Die wesentlichen geometrischen Objekte in Rhino sind Punkte, Kurven, Flächen, Flächenverbände, Extrusionsobjekte und Polygonnetzobjekte.
NURBS (non-uniform rational B-splines) sind mathematische Darstellungen zur Nachbildung beliebiger Formen von einfachen 2D-Linien, Kreisen, Bogen oder Quadern bis hin zu komplexen organischen 3D-Freiformflächen oder -volumenkörpern. Aufgrund ihrer Flexibilität und Genauigkeit können NURBS-Modelle in allen Prozessen von Illustration und Animation bis hin zur Fertigung verwendet werden.
Die NURBS-Geometrie ist ein Industriestandard für Designer, die in 3D arbeiten, wo Formen frei und fließend sind und sowohl Form als auch Funktion wichtig sind. Rhino findet im Schiffs- und Autodesign und in der Luft- und Raumfahrt Verwendung. Hersteller von Haushalts- und Bürogeräten, Möbeln, Medizin- und Sportausrüstung, Schuhen und Schmuck verwenden Rhino zur Erzeugung von Freiformen.
NURBS-Modellierung wird auch von Trickfilmzeichnern und Grafikern verwendet. Ein Vorteil zu Gitternetzmodellierern: Es gibt keine Facetten. Die Modelle können bei beliebiger Auflösung gerendert werden. Ein Polygonnetz kann bei beliebiger Auflösung aus dem Modell erzeugt werden. Weitere Informationen zur Mathematik der NURBS finden Sie im Artikel Was sind NURBS?.
Punktobjekte markieren einen einzelnen Punkt im 3D-Raum. Es sind die einfachsten Objekte in Rhino. Punkte können beliebig im Raum platziert werden und werden meistens als Platzhalter verwendet.
Eine Kurve ist einem Stück Draht ähnlich. Sie kann gerade oder geschlängelt sein, offen oder geschlossen.
Eine Polykurve besteht aus mehreren verbundenen Kurvensegmenten.
Rhino bietet viele Werkzeuge, um Kurven zu zeichnen. Sie können gerade Linien, Polylinien, die aus verbundenen Liniensegmenten bestehen, Bogen, Kreise, Polygone, Ellipsen, Helixkurven und Spiralen zeichnen.
Sie können Kurven auch anhand von Kontrollpunkten zeichnen und Kurven zeichnen, die durch ausgewählte Punkte verlaufen.
Kurven in Rhino beinhalten Linien, Bogen, Kreise, Freiformkurven und Kombinationen dieser Geometrien. Kurven können entweder offen oder geschlossen sein, planar oder nicht-planar.
Eine Fläche ist wie ein rechteckiges, dehnbares Stück Gummi. Die NURBS-Form kann einfache Formen, wie Ebenen und Zylinder, sowie Freiformflächen darstellen.
Alle Befehle zur Flächenerzeugung in Rhino ergeben das gleiche Objekt: eine NURBS-Fläche. Rhino besitzt viele Werkzeuge, um Flächen direkt oder aus vorhandenen Kurven zu erzeugen.
Alle NURBS-Flächen sind von Natur aus rechteckig organisiert.
Sogar eine geschlossene Fläche wie ein Zylinder ist wie ein rechteckiges Stück Papier, das so zusammengerollt wurde, dass sich zwei gegenüberliegende Kanten berühren. Der Ort, wo die Kanten zusammenkommen und sich berühren, nennt sich Naht. Wenn eine Fläche keine rechteckige Form besitzt, wurde sie entweder getrimmt oder die Kontrollpunkte an den Kanten wurden zusammengeschoben.
Eine Fläche kann offen oder geschlossen sein. Ein offener Zylinder ist in eine Richtung geschlossen.
Ein Ring (Donutform) ist in zwei Richtungen geschlossen.
Flächen können getrimmt oder ungetrimmt sein. Eine getrimmte Fläche besteht aus zwei Teilen: einer Fläche, die allem zu Grunde liegt und die geometrische Form definiert, und Trimmkurven, die Teile der zu Grunde liegenden Fläche markieren und weggetrimmt werden.
Getrimmte Flächen werden mit Befehlen erzeugt, die Flächen mit Kurven oder anderen Flächen trimmen oder teilen. Manche Befehle erzeugen direkt getrimmte Flächen.
Die Form einer Fläche wird durch einen Satz Kontrollpunkte in einem rechteckigen Muster definiert.
Da es für Sie wichtig sein kann zu wissen, ob eine Fläche getrimmt ist, listet der Befehl Eigenschaften den getrimmten oder ungetrimmten Status der Fläche. Einige Rhino-Befehle funktionieren nur mit ungetrimmten Flächen und einige Programme importieren keine getrimmten NURBS-Flächen.
