電話をNURBSでモデリング (本体部)

投稿日: 2017年8月14日作成者:

ft-lab

NURBSでのモデリング (Shade3D Professional ver.17)

Shade3D ver.17でNURBS機能が新しく追加されました。
Professional版のみで使用できます。

今回のテーマは、NURBSを使用して電話をモデリングします。
長くなりますのでモデリングは複数回に分け、今回は電話の本体部分を作ります。

NURBSとは、Non-Uniform Rational Basis Spline（非一様有理Bスプライン）の略で、
曲線や曲面を表現する手段の1つになります。CADツールでよく使用されます。

NURBS機能を使用する

ウィンドウレイアウト左の「モード切り替えポップアップメニュー」から「CAD」を選択すると、
NURBS形状をモデリングするための機能がツールボックスに一覧されます。

NURBSカーブを押し出してNURBSサーフェスにする機能。

NURBSカーブを回転してNURBSサーフェスにする機能。

ブール演算で穴を開ける機能。

面取りする機能。

このように、さまざまな編集機能が存在します。
個々の機能を使用して形状を形作っていくことになります。

電話を構成する部品

プッシュ式の電話をモデリングすることにします。
電話はいくつか構成する部品に分けることができますので、以下の部品ごとにモデリングしていきます。

本体
ボタン類
液晶パネル
受話器
コード

本体のモデリング

本体は側面から見ると平らではなく、少し曲面になっています。
そのため、側面を先に作ってから押し出して本体を作っていくことにします。

寸法は実寸大にするため、基準となる平面を配置します。これ自身はアタリだけでモデリングでは使用しません。
原点中心に、CADモードのツールボックスの「作成[CAD]」-「長方形」を選択して上面図でドラッグして配置。
形状情報ウィンドウで位置(0,0,0)、サイズ(140, 0, 210)としました。

側面のNURBSカーブを作成

電話本体の側面を「NURBSカーブ」で作成します。
NURBSカーブはエッジのつながりで構成される、面を持たない要素になります。
モデリングのほとんどはCADモードで行います。ウィンドウレイアウト左の「モード切り替えポップアップメニュー」から「CAD」を選択します。
上面図で1つ前で作成した長方形の右の辺をクリックして3次元カーソルを指定。
ツールボックスの「作成[CAD]」-「長方形」を選択して側面図でドラッグして長方形を配置します。
作成した長方形はNURBSカーブになります。

形状編集モードに切り替え、長方形の上2つのポイントを選択します。

ツールボックスの「編集[CAD]」-「カーブのフィレット」を選択し、フィレットダイアログボックスで「距離」を10としてOKボタンを押します。

これで角が丸くなりました。

「フィレット」や「面取り」は、指定の「距離」が選択ポイントに接続されているエッジよりも長い場合は、何も行われません。

右面図で右上のポイントを選択し、マニピュレータを使用して上に引き上げます。

フィレットを実行したときに、エッジの中央にはカーブを制御するためのポイントが配置されています。
これを選択して移動させることで、曲線具合を調整できます。上に引き上げて若干曲線となるようにしました。

これで本体の側面のNURBSカーブが形作られました。
次にこれを押し出して立体化します。

押し出して立体化

ツールボックスで「作成[CAD]」-「押し出し」を選択し、上面図で側面になるNURBSカーブを左にドラッグします。

この段階で、はじめに配置した四角形のNURBSカーブは不要になりましたので削除しておきます。

角を丸める

側面部分の角が鋭利なため、丸くします。
角を丸めるには「フィレット」を使用します。
形状編集モード + 面選択モードで、側面図で面を選択します。

稜線選択モードに切り替えると、エッジが選択される状態となります。
ツールボックスの「編集[CAD]」-「フィレット」を選択し、フィレットダイアログボックスで「距離」を3としてOKボタンを押しました。

これで側面部の角が丸くなりました。

面取りする

透視図より下から見上げるカメラ向きにして、前後の2つのエッジを選択。
ツールボックスの「編集[CAD]」-「面取り」を選択し、面取りダイアログボックスの「距離」を3としてOKボタンを押しました。

