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3.2 Modelling Werkzeuge

Die hier beschriebenen Werkzeuge werden über den Menüpunkt Werkzeuge (Tools) erreicht. Alle diese Werkzeuge kreieren neue Objekte, einige erstellen Spline-Objekte, andere eben Mesh-Objekte die dann eben je nach Typ wieder weiter bearbeitbar sind. (Siehe dazu den vorhergehenden Abschnitt.


3.2.1 Vervielfältigen (Array)


Dieses Werkzeug erstellt mehrere Kopien eines existierenden Objektes. Auf ein Objekt in der Objekt-Liste klicken und dann Vervielfältigen (Array) aus dem Werkzeug aufrufen erbringt folgende Dialogbox:

Kopien können anhand einer Geraden (Linear) erstellt werden, oder anhand einer vorab erstellten Kurve. In der Linear Möglichkeit wird einfach die Anzahl der zu kopierenden Objekte und die Richtung vorgegeben, - also X, Y oder Z. Mit der Vorgabe eines Wertes für Step X, Step Y und Step Z wird die Schrittweite zwischen den Kopien festgelegt, - entweder bezogen auf die Objektgöße, oder in absoluten Werten (Box ungecheckt lassen). So wird z.B. ein Wert von 1 für Step X angegeben - dann werden alle Kopien eine Einheit in X- Richtung auseinanderstehen. Wenn stattdessen eine 1 eingegeben wird und die Box Times X Size angetickt wird, werden die Objekte sich an einer Stelle nahezu berühren weil sich die 1 dann auf ihre eigene Ausdehnung in X-Richtung bezieht. Kopien die an einem beliebigen Vektor entlangführen kann man definieren, indem man in mehr als eine Box einen Wert eingibt, also in die Step X/Y/Z Boxen jeweils Werte eintragen wie hier unten gezeigt:

Wenn am die From Curve Option nutzt, kann man das Objekt anhand eines selbsterstellten Pfades entlanglaufen lassen. Diese Kurve muß vorhanden sein vor dem Aufruf des Dialogfeldes - dann kann man sie im Pulldown Menü auswählen. Die Kopien werden gleichmäßig auf die Kurve verteilt, oder mit der in der Step Size angegebenen Schrittweite. Die Ausrichtung (orientation) kann entweder der Kurve folgen oder so sein wie das Original (Box "Orientation follows curve ungetickt lassen). Natürlich kann die Originalposition entsprechend benutzt werden, um die Basis für die Ausrichtung der Kopien zu bilden. Im rechten Beispiel wurde das Vervielfältigen Werkzeug genutzt um Speichen für ein Rad zu erstellen. In diesem Beispiel wurde ein Polygon benutzt das mit Glättungsmethode annähern den kreisförmigen Pfad nachbildet. Der originale Zylinder wurde wie gezeigt ausgerichtet und "Orientation Follows Curve" wurde "angetickt".

Bitte beachten das das Vervielfältigen Werkzeug auch auf vorhandene Vervielfältigungen (Arrays) angewender werden kann. Diese Beispiel zeigt eine Vervielfältigung einer Vervielfältigung und eröffnet damit wie man schnell an viele Kopien kommen kann..

Die Tick Boxen am unteren Ende des Dialogs ermöglichen weiter Optionen:

Include Children (Child-Objekte einschließlich) bedeutet das Kind-Objekte mitkopiert werden.

Group (gruppieren) bedeutet das die kopierten Objekte unterhalb eines Null-Objektes als Gruppe zusammengefasst werden.

Skip First Copy (Überspringe die erste Kopie) dies heißt einfach das die erste Kopie nicht erstellt wird. Das ist z.B. dann sinnvoll, wenn das zu kopierende Objekt Teil der Vervielfältigung sein wird und die erste Kopie quasi überflüssig ist.

Live Duplicates die erstellten Kopien sind "Live" - Abbilder des Originalobjektes, d.h. sie verändern sich wenn das Original geändert wird. Auch Farbe und andere Eigenschaften.


