pdweb.jp プロダクトデザインの総合Webマガジン

pdweb.jp プロダクトデザインの総合Webマガジン Tool Special
●パーソナル3Dプリンタ「Mojo」が切り拓くデスクトップマニファクチャリング

私のスケッチ
●第7回：吉岡徳仁氏の「Camper to&ether」
●第6回：第6回：山中俊治の「アスリート用大腿義足」
●第5回：清水久和氏の「井伊直弼」と「髷貯金箱」
●第4回：酒井俊彦氏のアットアロマ社「新型アロマデフューザー」
●第3回：奥山清行氏の天童木工「ORIZURU」
●第2回：磯野梨影：かみみの「はなのあかり」
●第1回：塚本カナエ：資生堂「化粧惑星」

デジタルツールはじめの一歩

ペンタブレット「Cintiq 21UX実践編」
●第3回：Cintiq 21UXでCADデータの修正作業をすばやく行う！
●第2回：CGと写真の合成で作るプレゼンテーション
●第1回：Cintiq 21UXとPhotoshopで行うプレゼンテーション制作

ペンタブレット「Intuos/Cintiq編」
●第2回：Cintiq 21UXとSketchBook Designer
●第1回：Intuos4でCADを操作する

iPadでデザインワーク編
●第5回：アイデア支援ツール、プレゼンテーション用ツールとしてのiPad
●第4回：スケッチツールとしてのiPadと「Adobe Ideas」、ノートアプリ「MUJI NOTEBOOK」
●第3回：スケッチツールとしてのiPadと「Sketchbook Pro」その2
●第2回：スケッチツールとしてのiPadと「Sketchbook Pro」その1
●第1回：3DビューワとしてのiPadと「iRhino 3D」
Rhinoceros編
●最終回：Rhinocerosを使い倒そう
●第9回：作業効率を見直そう
●第8回：融合する形状の作成方法
●第7回：まだまだ続く2レースルスイープ
●第6回：3次曲線を使っての2レールスイープ
●第5回：Rhinocerosの本質を生かす機能「2レールスイープ」
●第4回：フィレットは重要なデザイン要素　その2
●第3回：フィレットは重要なデザイン要素
●第2回：3Dは2Dからはじまる
●第1回：Rhinocerosを使い始める前に
SolidWorks編
●第5回：閉じた輪郭からのロフト曲面
●第4回：回転とシェルで作る器のモデリング
●第3回：円柱とパイプ形状のモデリング
●第2回：直方体モデリングの応用と使い道
●第1回：立方体は角柱モデリング

3D CADお役立ちTIPS
●第28回：キャラクターモデルの作成：くじら編 2
●第27回：キャラクターモデルの作成：くじら編 1
●第26回：ラムネボトルの作成 5
●第25回：ラムネボトルの作成 4
●第24回：ラムネボトルの作成 3
●第23回：ラムネボトルの作成 2
●第22回：ラムネボトルの作成 1
●第21回：アプローチ曲面を使ったフィレットの作成
●第20回：スケッチ定義の注意点
●第19回：大きさが異なるフィレットの馴染ませ方
●第18回：フィーチャーを使ったパイプ形状の作成
●第17回：スケーリングを使った形状の検討
●第16回：ブレンド曲面を使った形状の作成 3
●第15回：座布団形状の作成
●第14回：CADデータ受け渡し時の注意点
●第13回：面取りによる見え方の違い
●第12回：ブレンド曲面を使った形状の作成 2
●第11回：2つのエッジが合流する部分のまとめ方 2
●第10回：不正面の修正
●第9回：交差する溝の作成　ソリッド編
●第8回：ブレンド曲面を使った形状の作成
●第7回：一定幅フィレットの作成
●第6回：2つのエッジが合流する部分のまとめ方
●第5回：曲面の連続性を意識したフィレットの作成
●第4回：投影を使った3D曲線の作成
●第3回：履歴を使った形状の検討
●第2回：楕円ボタン形状の作成
●第1回：滑らかな除変フィレットの作成

