Kostenloses Add-on Hardcraft liest die Struktur des CAD-Exports und baut daraus ein Game-Mesh in Blender

Der Entwickler Vitaly Yablonsky hat den Zugang zur Alpha-Version von Hardcraft geöffnet — einem Add-on für Blender, das einen schmutzigen CAD-Export in ein Game-Mesh verwandelt. Das Werkzeug stützt sich auf die Servicedaten über die Oberflächen, die der Export nach wie vor in sich trägt. Das Add-on läuft in Blender 5.0 und neuer.

Die Positionierung hat der Autor unmissverständlich formuliert: Seinen Worten nach ist das „kein universeller Remesher und kein Retopologizer, der nur Quads ausspuckt“. Das Programm liest die CAD-Struktur, zerlegt die Oberfläche in Patches und Kurven und erlaubt es, das Netz auf jedem Patch einzeln mit wenigen Gesten zu steuern. Heraus kommt eine gemischte Topologie: gekrümmte Flächen, Rohre und Lofts erhalten strukturierte Netze aus Quads, ebene Flächen, Features und Ausschnitte bekommen Dreiecke.

Die Ränder sind wichtiger als das Innere

Die Logik des Werkzeugs ist um die Ränder herum aufgebaut. Die Konturen der Patches werden zurück auf die CAD-Oberfläche übertragen und bleiben starr, der Innenbereich wird abgewickelt und erst danach entlang dieser Konturen gefüllt. Nach der Idee des Autors macht genau diese Trennung das gemischte Ergebnis aus Quads und Dreiecken sicher: Die Silhouette wird von der CAD-Geometrie vorgegeben und nicht von einer Füll-Heuristik. Daher auch die Reihenfolge der Arbeit: Der Artist korrigiert die Dichte und die Verteilung der Punkte entlang der Kurve, und die Füllung wird daraufhin neu berechnet.

Die Korrekturen — Anzahl der Spans, Dichte, Kontur, Versatz, erzwungene Triangulierung und Pinselstriche — werden parametrisch, pro Patch, in einer separaten Struktur am Mesh-Datablock gespeichert. Sie überstehen das Rückgängigmachen, das Speichern der Datei und das erneute Füllen, deshalb bleibt das Ergebnis editierbar, bis der Artist auf Commit drückt.

Der Arbeitszyklus selbst wird in der Dokumentation knapp beschrieben:

• Import von rohem STEP über eine Schaltfläche im Panel — der Konverter arbeitet im Hintergrund und liefert ein Objekt pro CAD-Körper;
• Anlegen eines Retopo-Targets — entweder mit automatischer Füllung aller gefundenen Patches oder leer, für den manuellen Aufbau;
• PATCH-Modus (Taste 4): Auswahl der Patches mit der Maus, F — füllen oder neu füllen, X — löschen, Shift+G — alle Patches desselben CAD-Oberflächentyps auswählen;
• CURVE-Modus (Taste 5): Shift+Mausrad ändert die Anzahl der Spans, Strg+Mausrad verteilt die Punkte neu, ohne ihre Anzahl zu ändern, C teilt den Bereich mit einem neuen Rand;
• Feinabstimmung der von der intelligenten Füllung erzeugten Patches mit den Tasten G, R, S und D — Verschieben des Gitters, Drehen des Flows, Neuverteilung und Anzahl der inneren Knoten;
• Commit: Verschweißen der Nähte zwischen den Patches, Packen der UVs, Entfernen des parametrischen Zustands. Optional wird das CAD-Shading über Transfer Normals übernommen.

STEP liefert mehr als die Brücke aus Plasticity

Es gibt zwei Datenquellen, und sie sind nicht gleichwertig. Der STEP-Import gilt als Hauptvariante: Er bringt die Definition der Oberflächentypen, die Nähte periodischer Flächen und die parametrischen UVs aus dem CAD mit, und auf diesen Daten beruhen die Auswahl aller Patches eines Typs und der Füllweg. Unterstützt wird jedes Paket, das STEP ausgeben kann — von Fusion, SolidWorks und Rhino bis zu Onshape, Inventor, NX, CATIA und FreeCAD.

Für den Import ist eine separate ausführbare Datei auf Basis von OpenCASCADE zuständig, die zusätzlich installiert werden muss. Der zweite Weg ist die Brücke Plasticity Blender Bridge: Sie benötigt keinen Konverter und erlaubt es, das Modell live hin und her zu schicken, ihr fehlen jedoch die Erkennung der Oberflächentypen, die Nähte periodischer Flächen und die parametrischen UVs.

An das Ausgangsmaterial wird eine harte Anforderung gestellt: Der Export muss roh sein. Jede Bearbeitung, jedes Trennen, Zusammenführen oder erneute Extrahieren des CAD-Meshes zerstört die Metadaten, woraufhin die Erkennung auf die reine Geometrie zurückfällt und die Aufteilung in Patches und Kurven schlechter wird. In der Dokumentation wird das als häufigste Ursache für Beschwerden über eine sinnlose Aufteilung genannt.

