In diesem grundlegenden Tutorial zeige ich euch, wie man Instant Meshes verwendet, ein kostenloses Open Source Programm, mit dem ihr Retopologie durchführen und die Polygonanzahl von 3D Modellen reduzieren könnt.
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Videotranskript
Hallo zusammen. In diesem grundlegenden Tutorial zeige ich euch, wie man Instant Meshes verwendet, ein kostenloses Open Source Programm, mit dem ihr Retopologie durchführen und die Polygonanzahl von 3D Modellen reduzieren könnt. Eine der interessantesten Funktionen ist die Möglichkeit, bestimmte Topologie Flows manuell zu definieren, um die Erstellung von Low Poly Topologien zu steuern.
Um euch ein praktisches Beispiel zu zeigen, verwende ich ein 3D Modell, das durch Photogrammetrie erstellt wurde. Ich habe dieses Modell mit Meshroom rekonstruiert und dabei denselben Workflow verwendet, den ich in meiner grundlegenden Serie zur Turntable Photogrammetrie erklärt habe. Das Ergebnis ist ein Modell mit hoher Vertex Anzahl und schlechter Topologie.
Instant Meshes kann entweder als Source Code zum Kompilieren oder als vorkompilierte ausführbare Datei über den Link in der Beschreibung heruntergeladen werden. Es ist ein eigenständiges Programm, das Modelle im OBJ oder PLY Format akzeptiert.
Ich habe das durch Photogrammetrie erhaltene Modell etwas bereinigt. Jetzt exportiere ich es im OBJ Format, damit ich es in Instant Meshes importieren kann.
Nachdem ihr Instant Meshes gestartet habt, klickt auf die Schaltfläche Open Mesh, um das 3D Modell im OBJ Format zu importieren. Die 3D Ansicht könnt ihr mit der linken Maustaste drehen. Das Zoomen erfolgt mit dem Mausrad. Mit der rechten Maustaste könnt ihr die Ansicht verschieben.
Im Advanced Panel stehen mehrere Anzeigemodi zur Verfügung, mit denen wir zum Beispiel das Modell im Wireframe Modus anzeigen oder die numerischen IDs von Vertices und Faces einblenden können. Eine weitere Schaltfläche oben ist Remesh As, wo wir den Typ der Geometrie festlegen können, den wir als Ausgabe erhalten möchten. Die Standardoption ist Quads, also ausschließlich vierseitige Flächen, und ich lasse diese Einstellung so.
Der Parameter Target Vertex Count hat einen etwas irreführenden Namen, denn er gibt nicht die Anzahl der Vertices an, die das finale Mesh haben wird. Tatsächlich ist es ein Leitparameter für die Dichte des Gitters, das erzeugt wird. Er dient als idealer Zielwert für den Algorithmus, nicht als strikte Begrenzung oder garantiertes Ergebnis. Instant Meshes schlägt einen Wert vor, den wir nicht überschreiten sollten, da das ursprüngliche Mesh möglicherweise nicht genügend Auflösung besitzt. Uns interessiert vor allem eine Retopologie mit guter Vereinfachung, daher möchten wir den von Instant Meshes vorgeschlagenen Wert möglicherweise sogar verringern. Das Programm ist also nicht ideal, wenn wir eine exakt definierte Polycount benötigen, aber wir können die Geometrie später jederzeit in Blender oder einem anderen Programm weiter vereinfachen.
Jetzt können wir auf die erste der Schaltflächen Solve klicken, die sich im Abschnitt Orientation Field befindet, damit Instant Meshes erste Topologie Flows berechnet. Nach dem Klick auf Solve erscheinen die initialen Flows auf dem Objekt. In manchen Fällen funktionieren sie gut, zum Beispiel an den Beinen oder anderen länglichen Bereichen, in anderen müssen sie angepasst werden, um eine andere Topologie zu erhalten.
Um die initiale Topologie zu überprüfen und zu bearbeiten, stehen uns im Abschnitt Orientation Field drei Werkzeuge zur Verfügung, mit denen wir den Flow in bestimmten Bereichen anpassen können. In diesem Abschnitt gibt es auch ein Feld namens Singularities, in dem Instant Meshes die Anzahl der kritischen Punkte anzeigt, an denen sich der Orientierungsfluss abrupt ändert. Diese Singularities führen häufig zu Vertices mit 3, 5 oder mehr verbundenen Kanten.
