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-42　（クリックで拡大）

Fig-43　（クリックで拡大）

Fig-44　（クリックで拡大）

Fig-45 （クリックで拡大）

Fig-46 （クリックで拡大）

Fig-47（クリックで拡大）

Fig-48　（クリックで拡大）

Fig-49　（クリックで拡大）

Fig-50 （クリックで拡大）

3Dデジタルツールと立体造形

前回まで、前回、複合カーブのコントロールに関しては、キーボードのモデリングのコーナーのぼかし部分を例で説明したが、2次元カーブのぼかし部分を例にとってもう少し説明したい。

Fig-42はよく機械図面にあるような、直角に交わる直線同士のコーナーもフィレットのR値が指定される例である。このような2次元図面形状を元に立体を作ると直線と円弧の接合部分は不自然な膨らみが生じる。これは直線という曲率のないもの、言い換えれば半径=無限大の距離を持つ円から急に何の緩衝となる段階もなく、小さな半径に変わることから起こる。

自由曲線という概念がなかった図面では、最終のR値を決める前にアプローチRという大きな半径値を持つ円弧を使用して、多少段階的に、R値を変えてぼかしを不自然なく行うように決める。Fig-43では、直線からそれぞれ半径125、半径120のアプローチRを作成した状態である。

Fig-44ではアプローチR同士に、半径5のフィレットを作成している。

Fig-45は、アプローチRとフィレットに曲率を表示した状態ではある。ここでは直線から段階的に曲率が変わっていることが分かる。

さらに段階的にぼかしを作成するには、アプローチRをいくつか決めて描いていけばよいが自由曲線を使用すれば、このぼかし部分は1本のカーブでさらに滑らかに変化させることができる。

Fig-46は、アプローチRから、フィレット部まで1本の5次のNURBSカーブでぼかし部分を作成した例だ。直線部分から、曲率が滑らかに変化していくのが分かる。

Fig-47では、NURBSカーブ上の任意の点における半径の値を示している。

Fig-48は実際に以上の3つのカーブを単にZ方向に押し出して形状をシェーディング表示したものである。左から“フィレットと直線で作成した例”“アプローチRとフィレットで作成した例”“ぼかし部分を自由曲線で定義した例”である。

“フィレットと直線で作成した例”はいかにも変化が急で、そのせいでぼかし部分の開始・終了部分が膨らんで見える。アプローチRを1つ設けるとこの変化が目立たなくなり、自由曲線ではスムースに変化しているのが分かる。

Fig-49は、これらの変化をゼブラ分析を使用して見た例だが、これによって変化の状態がよりよく確認できる。

Fig-50では、曲率分析をした例である。

このようにモデリングに際して、サーフェスやカーブの曲率の変化に関しては、ぼかし部分やデザイン的に重要な部分には注意を払ってモデリングする必要がある。

特に直線から変化させる場合は気をつかう必要がある。これは、例えば、電車が直線を高速で走っている場合を考えるとよい。直線部分にフィレットをいきなり入れた状態は、高速で走行中の電車を、一定のRで変化するカーブでいきなり減速するようなものであり、理論的には不可能だ。このような急激な変化は工業製品のようなものでも合理的な形状とは言い難いはずである。

次回はより3次元的な形状における複合カーブについて考えてみたい。