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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

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* pd WEB Techniqe
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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/
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Fig-51 (クリックで拡大)

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Fig-52 (クリックで拡大)

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Fig-53 (クリックで拡大)

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Fig-62 (クリックで拡大)

* 3Dデジタルツールと立体造形
第8回:複合カーブのコントロール その3
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●3次元空間における連続性のコントロール

前回、2次元上でのカーブのぼかしを例に、複合カーブの連続性のコントロールについて説明したが、これをさらに3次元空間上でコントロールする方法について考えてみよう。

Fig-51は、化粧品ボトルのノズルとキャップ部分のモデルである。一見、何の変哲もないキャップに見えるが形状が実際は複数のサーフェスから構成されており、そのサーフェス間のつながりをうまく処理する必要がある。

まず、このキャップのフィレットを作成する前の基本形状はどうなっているか確認してみる(Fig-52)。

曲面を色分けしてこの形状を理解しよう(Fig-53)。このキャップは球の一部を基本形状とし、ノズルの上部部分以外を自由曲面で構成している。青で表示されたサーフェスは球の一部、もしくは円を押し出した単純な形状で、2次のサーフェスである。

ノズルの上部の部分は、キャップの半球部分を円弧に沿って押し出した後に不要部分をトリムしてノズル上面を作成している。この場合、ノズル上面のサーフェスは半球部分に対して接線連続が保たれている(Fig-54)。

ノズルの下面部分は、これも球の一部を切断カーブ投影してトリムしたものである(Fig-55)。

ノズルの残りの部分を作成するためには、サーフェスの境界線となるエッジカーブを3次以上の自由曲線カーブで定義する(Fig-56、Fig-57)。

ここで重要なことは、過去にも解説した通り、NURBS表現でのサーフェスは最大4辺から作成されるということである(注;5辺以上のエッジカーブから作成されることがあっても、その場合、複数の4辺からなる複数のサーフェスによって構成されるか、トリムされたサーフェスで定義される)。

これらのカーブは違うビューでスムースにつながるように確認しながらコントロールポイントの位置を微調整しながら定義していく。

定義された3次元のカーブ同士がうまくつながっていれば、出来上がる形状も滑らかに接続され、品質の高い形状に仕上がる。ただ2次元カーブの調整とは異なり、あらゆるビューから確認する必要がある(Fig-58、Fig-59)。

例えばノズルの側面を作成するためには、2つのサーフェスが必要になる。その場合、それぞれのサーフェスのエッジを決める3次元カーブが滑らかに接続されていることが必要だが、3面図においても滑らかに連続され、さらにパースビューにおいても連続性を保つのは難しい。

カーブ同士の端点が一致しているのは最低条件であるが、これらのカーブ同士を無理に接線連続や曲率連続(あるいはそれより高次の連続性)で調整すると、かえって破綻してしまう場合がある。

無理に高次の連続性にこだわらず、接続部分において、3次元カーブ間の曲率変化の傾向が同じようになるように調整することで面構成を行い処理することにより、かなり滑らかに仕上げることができる(Fig-60)。

ある程度カーブ同士がうまくつながっていると、サーフェスを生成する際に接線連続や曲率連続を指定するオプションを使用することにより、滑らかに仕上がる(Fig-61)。ただし、何回かサーフェスを作成しては曲面の仕上がりを確認する試行錯誤は必要である。

以上、3次元空間における連続性のコントロールはある程度の慣れが必要であるが、このノウハウを得るとどのような3次元形状でも高い品質で作成することができるようになる。またこの部分がサーフェスモデラーの醍醐味でもある。

次回はこのキャップ部分のフィレット処理を説明したい。

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