Ein umfassender Leitfaden zu Voxel- und Objektstrukturen

Das GeoDict-Tutorial „A Comprehensive Guide to Voxel and Object Structures“ bietet einen praxisnahen Einstieg in die grundlegenden Komponenten digitaler Strukturen in GeoDict. Anhand einer mit GrainGeo erzeugten Beispielstruktur wird erläutert, wie Voxeln als kleinste volumetrische Einheiten einer Struktur funktionieren und wie ihnen unterschiedliche Materialien und Materialeigenschaften für nachfolgende Simulationen zugewiesen werden können.

Im Fokus steht der Unterschied zwischen einzelnen Voxeln und GAD-Objekten (GeoDict Analytical Data). GAD-Objekte wie Kugeln, Ellipsoide oder Fasern enthalten zusätzliche geometrische Informationen zu Größe, Position und Orientierung und ermöglichen dadurch eine besonders flexible Bearbeitung der Struktur. Gezeigt wird, wie Voxeln und GAD-Objekte ausgewählt, Materialien geändert, sowie vollständige Objekte skaliert, verschoben oder gelöscht werden können. Darüber hinaus erläutert das Tutorial den GAD-Status einer Struktur sowie die Vorteile von GAD-Objekten bei der Anpassung der Domain und der Reskalierung von Strukturen ohne Verlust geometrischer Informationen. Das Tutorial richtet sich insbesondere an neue GeoDict-Anwender, die die grundlegende Strukturrepräsentation und deren Bearbeitungsmöglichkeiten kennenlernen möchten.

• Grundlagen von Voxeln und GeoDict-Strukturen: Verständnis des voxelbasierten Aufbaus von GeoDict-Strukturen, Darstellung von Geometrien durch einzelne Voxeln sowie Zuweisung unterschiedlicher Material-IDs und Materialeigenschaften für Simulationen.
• GAD-Objekte und analytische Geometriedaten: Einführung in GAD-Objekte (GeoDict Analytical Data) wie Kugeln, Ellipsoide und Fasern, Nutzung gespeicherter geometrischer Informationen wie Größe, Position und Orientierung sowie Verständnis der Vorteile gegenüber reinen Voxelstrukturen.
• GAD-Status und Strukturinformationen: Interpretation des GAD-Status im Project Status: Grün für vollständig durch GAD-Objekte beschriebene Feststoffvoxeln, Gelb für eine Mischung aus GAD-Objekten und unabhängigen Voxeln sowie Rot für Strukturen ohne GAD-Informationen.
• Auswahl und Bearbeitung von Voxeln: Auswahl einzelner oder mehrerer Voxeln, Anzeige von Position und Material-ID, Änderung der Materialzuordnung ausgewählter Voxeln sowie Bearbeitung zusammenhängender Komponenten mit Flood Fill.
• Auswahl und Bearbeitung von GAD-Objekten: Auswahl vollständiger GAD-Objekte, Identifikation von Objekt-ID und Objekttyp sowie Änderung von Material, Größe und Orientierung. Zusätzlich können ausgewählte Objekte gelöscht oder durch ihre analytische Beschreibung neu generiert werden.
• Bearbeitung der Domain: Anpassung der Größe des Berechnungsgebiets, Einbettung bestehender Strukturen in zusätzlichen Raum und vollständige Wiederherstellung zuvor an den Domain-Grenzen abgeschnittener GAD-Objekte.
• Reskalierung und Erhöhung der Auflösung: Änderung der Voxellänge und der Domain-Größe zur Erzeugung einer höheren Strukturauflösung. Durch die analytischen Informationen der GAD-Objekte kann die Struktur dabei ohne Verlust der ursprünglichen geometrischen Informationen neu diskretisiert werden.
• Praktische Anwendung in GeoDict: Anwendung der verschiedenen Auswahl-, Bearbeitungs-, Material-, Domain- und Reskalierungsfunktionen direkt an einer mit GrainGeo erzeugten Beispielstruktur.