Rhino 8 QuadRemesh: Leitfaden zu Quad-Mesh und SubD-Workflow

Der in der offiziellen Rhino 8-Dokumentation von McNeel beschriebene Befehl QuadRemesh erzeugt aus vorhandenen Flächen-, Mesh- oder SubD-Objekten ein Quad-Mesh mit bearbeitbarer Topologie. Der Befehl ist unter SubD / Mesh > Edit Tools > Quad Remesh zu finden. Die folgenden Schritte erläutern die wichtigsten Optionen – von der Festlegung der Mesh-Dichte bis zur Umwandlung des Ergebnisses in SubD.

1. Eingabegeometrie und Zieldichte festlegen

Wählen Sie zunächst das umzuwandelnde Objekt aus und starten Sie QuadRemesh. Der Befehl erzeugt Quad-Meshes für unterschiedliche Anwendungszwecke; die Rhino-Dokumentation nennt Rendering, Animation, CFD, FEA und Reverse Engineering als Beispiele. Das bedeutet nicht, dass das Ergebnis automatisch für jeden dieser Einsatzzwecke ideal ist. Prüfen Sie deshalb die Zielanzahl der Flächen und die Topologie im Hinblick auf den geplanten Einsatz des Modells.

Für die Dichte gibt es zwei grundlegende Ansätze:

• Target Edge Length: Legt eine ungefähre Kantenlänge für das Ausgabe-Mesh fest. Der Wert hängt vom Maßstab des Modells ab: Wird das Objekt größer, steigt auch die Anzahl der Flächen im Ergebnis. Ist der Wert im Verhältnis zur Objektgröße zu hoch, kann der Vorgang fehlschlagen.

• Target Quad Count: Legt die ungefähre Anzahl der Flächen fest, die der Algorithmus anzustreben versucht. Die Einstellung ist maßstabsunabhängig: Wird dieselbe Eingabe in unterschiedlichen Größen verarbeitet, wird eine ähnliche Flächenanzahl angestrebt.

Wenn sich der Szenenmaßstab ändern kann, erleichtert die Vorgabe einer Flächenanzahl den Vergleich. Für die Arbeit mit einer bestimmten ungefähren Kantenlänge eignet sich Target Edge Length; beachten Sie dabei jedoch, dass die Einstellung vom Maßstab des Modells abhängt.

2. Flächenverteilung und Grenzen von Teilflächen steuern

Adaptive Size (0-100) beeinflusst Größe und Dichteverteilung der Flächen. Der Wert 0 zielt auf möglichst wenige, ähnlich große Quads ab. Mit steigenden Werten können in Bereichen mit hoher Krümmung kleinere Flächen entstehen; 100 ist darauf ausgerichtet, mehr Details zu erhalten. Die Dokumentation weist darauf hin, dass bei Werten über 30 die Kontrolle darüber abnehmen kann, eine geringere Anzahl an Quads zu erzielen.

Use Surface Edges gilt nur für Polysurface- und Extrusion-Eingaben. Off ignoriert die Grenzen von Teilflächen. Smart erhält bestimmte Grenzen, lässt jedoch solche aus, die der Algorithmus als bedeutungslos einstuft; Strict behält alle Grenzen von Teilflächen bei. Wenn die Grenzen erhalten bleiben sollen, vergleichen Sie die Optionen in der Vorschau.

3. Verlauf mit Führungskurven und Symmetrie steuern

Wenn das Mesh in eine bestimmte Richtung verlaufen oder seine Edge Loops definierten Kurven folgen sollen, können Sie Guide Curves verwenden. Damit die Kurven Einfluss haben, müssen sie auf das Eingabeobjekt projiziert werden. Die Optionen unter Curve Influence legen fest, wie stark die Kurven das Ergebnis beeinflussen:

1. Approximate gibt dem natürlichen Verlauf der Quads eine leichte Richtung vor.

2. Create Edge Ring versucht, Kanten, die die Kurven kreuzen, senkrecht zu ihnen auszurichten. Der Einfluss ist stärker, allerdings folgen die Edge Loops der Kurve möglicherweise nicht exakt.

3. Create Edge Loop versucht, entlang der Kurven Edge Loops zu platzieren, und hat den stärksten Einfluss der verfügbaren Optionen.

Bei einem symmetrischen Modell können Sie die passende X-, Y- oder Z-Achse für die Mittelebene des Objekts aktivieren; auch mehrere Achsen lassen sich auswählen. Die Einstellung ist nur sinnvoll, wenn das Modell tatsächlich symmetrisch ist und die gewählte Ebene stimmt. Verwenden Sie die Option nicht, wenn diese Symmetriebedingungen nicht erfüllt sind.

