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球泉洞森林館

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ライノスロス(Rhinoceros,3Dモデリングソフト)のプラグインであるグラスホッパー(Grasshopper)を使って,「球泉洞森林館」をモデリングしてみましょう。

グラスホッパーは数値を使ってモデリングを行うツールですが,グラスホッパーによって形態を生成する方法は,Shadeのスクリプト(python)などのコードを書く方法と大きく異なり,コンポーネントと呼ばれる部品をビジュアルに組み合わせていく独特の方法を使います。コードを書くのが苦手な人にはオススメのツールです。

グラスホッパー自体はフリー(無料)で,以下のサイトから入手できます。

Grasshopper: ALGORITHMIC MODELING FOR RHINO
http://www.grasshopper3d.com/

しかし,グラスホッパーを動かすのにはライノスロス(有償)が必要です。

 

球泉洞森林館

「球泉洞森林館(森林館エジソンミュージアム)」は熊本県球磨郡球磨村にある博物館で,1984年に建てられました。設計者は木島安史さん(1937-1992年)です(上段の写真)。2012年の豪雨で浸水があり,2014年現在,閉館されています。

7つのドームが特徴的な建築で,ドームの直径は15メートル(半径7.5メートル)です。敷地が急な傾斜地であることもあり,複雑な形態に見えますが,おおまかな形態としては,7本のシリンダー(円柱)の上にドーム(半球)が載っています。でも,シリンダーの高さは均一ではありません。また,柱によって持ち上がっているシリンダーがあります(図1)。

図1 球泉洞森林館

 

実際には複雑な形態ですが,ここでは,柱の立つ部分を省略して,図2のような単純化モデルを作成しましょう。

図2 球泉洞森林館(単純化モデル)

 

単純化モデルの平面図を図3に示します。ここで,(0,0)は3Dモデルの原点,他の座標は7つのシリンダーおよびドームの中心のXY平面座標を示しています。また,「7〜13m」の数値は 取寄品 正規品ROMAGO DESIGN腕時計ロマゴデザイン RM015-0162SS-SVWH アトラクション Attraction メンズ腕時計 auktn 送料無料,シリンダーの高さを表しています。

図3 球泉洞森林館(単純化モデル)の平面図

 

ライノスロスによるモデリング

ライノスロスは3Dモデリングソフトです。NURBSという方法でモデリングをする特徴があり,なめらかな曲面などを得意とするソフトです。

ライノスロス
http://www.rhino3d.co.jp/

グラスホッパーを使う前に,まずは,グラスホッパーを使わないで,ライノスロスそのものを使って,球泉洞森林館の単純化モデルを作成してみましょう。

 

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ライノスロスを起動すると,図4のような画面が開きます。テンプレートとしては,建築向けの「Large Objects - Millimeters.3dm」を選択してください。

図4 ライノスロスの起動画面

 

Top(平面図),Front(正面図),Right(側面図),Perspective(透視図)の4画面が表れます。ここで,4画面のうちの1つがアクティブ(操作対象)な画面です。いずれかの画面をクリックするとその画面がアクティブになりますが,画面をアクティブにする時は,左クリックではなく,右クリックをオススメします(左クリックをすると無意識に何らかの操作を行ってしまうことがあるため)。

「Top,Front,Right,Perspective」のタイトル部分をクリックすると ,4画面から1画面に切り替わります。

マウスのホイールボタンを回すと,画面がズーム(拡大縮小)します。「Perspective」以外の「Top,Front,Right」上でマウスを左ボタンをプレスしながら動かすとパン(画面移動)します。「Perspective」では,左ボタンのプレスは視点を動かします。

画面の上方にパネルがあり,コマンドのアイコンの表示を切り替えられるようになっています。図4では,「ビューの設定」が選ばれていて,図5のアイコンが表示されています。

図5 ビューの設定

 

一番左の「手のひら」がパン,その右が視点の回転,その右からいくつかはズームに関係するアイコンです。左から4つめが,図形を画面にフィットさせるズームさせる便利なコマンドです。図5の中央あたりに車のアイコンが並んでいますが,これは「Top,Front,Right,Perspective」などを切り替えるコマンドです。

画面の下部には,座標の表示やスナップなどの設定を行うためのステータスバーが表示されています(図6)。「グリッドスナップ」をONにすると,マウスのポイントがグリッドの交点に規制されます。「Osnap」をONにして,「端点,近接点,点,…」などにチェックを入れると,チェックしたポイントがスナップされます。

図6 ステータスバー

 

グリッドの設定

さて,モデリングを始める前に,グリッドの設定をしましょう。

メニュー[ツール]>[オプション..]を選択すると図7のダイアログが表れます。

図7 オプション

 

[グリッド]を選択して,以下の数値を変更してください。

  • グリッドのプロパティ
    • グリッド線数:【400】
    • 細グリッド間隔:【100】(ミリメートル)
  • グリッドスナップ
    • スナップ間隔:【500】ミリメートル