Was von der Alpha zu erwarten ist

Der Entwickler zählt die Einschränkungen auf. Die wichtigste ist das Fehlen einer laufenden Synchronisierung: Ein erneut exportiertes CAD aktualisiert eine bereits erstellte Retopologie nicht. Der Reimport wird mit einem separaten Befehl ausgeführt, danach wird die Sitzung anhand der Identität der Flächen auf die neue Geometrie übertragen: unberührte Patches bleiben erhalten, nachgetrimmte werden als veraltet markiert und bei der nächsten Geste neu aufgebaut, und Patches mit neu aufgebauten oder gelöschten Oberflächen verlieren ihre alte Füllung.

Das Entwicklungstempo ist hoch: Nach Aussage des Autors werden die Standardeinstellungen neu justiert, und neue Funktionen erscheinen zunächst hinter Schaltern. Zu den bereits verfügbaren gehören das Kopieren und Einfügen der Span-Anzahl zwischen Kurven, Tessellierungseinstellungen pro Import und der Cover-Modus, mit dem sich eine Gruppe zusammenhängender Flächen mit einem einzigen Patch abdecken lässt. Die Dokumentation und der Download-Link sind auf der Website des Projekts veröffentlicht.

Ein ähnliches Werkzeug erschien fast gleichzeitig

Hardcraft war nicht der einzige Versuch, dieselbe Aufgabe zu lösen. Fast gleichzeitig veröffentlichte der Waffen-Artist von tinyBuild, Andrei Bezgodov, PatchGAP — ein Add-on, das aus Plasticity importierte CAD-Flächen direkt in Blender in editierbare Mesh-Patches verwandelt. Das Werkzeug ist kostenpflichtig und unterstützt derzeit Blender 5.2. Nach Angaben des Entwicklers gehen die Updates weiter, wenn sich genügend Interesse an dem Add-on findet.

Warum solche Werkzeuge gerade jetzt aufgetaucht sind

Beide Releases wirken wie eine Reaktion auf veränderte Gewohnheiten im Hard-Surface-Bereich. In den letzten Jahren hat ein spürbarer Teil der Artists für Waffen, Fahrzeuge und Props die Modellierungsphase in CAD-ähnliche Pakete verlagert, in denen die Form über boolesche Operationen und Fasen entsteht. Das Tempo am Anfang ist gestiegen, doch der Engpass hat sich wahrscheinlich weiter nach hinten in der Pipeline verschoben.

Der Grund ist technischer Natur. Eine NURBS-Oberfläche lässt sich nicht direkt an eine Engine übergeben, sie muss tesselliert werden, und der Tessellator optimiert die Abweichung von der Ausgangsfläche, nicht den Edge-Flow. Daher der triangulierte Import mit einem dichten und unkontrollierbaren Netz, das für ein Game-Asset und für das Auslegen der UVs wenig taugt. Universelle Remesher lösen die Aufgabe nur halb: Sie sehen nur die Form und müssen raten, wo eine Oberfläche endet und die nächste beginnt, deshalb verlieren sie Fasen und schneiden Ebenen willkürlich. Der Ansatz, bei dem sich das Werkzeug auf die im Export erhalten gebliebenen Informationen über die Flächen stützt, macht das Raten überflüssig, verlangt aber, dass der Artist den Import vor der Verarbeitung nicht anfasst. Das ist im Grunde eine neue Disziplin im Umgang mit den Quelldateien, und beide Programme bestehen gleichermaßen strikt darauf.

Die Nische ist dabei bereits dicht besiedelt: Auf dem Markt gibt es sowohl manuelle Retopologie-Werkzeuge innerhalb von Blender als auch automatische Remesher und schmale Patch-Add-ons, die das Gespann aus Plasticity und Blender ergänzen. Dass Hardcraft und PatchGAP gerade auf die CAD-Metadaten setzen, wirkt wie der Versuch, einen Bereich zu besetzen, den automatische Remesher prinzipiell nicht abdecken.

Dass zwei unabhängige Entwickler fast gleichzeitig dieselbe Aufgabe angegangen sind und beide auf den fünften Blender-Zweig gezielt haben, spricht wahrscheinlich für einen aufgestauten Bedarf. Hält der Trend an, sind konkurrierende Lösungen desselben Typs zu erwarten und eine allmähliche Verwandlung der Retopologie von CAD-Modellen aus einer manuellen in eine halbautomatische Operation — mit Kontrolle auf der Ebene von Rändern und Dichte statt einzelner Loops. Für Studios bedeutet das weniger Zeit für die Vorbereitung von Hard-Surface-Assets, für Artists eine Verschiebung der Fähigkeiten vom manuellen Nachziehen der Geometrie hin zur Steuerung von Parametern und zur sauberen Vorbereitung der CAD-Quelle.