Rhino QuadRemesh: Gleichmäßige Quad-Meshes und SubD-Geometrie erzeugen

Was erfahren Sie in diesem Leitfaden?

Mit dem QuadRemesh-Befehl in Rhino lässt sich aus vorhandener Flächen-, Mesh- oder SubD-Geometrie ein gut kontrollierbares Quad-Mesh erzeugen. In diesem Leitfaden vergleichen wir die beiden grundlegenden Ansätze für die Zielvorgabe, zeigen, wie Sie die Flächendichte in Bereichen mit hoher Krümmung beeinflussen können und wann Führungskurven sinnvoll sind. Anschließend behandeln wir die Erkennung harter Kanten und Symmetrieoptionen sowie die Schritte zur optionalen Umwandlung des Ergebnis-Meshes in SubD.

Ein Quad-Mesh ist eine Geometriestruktur, die sich unter anderem für Modellierung, Rendering, Animation und Reverse Engineering eignet. Eine Einstellung liefert jedoch nicht für jedes Modell das beste Ergebnis. Entscheidend ist, das Ziel an Modellgröße und zu bewahrende Details anzupassen, die Vorschau zu prüfen und das Ergebnis für den nächsten Arbeitsschritt vorzubereiten.

Voraussetzungen

Diese Anleitung basiert auf den Hilfeinhalten von McNeel zu QuadRemesh und ToSubD in Rhinoceros 8. Sie benötigen ein Modell, das Sie in Rhino 8 bearbeiten möchten, sowie eine von QuadRemesh unterstützte Geometrie: Fläche, Mesh oder SubD. Als Eingabetypen für ToSubD sind Mesh, Extrusion, Fläche und Teilfläche dokumentiert.

In der Befehlsdokumentation werden weder ein Konto noch ein Onlinedienst als Voraussetzung genannt. Daher wird hier weder eine Mitgliedschaft noch eine Internetverbindung vorausgesetzt. Vor dem Start von QuadRemesh sollten Sie festlegen, in welchen Bereichen die Form erhalten bleiben muss und wo eine einfachere Oberflächenstruktur ausreicht. Die Vorschau des Befehls ermöglicht es, das Ergebnis beim Ändern der Einstellungen zu prüfen.

Mesh mit QuadRemesh erzeugen

1. Eingabe und Ziel festlegen. Starten Sie den Befehl QuadRemesh und wählen Sie ein Flächen-, Mesh- oder SubD-Objekt aus. Entscheiden Sie zunächst, was für die Ausgabe wichtiger ist: eine ungefähre Kantenlänge oder eine ungefähre Anzahl von Quads beziehungsweise Flächen? Die Zielkantenlänge hängt vom Modellmaßstab ab; bei Objekten unterschiedlicher Größe kann derselbe Wert zu unterschiedlich vielen Flächen führen. Ist der Wert im Verhältnis zur Objektgröße zu groß, kann das Remeshing fehlschlagen.

2. Zwischen Zielkantenlänge und Zielanzahl der Quads wählen. Wenn Sie eine konsistente Kantenlänge bezogen auf den realen oder im Szenenmaßstab festgelegten Maßstab des Modells anstreben, verwenden Sie Target Edge Length. Diese Option legt einen ungefähren Wert fest; bei größerem Maßstab steigt auch die Anzahl der Flächen im Ergebnis. Wenn Sie möglichst nahe an eine bestimmte Flächenanzahl kommen möchten, verwenden Sie Target Quad Count als Ziel. Dieser Ansatz ist maßstabsunabhängig: Bei derselben Eingabe wird auch bei unterschiedlichen Abmessungen eine ähnliche Flächenanzahl angestrebt. Beide Einstellungen sind Näherungswerte. Prüfen Sie das Ergebnis in der Vorschau.

3. Mit Adaptive Size die Detailverteilung steuern. Bei einem Adaptive-Size-Wert von 0 zielt der Befehl auf möglichst wenige, ähnlich große Quads. Ein höherer Wert kann in Bereichen mit hoher Krümmung kleinere Quads erzeugen; 100 ist auf den Erhalt größerer Details ausgelegt. Laut Dokumentation können Werte über 30 die Kontrolle über eine geringere Quad-Anzahl einschränken. Entscheiden Sie daher zwischen mehr Detail und einer niedrigeren Flächenanzahl und passen Sie den Wert anhand des Ergebnisses an.