これで底の角部分が面取りされました。

ここではフィレットと面取りを両方試すために、2回にわけて処理してみました。
これで本体のベース部分ができましたので、次に細部を調整していきます。

本体下部に溝を作る

本体の下側を囲うように段差の溝を作ります。
これは「ブール演算」を使用して削ることで表現します。
本体の中央より下側に、円柱の溝を4本モデリングします。
ツールボックスの「作成[CAD]」-「円」で正面図でドラッグして円を作成、本体の側面(上面図から見て +X)に円の中心が沿うように移動します。

円の半径は1.2mmとかなり小さくしてます。
ツールボックスの「作成[CAD]」-「押し出し」を選択し、上面図で-Z方向にドラッグして円柱にします。

この円柱を複製し、本体の四方に沿うように配置します。
すべて上面図で操作します。以下のようになりました。

4つの円柱をブラウザで選択し、ツールボックスの「編集[CAD]」-「一体化」を選択します。
これで、4つの円柱は1つのNURBSサーフェスとなりました。

一体化した円柱をブラウザで選択した状態で、ツールボックスの「編集[CAD]」-「ブール演算」を選択、ブラウザで本体のNURBSサーフェスを選択します。
ツールパラメータで左上のくり抜きのアイコンをクリックして「適用」ボタンを押します。

これで、本体の周囲に溝ができました。

ブラウザ上では、元の形状が非表示になっています。これを削除。
Boolean Resultパート内の形状をルートパートに移動して、「本体」という名前にしました。
1つのNURBSサーフェスだけが存在する状態になります。

受話器を置く部分の溝を作る

本体の左に、受話器を置く溝を作ります。
ツールボックスの「作成[CAD]」-「直方体」を選択し、50mm x 26mm x50mmで配置。
複製して2つの直方体を以下のように配置しました。

2つの直方体をブラウザで選択して「一体化」、「ブール演算」で本体をくり抜きました。

ブール演算後の形状をブラウザで整理し、本体のNURBSサーフェス1つだけにしてます。

くり抜いた部分のエッジにフィレットをかけて丸くします。
形状編集モード + 稜線選択モードで、くり抜いた箇所のエッジを選択します。
ツールボックスの「編集[CAD]」-「フィレット」を選択し、「距離」を4mmとしてOKボタンを押します。

以下のようになりました。

本体スピーカーの小さな穴を開ける

受話器の溝の中央部分に、本体スピーカーからの小さな穴を開けます。
これは複数に並べた円柱状のNURBSサーフェスによりくり抜いて表現することにします。

ツールボックスの「作成[CAD]」-「円柱」を選択し、半径0.8mmの円柱を1つ作成しました。

この円柱を複製して敷き詰めます。この作業は、「3DCG」モードに切り替えて行うことにします。
管理しやすいようにパートを作成し、その中に円柱のNURBSサーフェスを入れました。

ツールボックスの「作成」-「移動/複製」-「複製」-「直線移動」を選択し、上面図で+X方向に少しドラッグします。
ツールパラメータでXに4mm、YとZは0mm、「繰り返し」で9のように指定して、「確定」ボタンを押します。

ブラウザでは以下のように表示されています。

この9つの円柱を選択した状態で、上面図で+Z方向に複製します。
直線移動での複製時にツールパラメータでXとYに0mm、Zは4mm、「繰り返し」で9のように指定して、「確定」ボタンを押します。

CADモードに切り替え、ブラウザで円柱をすべて選択します。
ツールボックスの「編集[CAD]」-「一体化」ボタンを押して、1つのNURBSサーフェスにします。

円柱が集まったNURBSサーフェスをブラウザで選択し、ツールボックスの「編集[CAD]」-「ブール演算」を選択。
ブラウザで本体のNURBSサーフェスを選択。
ツールパラメータの左上のくり抜きのアイコンをクリックして「適用」ボタンを押します。

ブラウザで整理し「本体」のNURBSサーフェスだけにします。
以下のようになりました。