Die Trimmkurven liegen auf der darunterliegenden Fläche. Diese Fläche ist vielleicht größer als die Trimmkurven, aber Sie werden sie nicht sehen, weil Rhino nichts für den Flächenteil zeichnet, der sich außerhalb der Trimmkurven befindet. Jede getrimmte Fläche bewahrt die Informationen über ihre darunterliegende Flächengeometrie. Sie können die Begrenzungen der Trimmkurve mit dem Befehl TrimmungAufheben entfernen, um die Trimmung der Fläche aufzuheben.
Wenn Sie eine Trimmkurve haben, die über eine Fläche verläuft, hat die Trimmkurve keine echte Beziehung zur Kontrollpunktstruktur der Fläche. Sie können das sehen, wenn Sie solch eine getrimmte Fläche auswählen und ihre Kontrollpunkte aktivieren. Sie werden die Kontrollpunkte für die gesamte darunter liegende Fläche sehen.
Wenn Sie eine Fläche aus einer planaren Kurve erzeugen, kann es eine getrimmte Fläche sein. Diese Fläche wurde aus einem Kreis erzeugt. Die Kontrollpunktanzeige zeigt die rechteckige Struktur der Fläche an.
Der Befehl TrimmungAufheben entfernt die Trimmkurve aus der Fläche, um wieder zur darunter liegenden, ungetrimmten, rechteckigen Fläche zu gelangen.
In der Gitternetzanzeige sehen Flächen wie eine Gruppe von sich kreuzenden Kurven aus. Diese Kurven nennt man isoparametrische Kurven oder Isokurven. Diese Kurven helfen Ihnen, die Flächenform zu visualisieren. Isoparametrische Kurven definieren die Fläche nicht in der Form wie Polygone es in einem Polygonnetz tun. Sie sind lediglich eine visuelle Hilfe, mit denen Sie die Fläche auf dem Bildschirm sehen können. Wenn eine Fläche ausgewählt wird, werden all ihre isoparametrischen Kurven hervorgehoben.
Randkurven verbinden die Fläche. Randkurven von Flächen können als Eingabe zu anderen Befehlen verwendet werden.
Isokurven (1), Randkurven (2).
Ein Flächenverband besteht aus zwei oder mehr Flächen, die miteinander verbunden sind. Ein Flächenverband, der ein Raumvolumen einschließt, definiert einen Volumenkörper.
Ein Volumenkörper ist eine Fläche oder ein Flächenverband, der ein Volumen einschließt. Volumenkörper entstehen immer, wenn eine Fläche oder ein Flächenverband ganz geschlossen ist. Rhino erzeugt Volumenkörper aus einer Fläche, Flächenverbandvolumenkörper und Extrusionsvolumenkörper.
Eine einzige Fläche kann sich um sich selbst wickeln und mit sich selbst verbunden werden. Zu den Beispielbefehlen zählen Kugel, Ring und Ellipsoid. Kontrollpunkte können auf Volumenkörpern angezeigt werden, die aus einer Fläche bestehen, und verschoben werden, um die Fläche zu ändern.
Manche Rhino-Befehle erzeugen Flächenverbandvolumenkörper. Pyramide, Kegel und Kegelstumpf sind einige dieser Befehle, die Flächenverbandvolumenkörper erzeugen.
Der Befehl FlächenverbandPunkteEin aktiviert Griffpunkte für Flächenverbände, die wie eine Art Kontrollpunkte funktionieren.
Leichte Extrusionsobjekte verwenden statt dem für NURBS-Objekte verwendeten Isokurven-Netzwerk nur eine Profilkurve und eine Länge als Eingabe. Die Befehle Quader, Zylinder, Rohr und KurveExtrudieren erzeugen Extrusionsobjekte. Extrusionsobjekte können offen oder mit einer planaren Deckfläche geschlossen sein. Diese Objekte können bei Bedarf mit einigen Befehlen in Flächenverbände umgewandelt werden, um zusätzliche Informationen für die Bearbeitung hinzuzufügen.
Weil es viele Modellierer gibt, die Polygonnetze zur Geometriedarstellung für das Rendern und die Animation, die Stereolithographie, Visualisierung und Finite-Elemente-Analyse verwenden, übersetzt der Befehl Polygonnetz die NURBS-Geometrie für den Export in Polygonnetze. Zusätzlich dazu zeichnen die Befehle zur Polygonnetzerzeugung NetzKugel, NetzQuader, NetzZylinder, etc. Polygonnetzobjekte.
Anmerkung: Es gibt keine einfache Methode, um ein Polygonnetzmodell in ein NURBS-Modell umzuwandeln. Die Information, die die Objekte definiert, ist völlig anders.
Rhino verfügt über einige Befehle, um Kurven auf Polygonnetzen zu zeichnen und Scheitelpunkte und weitere Informationen aus Polygonnetzobjekten zu extrahieren, die Ihnen bei der Verwendung von Polygonnetzinformationen zur Erzeugung von NURBS-Modellen behilflich sind.