3.2.2 Extrudieren (Extrude)

Dieses Werkzeug erstellt Spline-Objekte, indem es Kurven entlang einer Aches oder entlang anderer Kurven extrudiert. Siehe unteres Beispiel, - auf der linken Seite ist eine geschlossene angenäherte Kurve, die mit dem Kurvenwerkzeug erstellt wurde. Nach dem Auswählen der Kurve einfach Extrudieren aus dem Werkzeug ruft diese Dialogbox hervor:



Die Kurve wurde hier im Beispiel an der Z-Achse entlan extrudiert um ein Zylinderartiges Splineobjekt zu erstellen. Das resultierende Objekt wird rechts im Dialogfenster angezeigt und kann dort zur besseren Kontrolle auch rotiert werden, indem über dem Bild des Objektes mit dem Mauszeiger gedrückt und gezogen wird wie im Haupfenster. In diesem Beispiel würde eine Extrusion in die X-, oder Y-Achse ein 2D Objekt erzeugen. Eine Extrusion in die Z-Richtung ermöglicht hier erst eine dritte Dimension. Die Länge des Objekts kann in der Distance Box eingegeben werden.

Extrusionen in andere Richtungen als X,Y oder Z können erreicht werden, indem man den Vektor der Extrusion definiert wie in den unteren Beispielen gezeigt:


Das Extrudieren Werkzeug kann auch verdrehte Extrusionen erzeugen, indem man in der Dialogbox eine Verdrehung (twist) angibt - wie hier ebenfalls gezeigt:

Die Anzahl Segmente, also Unterteilungen entlang der Achse kann auch festgelegt werden. Die Anzahl der Segmente in der Box number of segments macht u.U. einen sichtbaren Unterschied in einem verdrehten Objekt.



Es ist auch möglich eine Kurve entlang einer anderen zu extrudieren. In diesem Fall wird die Kurve entlang eines (Kurven-)Pfades gezogen der von einer zweiten Kurve definiert wird. Das Beispiel unten zeigt das. Die beiden Kurven wurden in der Draufsicht, bzw. in der Vorderansicht erstellt - stehen also senkrecht aufeinander. Beide Kurven müßen in der Objektliste markiert werden, danach einfach auf Werkzeuge (Tools) -> Extrudieren (Extrude) klicken. Es wird der vorher beschriebene Dialog aufgerufen. Aber nun wird die Extrude -> Direction Curve verfügbar. Diese Option selektieren und Kurve 2 wählen erzeugt das Ergebnis oben rechts. Kurve 2 an Kurve 1 extrudieren erzeugt das Ergebnis unten rechts.
Die Ausrichtung der extrudierten Kurve kann ebenfalls dem Pfad folgen - einfach den Kasten Orientation Follows Curve anklicken. Das sorgt dafür das die zu extrudierende Kurve immer Lotrecht zum Pfad steht. Andernfalls bliebe die Grundausrichtung der Kurve erhalten. Den Unterschied kann man hier sehen:

Ausrichtung folgt Kurve (Orientation follows curve) Gleichbleibende Ausrichtung (Static Orientation)

Das Extrudieren Werkzeug kann auch auf offene Splinenetze und Dreiecksmeshe angewendet werden und in beiden Fällen wird das Ergebnis ein Dreiecksmesh sein. Im hier gezeigten Beispiel wurde ein flaches Splinemesh erzeugt mit Hilfe des Splinetools . Dies wurde bearbeitet bis es diese Sternform hatte und wurde mit dem besprochenen Extrusionstool extrudiert.

When Netzobjekte extrudiert werden muß die Oberflächengenauigkeit (surface accuracy) mit spezifiziert werden - das wirkt sich auf die Genauigkeit des Ergebnisses aus.

Der Effekt der Oberflächengenauigkeit wird im unteren Beispiel gezeigt:


3.2.3 Rotationskörper (Lathe)

Das Rotations- oder Lathe tool arbeitet mit einer einzigen (offenen oder geschlossenen) Kurve. Die Funktion "sweept" die Kurve um eine Achse oder Vektor und produziert ein Splinemesh. Ein Objekt in der Objektliste markieren und das Aufrufen der Funktion ruft diese Dialogbox hervor:

Das ist die Kurve, die im rechten Beispiel benutzt wird

Das Kurvenobjekt kann um die X, Y, Z- Achse oder um die Achse die die beiden Endpunkte der Kurve (theoretisch) verbinden würde. Der Winkel der Rotation kann bestimmt werden, - wobei alles unter 360° eine offene Fläche erstellt. Der Radius ist der Abstand von dem Mittelpunkt der Kurve (Schwerpunkt?) zur gedachten Achse des Sweeps. Ein größerer Radius im oberen Beispiel würde ein größeres Loch in der Mitte bewirken. Eher typisch ist diese Sache für das Rotations-Werkzeug - eben z.B. dieses Weinglass:

In diesem Fall müßen Sie ein wenig mit dem Radius Wert spielen, um die gewünschte Form zu erhalten. Die Anzahl der Segmente (segments) bestimmt wie viele Punkte im resultierenden Splinemesh entstehen - wie rechts zu sehen ist. Mehr Punkte bedeuten auch mehr Kontrolle und Feinheit am fertigen Objekt. Aber seinen sie gewarnt: Man kann es leicht übertreiben. Gute Werte zum starten liegen zwischen 8 - 16 - können bei Bedarf aber auch deutlich höher liegen. Bitte beachten Sie das Sie - um ein Glass oder eine Vase mit Materialdicke zu erstellen - eine geschlossene Kurve benötigen - wie hier dargestellt:

3.2.4 Umrisse überziehen (Skin)

Diese mächtige Funktion zieht eine Haut (skin) über eine Reihe (mindestens 2) von Kurven, die die Querschnitte am jeweiligen Punkt definieren. Alle Kurven müssen allerdings dieselbe Anzahl von Punkten (vertices) besitzen und müssen alle entweder geschlossen oder offen sein - mixen ist nicht möglich. Das untere Beispiel zeigt ein überzogenen Umriss - ich sage lieber Skin von 3 geschlossenen Polygonen. Bitte beachten das es hier notwendig war das Dreieck und das Rechteck auf jeweils 5 Punkte zu "trimmen" damit es zu den 5 Punkten des Pentagon paßt. Das geht sehr einfach indem man die Kurven jeweils doppelklickt und im Kurveneditor 2 zusammenliegende Punkte auswählt und Kurve -> Markierung unterteilen wählt. Das wurde mit dem Quader einmal gemacht und mit dem Dreieck logischerweise zweimal.

Alle 3 Kurven in der Objektliste markieren und Werkzeuge -> Umrisse überziehen (Skin) auswählen, ruft diesen Dialog hervor: Die Kurven können nach Bedarf in der Reihenfolge geändert werden mit Hilfe der linken Liste - quasi per Drag-move and Drop. Die Richtung in der die Punkte verbunden werden kann auch umgedreht werden. Auf OK klicken erzeugt das untenstehende Ergebnis:

3.2.5 Objekte kombinieren (Boolean Modelling)

Boolean Modelling ist eine hervorragende und starke Möglichkeit komplexe Geometrien relativ einfach zu erzeugen, indem man Geometrien miteinander kombiniert mit einer von 4 Möglichkeiten. Das Boolean Werkzeug arbeitet z. Zt. an 2 Objekten gleich- zeitig - wobei eines dieser Objekte ein Solid sein muß. Um die 2 Objekte zu kombinieren einfach die Objekte selbst - oder in der Objektliste markieren und auf Werkzeuge -> Objekte kombinieren (Boolean Modelling) klicken. Es öffnet sich ein Dialogfeld das in etwa so ausschaut wie hier unten, und das es erlaubt die Art des Operation auszuwählen, die da sind: Bund, Schnittpunkt, Erste-Zweite und Zweite - Erste. Bund erezugt ein neues Objekt das der Addition von Objekt 1 und Objekt 2 entspricht. Schnittpunkt erzeugt ein neues Objekt das der Schnittmenge von Objekt 1 und Objekt 2 entspricht. Und die letzen beiden sind Subtraktionen. Die Bilder unten zeigen die Unterschiede auf anhand zweier gestauchter Kugeln.