Verwenden wir das erste Werkzeug namens Comb. Damit können wir benutzerdefinierte Flows festlegen, indem wir mit der linken Maustaste auf die Geometrie klicken und ziehen. Um die Ansicht zu drehen, müsst ihr das Comb Werkzeug vorübergehend deaktivieren und anschließend wieder aktivieren. Linien können gelöscht werden, indem ihr auf das X Symbol neben jeder neu erstellten Linie klickt. Achtet darauf, wie sich jeder Pinselstrich auf die Anzahl der Singularities auswirkt. Manchmal verbessert sich das Ergebnis, manchmal verschlechtert es sich.
Um die Singularities des Orientation Field zu visualisieren, können wir ihre Anzeige im Advanced Tab aktivieren, den wir zuvor kurz betrachtet haben. Hier könnt ihr auch die Größe der Symbole für diese Singularities anpassen. Eine weitere Möglichkeit, Singularities sichtbar zu machen, ist das Aktivieren der Schaltfläche Attractor mit dem Magnet Symbol. In jedem Fall können wir versuchen, die Flow Linien mit dem Comb Werkzeug neu zu definieren. Der Flow wird automatisch neu berechnet, daher sollte ein erneuter Klick auf Solve keine sichtbaren Änderungen verursachen. Beachtet, dass einige Singularities nahezu unmöglich zu entfernen sind, etwa auf Gesichtern oder im Fall des kleinen Wolfs auf dieser Statue in der Nähe der Ohren. Ich habe zum Beispiel versucht, einen neuen Topologie Flow zu definieren, um ein Problem zu beheben, und dabei tatsächlich zwei neue Singularities erzeugt.
Das Orientation Field ist in jedem Fall der erste von zwei Schritten. Der zweite ist das Position Field. Hier kümmern wir uns um Bereiche, in denen die quadrangulare Topologie Diskontinuitäten in der Verteilung der Vertices aufweist. Klicken wir auf die Schaltfläche Solve im Abschnitt Position Field, um direkt damit zu beginnen. Wie ihr seht, erscheinen jetzt die Linien der neuen Topologie, die aus den im Orientation Field definierten Flows erzeugt wurden. Auch hier sind jedoch einige Problembereiche deutlich sichtbar. Diese werden ebenfalls als Singularities bezeichnet.
Einige Position Singularities lassen sich leicht erkennen, da sie oft in Bereichen auftreten, in denen eine Linie abrupt endet und in einen anderen Edge Flow übergeht. Ihr könnt die Position Field Singularities über das entsprechende Kontrollkästchen im Advanced Tab anzeigen lassen.
Auch hier steht uns ein Comb Werkzeug zur Verfügung, mit dem wir den Flow leicht verändern können, um die Anzahl der Singularities zu reduzieren. Einige Singularities lassen sich jedoch nicht vollständig entfernen. Im besten Fall können sie näher zusammengeführt oder an weniger auffällige beziehungsweise weniger problematische Stellen verschoben werden, zum Beispiel auf flache Flächen oder in Bereiche des Meshes, die nicht animiert werden müssen.
Wenn wir mit unseren Anpassungen fertig sind, müssen wir nur noch das Ergebnis exportieren. Mit einem Klick auf Export Mesh können wir einige Optionen für die Ausgabengeometrie festlegen, zum Beispiel Pure Quad Mesh, um ausschließlich aus quadrilateralen Flächen bestehende Geometrie zu erzeugen, und optional einige Smoothing Iterations anwenden. Anschließend klicken wir auf Extract Mesh, damit Instant Meshes die finale Geometrie für den Export erzeugt, die wir in der 3D Ansicht als Vorschau sehen können. Zum Schluss klicken wir auf Save, um Namen und Speicherort der OBJ Datei festzulegen. Achtet darauf, die Dateiendung OBJ manuell hinzuzufügen, sonst speichert Instant Meshes die Ausgabedatei nicht.
Nun können wir die OBJ Datei in Blender importieren und sie mit der ursprünglichen High Poly Version vergleichen. Sofort fällt auf, dass die Vertex Anzahl deutlich höher ist als der im Feld Target Vertex Count in Instant Meshes festgelegte Wert. Wie bereits erwähnt, dient dieser Parameter eher als Referenz für die Dichte und nicht als exakter Zielwert. Die Topologie ist jedoch wesentlich sauberer als beim ursprünglichen Modell und ermöglicht es uns, das Modell leichter zu vereinfachen oder zu bearbeiten. Das Erscheinungsbild wirkt sehr facettiert, sowohl weil alle Kanten als Sharp Edges markiert sind als auch weil ich die Option Cavity aktiviert habe. Für ein weicheres Erscheinungsbild entferne ich die Sharp Edges im Menü Edges im Edit Mode und deaktiviere die Option Cavity. Die Überlappung mit dem High Poly Modell ist gut, sodass wir problemlos Base Color und Normal Map von der High Poly Version backen können, aber das ist ein Thema für ein anderes Mal.