    シリンダーの作成

    シリンダーを作成しましょう。

    ステータスバーの「グリッドスナップ」をONにして,ツール[ソリッド作成]>[シリンダー]を選択し,原点[0,0]を中心とする半径7500,高さ10000の円柱を作成しましょう(図8)。

    図8 シリンダーの作成

     

    次に,ツール[変形]>[コピー]を選択し,作成済のシリンダーを移動しながらコピーします(図9と図10)。ここで,「Osnap」をうまく使って,シリンダーの「中心点」を「端点」や「交点」などにスナップさせながら移動+コピーをしましょう。Top(平面図)ではなく,Front(正面図)で作業をするといいかなと思います。

    図9 シリンダーのコピー(平面図)

     

    図10 シリンダーのコピー(透視図)

     

    図9と図10では,コピー+移動の過程で,余分なシリンダーをコピーしてしまっています。図10で選択しているシリンダーは余分ですから,削除しましょう。

     

    高さの修正

    コピー元の最初に作成したシリンダーの高さは10メートルだったと思います。それをコピーしたので,今は7つのシリンダーの高さがすべて10メートルになってしまっています。シリンダーの高さは,3つが10メートル,中央の2つが13メートル,両端の2つが7メートルです。

    中央の2つのシリンダーの高さを,13メートルに変更しましょう。ツール[変形]>[スケール]>[1方向]で,変形するオブジェクトを選択し,高さ方向に引っ張ってください(図11と図12)。

    図11 高さの修正(透視図)

     

    図12 高さの修正(正面図)

     

    同様に,両端の2つのシリンダーの高さを7000に修正しましょう(図13)。

    図13 高さの修正

     

    ドームの作成

    次に,半径7500のドーム(半球)を作成しましょう。

    画面の空いている場所に,半径と高さが7500よりも大きなシリンダーを作成してください(7500ピッタリではなく,より大きなシリンダーとしてください)。そして,そのシリンダーの上面の中央を中心点として,半径7500の球を作成してください(図14)。


    図14 球の作成

     

    ここで,ブーリアン演算(カタチの足し算や引き算)を用いて,球から下部のシリンダーを引き算して,ドーム(半球)を作成しましょう。ツール[ソリッドツール]>[ブール演算:引き算]で 【天然琥珀】ブレスレット アクセサリー ギフト 贈り物に こはく【アンバー】【j375】【ロイヤルアンバー】【4ツ星】【ゆうパケット(メール便)280円】【パワーストーン・天然石】 ジュエリー,元オブジェクトに球,引き算するオブジェクトにシリンダーを選択すると,ドームが作成されます(図15)。

    図15 ブーリアン演算

     

    作成されたドームをコピー+移動して,7つのシリンダーの上に載せましょう(図16)。

    図16 ドームのコピー

     

    これで,「球泉洞森林館」の単純モデルの出来上がりです(図17)。

    図17 完成

     

    グラスホッパーによるモデリング

    さて,今度は,同じことをグラスホッパーを使ってやってみましょう。まったく同じモデルを作成していきますが,作成し終わった後に,グラスホッパーの威力(利点)が確認できると思います。

     

    グラスホッパーの起動

    グラスホッパーは,コマンドラインから「Grasshopper」と打ち込むことで起動します(図18)。

    図18 グラスホッパーの起動

     

    グラスホッパーが起動すると,ライノスロスの画面の上に,グラスホッパーの画面が重なって表れます(図19)。

    図19 グラスホッパーの画面

     

    グラスホッパーの画面上に,形態を記述するコンポーネントを配置すると,ライノスロス上に形態が表示されます(図20)。

    図20 グラスホッパーとライノスロス

     

    3Dポイントの作成

    最初に,ドームの中心ともなるシリンダーの上面の中心点を記述しましょう。

    形態を記述するためのコンポーネントは,「Params, Maths, Sets, ..」などのパネルによって分類されています。3Dポイント(空間上の点)を記述するためのコンポーネント[Construct Point]は,パネル[Vector]の中にあります。コンポーネント[Construct Point]をマウスでつかんで(左ボタンをプレスして),編集画面(コンポーネントを配置するスペース)に引っ張っていってください(図21)。

    図21 Construct Point

     

    [Construct Point]で記述された3Dポイントはまだ座標を持っていません。そこで,この点にX, Y, Zの3つの座標を与えましょう。座標として,直接に数値を指定することもできるのですが,ここでは,スライダーを使います。パネル[Params]の中にあるコンポーネント[Number Slider]を引っ張って 【送料無料】ブレスレット アライアンスアルジェントbague alliance femme en argent 925 rhodi neuve taille 52 disponible,編集画面の[Construct Point]の左方に配してください(図22)。

    図22 Number Slider

     

    スライダーの「Slider」と書かれた部分をダブルクリックすると,図23に示したダイアログが開きます。

    図23 Number Slider の設定

     

    このダイアログを使って,スライダーの設定を行います。以下のように設定をしましょう。

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