Auf OK klicken verläßt den Dialog und erzeugt ein neues Objekt - die Originale bleiben erhalten und sind unabhängig vom neuen Booleschen Objekt. Dies Objekt läßt sich jedoch editieren - mit einem Doppelklick auf das Objekt oder in den Namen in der Objektliste - oder aber auch klicken in der Objektliste und "Bearabeiten" über das Mausmenü aufrufen (man kann diese Möglichkeit nicht häufig genug erwähnen) - oder auch Objekt -> Objekt bearbeiten aus dem Topmenü - was wollte ich sagen? Ach ja - so läßt sich das Objekt bearbeiten - man sieht immer beide Objekte der Operation im Editor und kann die Stellung beider zueinander noch beeinflussen - sogar die Art des boolschen Operators:


Die Icons an der linken Seite sind dieselben wie im Hauptfenster. Das Bearbeiten Menü erlaubt die Boolsche Operation umzudefinieren durch Bearbeiten -> Eigenschaften. Das Objekt Menü erlaubt Verschiebungen und Bearbeitung vergleichbar mit den Möglichkeiten des Hauptfensters.

Ein etwas komplexeres Beispiel gibt eine ungefähre Vorstellung der Möglichkeiten des Boolean Werkzeugs. Wir beginnen mit einem Boolean aus 2 Zylindern wobei einer vom anderen abgezogen wird. Der abgezogene ist sinnvollerweise kleiner als der von dem abgezogen wird. Das "Bund" (union) Bild zeigt beide Objekte voll - im Dropdown Menü die Operation "Erste-zweite" (first-second) auswählen zeigt das gewünschte Ergebnis. Mit OK bestätigen ergibt sie erste Stufe des Turms. Nun fügen wir einen Quader zur Szene hinzu und skalieren ihn so, das er über den entstandenen Rand auf beiden Seiten hinausraugt. Mit Hilfe von "copy and paste" oder dem Vervielfältigen Werkzeug werden Kopien in Kreisform erzeugt. Dann werden diese Kopien suksessive miteinander geboolt (addiert/ Bund) und dann der ganze Bund vom Turm abgezogen. Das suksessive boolen kann man sich mit dem "Join (Verbinden) script aber auch sparen!!! Wenn Sie mit dem Ergebnis zufrieden sind können Sie die Ursprungskörper löschen oder (zur Sicherheit) nur Ausblenden, so das ein späterer Zugriff immer möglich bleibt.

Nachdem der Turm aus dem ersten Boolschen Körper und dem Array (Vervielfältigtem-) Körper entstanden ist (s. linkes Bild), nochmals zur Klarstellung: Es wurde eine Subtraktion durchgeführt (First-Second) in der der zweite ausgewählte Körper vom ersten abgezogen wurde. Es wird damit klar sein das auch weit komplexere Körper mit dieser Funktionalität erstellt werden können. Jedoch muß auch klar sein das dieses Werkzeug nicht 100% aller Fälle lösen kann. Es ist aber schön zu wissen das AoI- Booleans recht robust sind. Bitte behalten Sie auch im Hinterkopf das Boolsche Objekte - wie andere Objekte in Art od Illusion auch - jederzeit in Dreiecksnetze (Triangel-meshes) umgewandelt werden können - was deutlich größere Kontrolle bei weiterer Verfeinerungen und herauszuarbeitenden Details gibt. Zudem bietet dei Umwandlung in Dreiecksnetze die Möglichkeiten der Glättung - egal ob interpoliert oder angenähert.

3.2.6 Röhren (Tube)


Das Röhren Werkzeug wird auf eine Kurve angewendet und erzeugt ein Röhren Objekt welches Grundsätlich einer Extrusion einer kreisförmigen Kurve entlang eines Pfades entspricht.

Um ein Röhren Objekt zu erstellen wird eine Kurve ausgewählt und über Werkzeuge -> Röhre (Tube)... ein Dialog geöffnet indem es ermöglicht wird zu bestimmen welche Dicke die Röhre bekommt und ob die Enden offen oder per "capping" geschlossen werden sollen. Das untere Bild zeigt so ein Objekt im entsprechenden Dialogfenster:



Der Dialog erlaubt - wie gesagt die Tube Width (Durchmesser) zu bestimmen und das über die volle Länge der Kurve. Bitte beachten Sie das im Editor später die Dicke der Kurve für jeden Punkt individuell eingestellt werden kann. Sie dazue Röhren Objekte.

Die Cap Ends Möglichkeit für die offenen oder geschlossenen Endenoption haben wir bereits besprochen. Wenn die Röhre entstanden ist, kann das jederzeit über den Editor geändert werden - ebenso kann man die Enden verbinden, so das das ganze Objekt geschlossen wird. Hier ein Link zum Editor.

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