3Dデジタルツールと立体造形
●第9回：フィレットを施す
●第8回：複合カーブのコントロールその3
●第7回：複合カーブのコントロールその2
●第6回：複合カーブのコントロールその1
●第5回：ノットの理解
●第4回：1枚のサーフェスで表現できる形状
●第3回：自由曲線とUVパラメータ
●第2回：自由曲線を表現するパラメータとその次数
●第1回：Illustratorで表現される自由曲線

中島淳雄
1956年生まれ。電気通信大学材料科学科卒業後、電子部品メーカーエンジニアを経て、日本コンピュータービジョン社他で3D CADやCGのテクニカルサポートを担当。1997年、アプリケーションソフトウェアの販売、サポート、コンサルティングを行う株式会社アプリクラフト設立。同社代表取締役社長。
http://www.applicraft.com/

Fig-17　（クリックで拡大）

Fig-18　（クリックで拡大）

Fig-19　（クリックで拡大）

Fig-20 （クリックで拡大）

Fig-21 （クリックで拡大）

Fig-22 （クリックで拡大）

Fig-23 （クリックで拡大）

3Dデジタルツールと立体造形

前回までの説明で、コントロールポイントの3次元座標値と次数により、カーブやサーフェスの形状が定義できることが分かった。

今回は1枚のサーフェスでどれくらいの形状表現ができるのかを考えてみる。

Fig-17 は、自動車のインストルメントパネルの基本形状をRhinocerosで作成したものだ。奥のモデルからシェーディングしたもの、ゼブラマッピングをしたもの、環境マップをしたものである。ゼブラマッピング、環境マッピングはモデルの滑らかさや面の変化の具合を評価する方法としてよく使用される。

複数から構成されるモデルに関しては、サーフェス間のつながりの具合を確認する手段としても使用される（複合サーフェスについてはいずれ述べる）。
このインストルメントパネルは、一見すると非常に複雑な形状に見える。

さて、前回説明したとおり、最終的に作り込まれたサーフェスもコントロールポイントを平面上に配列してしまえば、見た目は平面である（Fig-18）。

このサーフェスはU方向18、V方向14個の、それぞれ3次の次数で表現されたものである。各コントロールポイントを適当な位置に移動すれば複雑な立体ができるわけだ。

最終形状がインストルメントパネルのような場合、なにも平面から作成する必要はない。最も基本的な4辺から構成されるサーフェスをまず作成し（Fig-19）、コントロールポイントの位置を3次元的に移動させることによって最終形状を作成することができる（Fig-20～Fig-22）。

このとき、U方向、V方向のコントロールポイントの数をあまり多くすると作業が複雑になるので、形状がだんだん複雑になってくるにつれ適当な位置にコントロールポイントの列を局所的に追加して、表現する形を豊かにすることができる。

この局所的にコントロールポイントを追加したり削除することができるのがNURBSの大きな特徴である。
コントロールポイントは、カーブの場合は任意の場所に1点ずつ追加することになるが、サーフェスの場合はU方向に1列、あるいはV方向に１列のコントロールポイントが追加される。

以上の手順で基礎形状を作成することができる。この形を使用して、不要な部分をトリムし、実際の自動車のインテリアをモデリングするとFig-23のようになる。

Fig-23を見ても分かるように、実際のモデルではなかなか１枚のサーフェスで表現することはできないが、どのようなモデルであるにかかわらず、できる限り少ないサーフェスで表現するようにこころがけるとよい。

１枚のサーフェスで作成している場合、3次以上のサーフェスであれば、滑らかさや連続性をほとんど気にする必要がない。またサーフェスの数が少なければ、容易に形状の変更ができる。とくにモデリングの初期の段階では、より少ないサーフェスでモデリングするようにしたい。

次回は、NURBS表現の大きな特徴の1つであるノットについて説明をしたい。