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Vol.
 2




本連載では、2018年8月にフォーラムエイトと事業統合を行ったShade3D社スタッフの執筆により、国産3DCGソフトShade3Dシリーズの機能や関連情報を紹介していきます。
Shade3D 製品プロフィール   https://shade3d.jp/
1986年リリースの国産統合型3DCGソフト「Shade3Dシリーズ」は、累計販売数50万本を超えるロングセラーソフト。モデリングからCADまで幅広く対応しており、今後はフォーラムエイトの開発技術と連携し、3D配筋やクラウド活用などの展開を図っていく予定。
1. Shade3Dのモデリング手法

Shade3Dでは主に3つのモデリング手法で形状を作成していきます。今回はそのうちの1つ「自由曲面」モデリングについてご紹介いたします。



2. ベジェ曲線と自由曲面

Shade3Dで特徴的なモデリング手法としてベジェ曲線と自由曲面によるものがあります。

ベジェ曲線は「線形状」として表記され、末端が閉じて輪になっているものを「閉じた線形状」末端が繋がっておらず端点を持つものを「開いた線形状」としています。「閉じた線形状」と「開いた線形状」は相互に切り替えることができます。

自由曲面は「パート」の一種で、この中にはベジェ曲線のみ収納でき、そのベジェ曲線によって立体を生成するパートとなります。

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3. ベジェ曲線

「コントロールポイント」と呼ばれる制御点とその間の線の曲率を制御する「接線ハンドル」から構成されます。非常に滑らかな曲線と鋭角が描け、自由度が高いのが特徴です。「3DCG」モードの「作成」から「一般」または「自由曲面」タブで作成します。

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4. 接線ハンドルで変化するベジェ曲線

ベジェ曲線の最小構成はコントロールポイント2つ+接線ハンドル2つとなります。接線ハンドルの座標とコントロールポイントの座標が同じ場合は「直線」となります。

接線ハンドルには「イン接線ハンドル」と「アウト接線ハンドル」があり、この接線ハンドルを操作することでコントロールポイント間の線の曲率を調整します。

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5. 自由曲面

お祭りなどで見かける提灯のような竹細工に似た仕組みで立体物を作成するモデリング手法です。

竹ひごの代わりにベジェ曲線を、貼る紙の代わりに面を使います。「3DCG」モードの「パート」タブで作成します。「自由曲面」パートは「ブラウザ」の中にパートとして作成されます。

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6. 提灯の作成

先にあげた提灯を例に説明します。自由曲面を使うとまさに竹ひごと紙で作成するように提灯をモデリングすることができます。

  1. 1.竹ひごの代わりにベジェ曲線の「閉じた線形状」で骨組みを描きます。
  2. この複数の「閉じた線形状」を「自由曲面」パート内に移動すると骨組みに面が貼られて立体になります。

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7. 自由曲面内で交差するベジェ曲線

「自由曲面」パートに入れられるのはベジェ曲線のみですが、さらにルールが1つあります。それは「中に入れるベジェ曲線のコントロールポイントの数が同数」であることです。

●数が同じ場合はすべてに面が張られます

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●数が違う場合は不正な形状となり面が張られません

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「自由曲面」は内包する線形状の「コントロールポイント」同士を連結して格子状の骨組みを作成し、そこにできた「長方形」に「面」を張ります。

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ベジェ曲線の特性そのままに、コントロールポイントの数で曲面の滑らかさを調整できます。

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8. 複雑な曲面

ポリゴンメッシュの「面」は「平面」ですが自由曲面の「面」は「曲面」または「平面」となります。ベジェ曲線は数値で曲線を表現しているので、見た目はシンブルなワイヤフレームでも複雑な曲面を保持しています。

同様の曲面を持つ形状をポリゴンメッシュで表現しようとすると、相当数の面が必要となります。

この複雑な面を持ちながら、形状、ならびに曲面の編集が容易なのが自由曲面の最大の特徴であり、利点となります。

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9. ポリゴンメッシュやNURBSへ変換

自由曲面からポリゴンメッシュ、NURBSへの変換は「ツールパラメータ」より行うことができます。ポリゴンメッシュの場合は縦方向、横方向の分割数を任意に設定することができます。

●自由曲面

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●NURBSへはダイアログ無しに変換されます。

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●ポリゴンメッシュと変換ダイアログ

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