4. Flächenform und -dichte in der Vorschau beurteilen. Die QuadRemesh-Optionen können Flächen möglichst quadratisch halten oder ihre Breite und Höhe variieren lassen; außerdem können die Flächengrößen ähnlich bleiben oder unterschiedlich ausfallen. Auch die Flächendichte kann insgesamt gleichmäßig sein oder in detaillierten Bereichen zunehmen. Keine einzelne Einstellungskombination ist für jedes Modell grundsätzlich besser. Öffnen Sie die Vorschau und prüfen Sie, wie die Flächen zu Krümmungen, Begrenzungen und zu bewahrenden Formen verlaufen. Die Vorschau zeigt auch die durchschnittliche Kantenlänge und die Flächenanzahl an.

5. Bei Bedarf Führungskurven hinzufügen. Führungskurven können die Ausrichtung der Quads in bestimmten Bereichen beeinflussen oder den Verlauf von Edge Loops vorgeben. Die Kurven müssen auf die Eingabegeometrie projiziert sein; andernfalls haben sie keine Wirkung. Die Curve Influence-Optionen bieten unterschiedliche Einflussstärken: Approximate beeinflusst den allgemeinen Verlauf schwach, Create Edge Ring richtet sich kreuzende Kanten senkrecht zu den Kurven aus und Create Edge Loop platziert Edge Loops entlang der Kurven. Die beiden letztgenannten Optionen wirken stärker; Edge Rings folgen den Kurven jedoch möglicherweise nicht exakt.

6. Symmetrie und harte Kanten prüfen. Bei einem symmetrischen Objekt kann das Remeshing bezüglich der Mittelebene der Bounding Box des Objekts entlang der X-, Y- oder Z-Achse symmetrisch ausgeführt werden. Mehrere Achsen lassen sich kombinieren. Die Option ist nur sinnvoll, wenn das Modell tatsächlich symmetrisch ist und die richtige Ebene gewählt wurde. Ist Detect Hard Edges aktiviert, wird eine Edge Loop für harte Kanten hinzugefügt, wenn der Winkel zwischen benachbarten Flächen größer als 30 Grad ist. Bei unregelmäßigen Eingabe-Meshes können unerwünschte harte Kanten entstehen; in diesem Fall kann es nötig sein, die Option zu deaktivieren.

7. Einstellungen zu Flächengrenzen und Eingabegeometrie prüfen. Use Surface Edges steuert, ob an den Grenzen von Teilflächen Mesh-Kanten erzeugt werden. Die Option gilt nur für Polysurface- oder Extrusionseingaben. Off ignoriert diese Grenzen; Smart erhält sie, außer wenn sie als sinnlos eingestuft werden, und wird in der Dokumentation meist als beste Wahl bezeichnet; Strict erhält alle Grenzen von Teilflächen. Mit Delete Input legen Sie außerdem fest, ob das Eingabeobjekt nach Abschluss des Vorgangs gelöscht wird. Bis das Ergebnis geprüft ist, empfiehlt es sich, die Quellgeometrie vorsichtshalber beizubehalten.

Mesh in SubD umwandeln

Wenn Sie das Ergebnis von QuadRemesh in eine glatte, gekrümmte SubD-Fläche umwandeln möchten, können Sie die Option Convert to SubD verwenden. Harte Kanten werden nach Möglichkeit beibehalten. SubD Creases kann erkannte und im Mesh erzeugte harte Kanten als SubD-Creases übernehmen; SubD corners wandelt Eckpunkte in SubD-Ecken um.

Auch die Einstellung Interpolate SubD beeinflusst die Form des Ergebnisses. Ist sie aktiviert, werden die Eckpunkte des Quad-Meshes als SubD-Punkte verwendet und die SubD bleibt auf dem Mesh. In der Dokumentation wird diese Methode als meist für Reverse Engineering verwendete Variante beschrieben. Ist sie deaktiviert, gelten die Mesh-Eckpunkte als Punkte des Kontrollpolygons; das Ergebnis kann etwas kleiner oder größer als die Eingabe ausfallen. Diese Optionen entsprechen den jeweiligen Einstellungen im Befehl ToSubD.