4. Vorschau prüfen und zu SubD wechseln

Preview aktualisiert das Ergebnis bei jeder Änderung der Einstellungen. Im Vorschaufenster werden außerdem die ungefähre durchschnittliche Kantenlänge und die Anzahl der Flächen angezeigt. Wenn das dichte Drahtgitter des Eingabeobjekts die Vorschau verdeckt, können Sie Hide Input Objects verwenden. Mit Delete Input Objects legen Sie fest, ob die Quellobjekte nach Abschluss des Vorgangs gelöscht werden. Prüfen Sie diese Option, wenn die Quellgeometrie erhalten bleiben soll.

Die Option Convert to SubD in QuadRemesh wandelt das Ergebnis in SubD um. Der separate Befehl ToSubD unterstützt Mesh-, Extrusions-, Flächen- und Teilflächenobjekte. Bei den UseMesh-Optionen wandelt ControlPoints Mesh-Vertices in SubD-Kontrollpunkte um; Location platziert die SubD-Punkte an den Positionen der Mesh-Vertices.

Auch die Option Interpolate SubD in QuadRemesh beeinflusst die Form des Ergebnisses. Ist sie aktiviert, werden die Mesh-Vertices als SubD-Punkte verwendet, und die SubD-Fläche verläuft durch das Quad-Mesh. Ist sie deaktiviert, bilden die Mesh-Vertices das Kontrollpolygon; das Ergebnis kann etwas kleiner oder größer als die Eingabe ausfallen. SubD Creases dient dazu, die von QuadRemesh mit Detect Hard Edges erzeugten scharfen Kanten in SubD beizubehalten. SubD corners wandelt Eckpunkte in SubD-Ecken um.

Bei den ToSubD-Optionen bestimmt MeshCreases, ob nicht verbundene Mesh-Kanten in scharfe Kanten umgewandelt werden. MeshCorners legt fest, ob der Eckpunkt an der Grenze einer Quad-Mesh-Fläche scharf oder weich ist. Bei der Umwandlung von Flächen können Trims in SubD verloren gehen. Teilflächen innerhalb einer Polysurface werden einzeln umgewandelt; nicht-manifold Mesh-Kanten und die damit verbundenen Flächen werden entfernt.

Workflow für Architektur, Innenarchitektur und Visualisierung

Teams, die komplexe oder gekrümmte Formen in eine bearbeitbare Quad-Struktur umwandeln und anschließend mit SubD weiterentwickeln möchten, können von diesem Workflow profitieren. Die Optionen für Zielflächenanzahl, Detailerhalt und Kantenverlauf ermöglichen es, verschiedene Ergebnisse für die jeweiligen Modellanforderungen auszuprobieren. Die Dokumentation nennt außerdem Rendering, Animation, CFD und FEA als Anwendungsbereiche; sie verspricht weder eine bestimmte Leistungssteigerung noch ein für jedes Projekt geeignetes Ergebnis.

Diese Einstellungen sind in der Rhino 8-Dokumentation beschrieben; daraus lässt sich keine Aussage über die Unterstützung oder Kompatibilität mit anderen Versionen ableiten. Die Quellen enthalten keine Informationen zu Hardwareanforderungen, Lizenzbedingungen oder Kosten. Vor dem Einsatz in der Produktion empfiehlt es sich, insbesondere den Typ der Quellgeometrie, die Projektion der Führungskurven, die Mesh-Grenzen und das Verhalten von Trims bei der SubD-Konvertierung anhand eines kleinen Beispiels zu prüfen.

Häufige Fehler

• Die Zielkantenlänge im Verhältnis zur Modellgröße zu hoch ansetzen: Der Remesh-Vorgang kann fehlschlagen. Als alternative Methode zur Steuerung der Dichte kann Target Quad Count, also die Vorgabe einer ungefähren Flächenanzahl, erwogen werden.

• Führungskurven nicht auf das Objekt projizieren: Nicht projizierte Kurven beeinflussen das QuadRemesh-Ergebnis nicht.

• Symmetrie für die falsche Achse aktivieren: Die Option ist nur bei symmetrischen Objekten mit korrekter Mittelebene sinnvoll.

• Harte Kanten bei einem unregelmäßigen Eingabe-Mesh nicht prüfen: Die Dokumentation weist darauf hin, dass sich Detect Hard Edges bei solchen Eingaben ausschalten lässt, um unerwünschte Kanten zu vermeiden.

• Quellgeometrie oder Flächentrims bei der Umwandlung übersehen: Prüfen Sie vor dem Vorgang die Einstellung Delete Input und das Trim-Verhalten von ToSubD.