Rhino 8 QuadRemesh: руководство по ровной quad-топологии и рабочему процессу SubD

Команда QuadRemesh в Rhino 8 позволяет создавать quad-сетку с редактируемой топологией на основе существующей поверхности, сетки или геометрии SubD. Рабочий процесс, описанный в документации McNeel для Rhino 8, включает задание целевой длины ребра или числа граней, настройку уровня детализации и, при необходимости, преобразование результата в SubD. Команда находится в меню SubD / Mesh > Edit Tools > Quad Remesh. В этом руководстве разберём, на что влияет каждый параметр при подготовке моделей для архитектурного моделирования и визуализации.

1. Выберите исходную геометрию и задайте цель

Перед запуском QuadRemesh выберите поверхность, сетку или объект SubD, который нужно преобразовать. У команды есть два основных целевых параметра: Target Edge Length и Target Quad Count. Первый задаёт приблизительную длину рёбер результирующей сетки и зависит от масштаба модели. Одно и то же целевое значение не гарантирует одинаковое число граней у объектов разного размера: чем крупнее объект, тем больше будет граней в результате. Если задать целевую длину ребра, которая слишком велика относительно размера объекта, операция ремешинга может завершиться неудачно.

Target Quad Count задаёт алгоритму ориентировочное число граней и работает независимо от масштаба. Цель — получить примерно одинаковое число граней даже в том случае, если исходная геометрия имеет разные размеры. Поэтому используйте первый параметр, если важна определённая длина ребра, а второй — если нужно приблизительно ограничить число граней. Ни одна из этих настроек не гарантирует точный результат: это цели, к которым стремится алгоритм.

2. Настройте плотность quad и границы

Параметр Adaptive Size меняет баланс между распределением размеров граней и сохранением деталей. При значении 0 цель — получить меньше quad более равномерного размера. По мере увеличения значения могут появляться более мелкие грани, особенно в областях с высокой кривизной. Значения выше 30 уменьшают контроль над низким числом quad, а значение 100 способствует более точному сохранению деталей. Поэтому не стоит считать одно значение подходящим по умолчанию для всех моделей: проверяйте предварительный просмотр с учётом нужного характера поверхности.

Если исходный объект — полиповерхность или extrusion, параметры Use Surface Edges определяют, как границы подповерхностей будут обрабатываться в сетке. Off игнорирует эти границы. Smart сохраняет их, за исключением тех, которые алгоритм считает несущественными. Strict сохраняет все границы подповерхностей. Если важно удержать границы объединённых фрагментов поверхности в топологии, рассмотрите варианты Smart или Strict; если границы не играют определяющей роли, можно использовать Off.

3. Используйте симметрию и направляющие кривые

Если модель симметрична, можно выбрать симметричный ремешинг по осям X, Y или Z относительно центральных плоскостей bounding box объекта; несколько осей можно включить одновременно. Эта настройка имеет смысл только для действительно симметричного объекта и при выборе правильной плоскости симметрии. Для асимметричной модели её включение может не соответствовать нужной геометрии.

Чтобы направить поток quad или задать больше деталей в определённых областях, можно использовать Guide Curves. Для влияния на результат кривые нужно спроецировать на исходный объект. В разделе Curve Influence доступны три варианта:

1. Approximate слегка влияет на общее направление потока quad.

2. Create Edge Ring пытается расположить рёбра, пересекающие направляющие кривые, перпендикулярно к ним; влияние сильнее, но кольца рёбер могут не повторять кривые точно.

3. Create Edge Loop размещает кольца рёбер вдоль направляющих кривых и обеспечивает самое сильное влияние.

При работе с изогнутыми фрагментами фасада или поверхностями с заданным направлением потока сначала спроецируйте направляющие кривые, а затем сравните варианты влияния. Проверьте результат с помощью Preview: при изменении настроек предпросмотр обновляется, а в нижней части диалогового окна отображаются средняя длина ребра и число граней. Если плотная исходная сетка делает предпросмотр невидимым, включите Hide Input Objects.

4. Острые рёбра и преобразование в SubD

Detect Hard Edges добавляет петлю острых рёбер, если угол между соседними гранями превышает 30 градусов. Если геометрия получена из нерегулярной сетки или появляются нежелательные острые рёбра, можно рассмотреть отключение этой опции. Параметр Convert to SubD в QuadRemesh преобразует созданную quad-сетку в сглаженную поверхность SubD. Острые рёбра сохраняются, когда это возможно; параметры SubD Creases и SubD corners позволяют перенести рёбра crease и угловые точки сетки в соответствующие свойства SubD.

Если включён параметр Interpolate SubD, вершины quad-сетки используются как точки SubD, и SubD остаётся поверх quad-сетки. Если параметр выключен, вершины quad-сетки рассматриваются как точки контрольного полигона; результат может оказаться немного меньше или больше исходной формы. В документации Rhino этот параметр связан с опцией UseMesh команды ToSubD.

Отдельная команда ToSubD также может преобразовывать сетки, extrusion, поверхности и полиповерхности. В настройке UseMesh вариант ControlPoints преобразует вершины сетки в контрольные точки SubD, а Location — в точки SubD. Параметр DeleteInput определяет, будет ли удалена исходная геометрия; при тестировании проверьте этот параметр, если хотите сохранить исходный объект. При преобразовании могут быть потеряны обрезки поверхностей, подповерхности полиповерхности могут конвертироваться по отдельности, а грани, связанные с неманифолдными рёбрами сетки, могут быть удалены.

Использование в архитектуре и визуализации

В документации QuadRemesh описан как инструмент для создания управляемых quad-сеток при рендеринге, анимации, реверс-инжиниринге, CFD и FEA. В архитектурной визуализации он позволяет преобразовать плотную или нерегулярную исходную геометрию в более контролируемую структуру граней и при необходимости сгладить её с помощью SubD. Однако результат зависит от выбранной цели и геометрии: не следует считать, что одни и те же настройки подойдут для любой модели.

В рабочем процессе студии сначала определите, что важнее: целевое число граней или длина ребра. Затем проверьте распределение граней и границы в предпросмотре; если нужны направляющие кривые, спроецируйте их. Перед переходом к SubD учтите, что обрезки могут быть потеряны, а неманифолдные области — удалены при преобразовании. В документации не указаны особые требования к оборудованию или условия лицензирования, поэтому делать предположения на этот счёт не следует.

Частые ошибки

• Рассматривать Target Quad Count, не зависящий от масштаба, и Target Edge Length, зависящий от масштаба, как одинаковые параметры.

• Задать целевую длину ребра, слишком большую относительно размера объекта, и не учесть, что операция ремешинга может завершиться неудачно.

• Ожидать влияния направляющих кривых, не спроецировав их на исходный объект.

• Включить симметрию, не проверив симметричность объекта и правильность центральной плоскости.

• Перед ToSubD не проверить вероятность потери обрезок, раздельного преобразования подповерхностей или удаления неманифолдных областей.