergebnis hängt jedoch vom gewählten Ziel und der Geometrie ab; dieselben Einstellungen sind nicht automatisch für jedes Modell geeignet.

Legen Sie im Workflow Ihres Büros zunächst fest, ob die Ziel-Flächenanzahl oder die Kantenlänge wichtiger ist. Prüfen Sie anschließend in der Vorschau die Flächenverteilung und die Grenzen; projizieren Sie bei Bedarf Führungskurven. Berücksichtigen Sie vor dem Wechsel zu SubD, dass Trimmungen verloren gehen und nicht-manifold Bereiche bei der Umwandlung entfernt werden können. Da die Dokumentation keine speziellen Hardwareanforderungen oder Lizenzbedingungen nennt, sollten hierzu keine zusätzlichen Annahmen getroffen werden.

Häufige Fehler

• Target Quad Count, das maßstabsunabhängig ist, und Target Edge Length, das vom Maßstab abhängt, gleich zu behandeln.

• Eine im Verhältnis zur Objektgröße zu hohe Zielkantenlänge festzulegen und dabei zu übersehen, dass das Remeshing fehlschlagen kann.

• Zu erwarten, dass Führungskurven wirken, ohne sie auf das Eingabeobjekt zu projizieren.

• Die Symmetrieoption zu aktivieren, ohne die Symmetrie des Objekts und die richtige Mittelebene zu prüfen.

• Vor ToSubD nicht zu prüfen, ob Trimmungen verloren gehen, Unterflächen einzeln umgewandelt oder nicht-manifold Bereiche entfernt werden können.