Nach QuadRemesh können Sie für die Umwandlung auch separat den Befehl ToSubD verwenden. Er unterstützt Mesh-, Extrusions-, Flächen- und Teilflächeneingaben. Beachten Sie, dass Flächentrimmungen bei der Umwandlung in SubD verloren gehen können und Teilflächen innerhalb einer Polysurface einzeln umgewandelt werden. Laut Dokumentation werden außerdem Non-Manifold-Mesh-Kanten und die zugehörigen Flächen entfernt.

Häufige Fehler und nächste Schritte

• Eine zu große Zielkantenlänge festlegen: Ein im Verhältnis zur Objektgröße übermäßig großer Wert kann dazu führen, dass das Remeshing fehlschlägt. Prüfen Sie Zielwert und Vorschau erneut.

• Den Modellmaßstab nicht berücksichtigen: Die Kantenlänge ist maßstabsabhängig, die Zielanzahl der Quads hingegen maßstabsunabhängig. Wählen Sie die passende Option für Ihren Anwendungsfall.

• Die Führungskurve nicht auf die Geometrie projizieren: Damit Führungskurven wirksam sind, müssen sie auf das Eingabeobjekt projiziert werden.

• Symmetrie an der falschen Ebene aktivieren: Verwenden Sie die Option nur bei symmetrischer Geometrie und an der richtigen Mittelebene.

• Harte Kanten ungeprüft lassen: Der Schwellenwert von 30 Grad kann bei unregelmäßigen Eingaben unerwünschte Edge Loops erzeugen. Deaktivieren Sie die Erkennung bei Bedarf und vergleichen Sie das Ergebnis.

Bewerten Sie nach dem ersten Durchlauf die Flächenanzahl, die Dichte in Krümmungsbereichen und den Erhalt von Begrenzungen. Entspricht das Ergebnis nicht Ihren Anforderungen, ändern Sie nicht alle Einstellungen auf einmal. Prüfen Sie zunächst die Methode zur Zielvorgabe und testen Sie anschließend Adaptive Size, Führungskurven und Kantenoptionen jeweils einzeln. Wenn Sie zu SubD wechseln, überprüfen Sie danach die Form und mögliche Verluste von Trimmungen.

Auswirkungen auf Architektur- und Visualisierungs-Workflows

Bei der Architekturmodellierung, der Innenraumgestaltung und in Archviz-Workflows kann QuadRemesh dann eine Option sein, wenn vorhandene Geometrie in eine besser kontrollierbare Quad-Struktur überführt werden soll. Die Optionen sind besonders für Modellierer hilfreich, die bei gekrümmten Formen steuern möchten, wo die Dichte zunimmt, oder symmetrische Bauteile remeshen wollen. Das Ergebnis hängt jedoch von der Qualität der Ausgangsgeometrie, den Flächengrenzen und den zu bewahrenden Details ab. Es sollte nicht davon ausgegangen werden, dass das Mesh in jedem Fall direkt produktionsfertig ist.

Im Workflow sollten die Personen, die das Modell bearbeiten, die Zielanzahl der Flächen und den Fluss der Flächen gemeinsam beurteilen. In diesen Hilfedokumenten werden weder Hardwareanforderungen noch Preise oder Lizenzbedingungen erläutert; entsprechende Schlussfolgerungen sollten daher vermieden werden. Prüfen Sie vor Projektbeginn die Kompatibilität mit Rhino 8, den verwendeten Modelltyp und die Möglichkeit, dass Trimmungen bei der Umwandlung in SubD verloren gehen.

Quellen und Lizenz

Dieser Leitfaden wurde auf Basis der in den Hilfeinhalten von McNeel für Rhinoceros 8 beschriebenen Optionen von QuadRemesh und ToSubD ins Türkische übertragen und für den deutschen Text lokalisiert. Beide Quellen werden unter einer freien Lizenz bereitgestellt.

Quellen: McNeel, Befehlsdokumentationen „QuadRemesh“ und „ToSubD“.