Wofür braucht man Spline-Patches?

Das sogenannte Patch-Modeling findet in erster Linie Anwendung beim Modelieren von meist geschwungenen, aber maß- und passgenauen Oberflächen. Im Bereich "Car-Modeling" wird man unweigerlich mit dieser relativ einfach zu handhabenden und sehr effektiven Technik konfrontiert. Im Internet findet man kaum ein Tutorial zum Thema "Car-Modeling", das ohne Spline-Patch auskommt. Es sei denn, es handelt sich speziell um eines für Cinema 4D, denn die User dieser ansonsten sehr leistungsfähigen 3D-Software aus dem Hause MAXON blieb diese Technik bislang verschlossen. Die Cinema 4D-Nurbs (Loft, Lathe, Sweep etc.) bieten da leider keinen Ersatz. Ohne Patch-Modeling gibt es kaum einen anderen Weg, als das direkte Arbeiten mit Punkten und Polygonen.

Trotz dieser leistungsfähigen Technik bleibt aber noch genügend zu tun. Die meiste Arbeit bereitet die Erstellung der Splines, die entlang von prägnanten formgebenden Linien geführt werden. Hierfür verwendet man in der Regel Maßzeichnungen des zu modellierenden Objekts, so genannte Blueprints. Nach und nach entsteht auf diese Weise ein Spline-Cage, ein Käfig aus Linien, die das Objekt umschreiben. Zwischen den Linien können dann Flächen aufgespannt werden, wobei jeweils drei oder vier Splines mit ihren Kreuzpunkten die Begrenzungen bilden.

Die Spline-Patch-Funktionen der Konkurrenz verlangen dabei exakte Schnittpunkte im Raum, die mit Hilfsfunktionen zum Verschweißen der Splines hergestellt werden. Unser Plugin ist da ziemlich tolerant – die Splines sollten sich aber schon an den Eckpunkten der zu erzeugenden Oberfläche ziemlich nahe kommen.

Spline-Patches in Cinema 4D

Spline Patch bietet auch C4D-Usern die Technik des Patch-Modeling. Es fügt sich ein in die Liste der C4D-Nurbs-Objekte und gleicht diesen in der Bedienung. "Werfen" Sie drei oder vier Splines, die die zu erzeugende Oberfläche umgeben in das Spline-Patch-Objekt und wählen Sie die gewünschte Anzahl der Unterteilungen. Fertig!

Die meisten Programme erzeugen nach Eingabe der Unterteilungen ein Polygon-Netz, das Sie dann mit entsprechenden Werkzeugen weiter bearbeiten können. Dieses Verfahren entspricht nicht dem non-modalen Stil von Cinema 4D, deshalb haben wir uns dazu entschlossen, das Plugin als Objekt-Generator zu konzipieren. Der Vorteil liegt klar auf der Hand: Sie können jederzeit alle Parameter ändern – inklusive Form und Position der Splines!

Das eigentliche Patch-Modeling wäre an dieser Stelle beendet.

Spline Patch bietet aber noch weitere Features, die den Patch-Modeling-Fan Freude bereiten dürften:

Stitching

Unter dieser Technik versteht man das Vernähen oder Verschweißen mehrerer Oberflächen, so dass eine einzige, glatte Form entsteht. Gruppieren Sie die zu verbindenen Spline-Patches zu einem Multi-Patch. Alle Patches werden nahtlos verbunden und geglättet, auch wenn sie unterschiedlich unterteilt sind!

Kantenprofile

Die Außenkanten eines Multi-Patches können mit verschiedenen Profilen versehen werden. In Verbindung mit HyperNURBS entstehen so sehr schöne, abgerundete Kanten, wie sie v.a. an den Nahtstellen von Automobilblechen zu finden sind. Sie können sogar ein Spaltmaß einstellen! Auch ohne HyperNURBS können Sie gerundete Kanten durch Eingabe eines Bevel-Wertes erzeugen.

Deforming

Die Oberfläche kann mit Hilfe eines weiteren Splines oder eines Polygon-Objekts bearbeitet werden. Damit können Sie nicht nur Dellen erzeugen, wie es der Begriff "Deforming" nahelegt, sondern die Oberfläche ganz oder teilweise, mehr oder weniger stark auf eine bestimmte Form zwingen. Auf diese Weise können Sie z.B. etwas einstanzen oder auch die Wölbung einer geschwungenen Oberfläche abschwächen.

Ein einziges Objekt

Wenn Sie irgendwann dann doch lieber mit einem "echten" Polygon-Objekt weiterarbeiten wollen, um z.B. Details wie die Türgriffe an einem Auto anbringen zu können, erzeugen die Cinema 4D-Funktionen "Grundobjekt konvertieren" und "Aktuellen Zustand in Objekt verwandeln" ein einziges, sauberes Polygon-Objekt.