solidthinking ソリッドシンキング｜Windows と Mac 対応のソリッド / サーフェス　モデリング　3D DESIGN CAD

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ソリッドシンキングのモデリング

ソリッドシンキングには、他の CAD / CAID にある多くのモデリング・ツールが含まれていますが、同時に他のソフトウエアが出来ない事も多々あります。

最初に、チュートリアルビデオに目を通して、全てのツールがどの様な機能があるのかを、マニュアル等を参考にして、理解して下さい。それらを一通り理解するには、数日で十分です。また、一つ一つのツールを使いながら、ソフトウエア全体を理解するには、ある程度の知識がある人であれば数週間程でマスター出来るでしょう。

このチュートリアルは、ソリッドシンキングを始めるにあたり、必要な多くの情報を網羅しています。

但し、多くのソフトウエアでも言えますが、ここでのモデリング事例は、一つの事例であり、デザインする分野に応じて様々なモデリングの仕方があります。それらを発見するのも、ソリッドシンキングを使って行く楽しみの一つかもしれません。

ソリッドシンキングは、サーフェス、ソリッド　そして　ワイヤーフレームによるモデリングが可能です。

モデリングの基本となる、カーブとサーフェスの作成方法は、オンラインのチュートリアルを観てください。

モデリング機能例

コンストラクションヒストリー

シンプルな例ですが、コンストラクション・ヒストリー（作業履歴）とは何か？をご説明します。

絵の様に、ソリッドで、厚みのある文字を自由曲面に押しつけます。作業行程は以下です。
1. １本目のナーブス・カーブを描く。
2. 2本目のナーブス・カーブを描く。
3. トランスフォームで、一つのカーブをZ軸で上に上げる。
4. Skin　ツールで面を張る。
5. テキスト　ツールで　solidThinking の文字を書く。
6. 右のツール　パレットで　文字を　Extrude で厚みを付ける。
7. ドレイプ　ツールで、文字を自由曲面に投影する。
8. 曲面上の文字の位置を調整する。

以上、3分で出来る簡単に8つの行程ですが、これは多くのソフトウエアでも出来るかもしれません。
しかし、完成した後、自由曲面の形状が気に入らず、フォントも変えたいと思ったとします。　さて、問題はここからで、通常のモデリングソフトウエアでは、殆ど全部、一からやり直しです。

ソリッドシンキングの場合は、以下の様に修正します。
1. 作業画面の右側にある　ワールド・ブラウザーと呼ばれる　オブジェクトの階層から、文字のオブジェクトを選択します。
2. ツールパレットで文字のフォントを変えます。
3. 作業画面の上にある　エディット　モードを選択します。　
4. カーブの形状を変えます。文字が自動的に新しいサーフェスに追従します。
以上、10秒で終了です。やり直しの時間をセーブした事になります。

さて、これは非常に単純な例ですが、これが複雑な形状で、コマンドを幾つも使って作った場合はどうでしょうか？　それは、それだけ、その形状を作り変えるのに時間がかかるという事を意味します。
デザインの過程は、スケッチで全て決めていたとしても3Dで入力していたら、何らかの変更があるものです。ましてや、何のスケッチも無く、直接入力を始めた場合には、もっと変更が出てきます。
ソリッドシンキングは、デザインの変更が何時でも自由に出来る非常に柔軟なソフトウエアです。　入力の際に、きちんとした寸法など気にせずに、ある程度　ラフなスケッチで入力を始められる気楽さもあります。そして形状が決まったら、きちんとした寸法を入れる事が出来ます。　そして、ソリッドとサーフェス、ナーブスとポリゴンのツールを使える事が、モデリングの手法の自由度を与えてくれます。

ブレンドサーフェス、ブレンドカーブ

ソリッドシンキングでは、二つのサーフェスやカーブを自動的にＧ1やＧ2接線で、接続出来ます。

http://www.solidthinking.com/online_learning/blendsurf_swf.html

上のスクリーンショットは、二つの自由曲面を面の連続性を維持しながら、間の面を張り　そしてその元の面を構成しているカーブや制御点を編集した所です。ソリッドシンキングでは当たり前の様に簡単にできます。

そして、その面をトリムした円の半径を変える事も可能です。もちろん、全ての面の形状を維持しながら、トリムの円の半径を変える事が出来ます。この際に、円の半径が面から過度にずれたり、大き過ぎると面の連続性が切れます。
カーブを変形する他にもちろん、面のコントロールポイントを移動して面の形状を変化する事も可能です。この場合も面の連続性は途切れる事はありません。

インタラクティブ　ブーリアン

ソリッドシンキングがデザイナーの為のツールであるという理由の一つは、インタラクティブに可視化出来るコマンドが多いという事です。

上記の絵は、先ず半径5　の球体を作りました。　次にその球体の一部を引っ張って変形します。

多くのCADはこの球体を変形するというシンプルな事が出来ません。それは、球体は球体として、データーとして記録されていて、その形を崩す事は出来ないからです。

次にその球体を円柱でブーリアン　コマンドで削ります。削った後に　球体の半径を7　に変更します。すると、リアルタイムで、ブーリアンの計算を見る事が出来ます。

円柱の形を変えても、もちろんリアルタイムでブーリアン計算がされます。

リプレイス機能

Replace リプレイスは、ツールを選択した時、幾つかのツールパネルのオプションの中にある機能です。

上の左の絵は、円をあるカーブに沿って　スイープし、そしてそれを180度　ツイストしたものです。これは殆どのナーブスベースのソフトウエアであれば問題無く出来ると思います。

同じ事を円では無く、Replace コマンドで、円を四角に変える事が出来ます。つまり、一瞬にして、一連の作業履歴を維持しながら、形状を変える事が出来るのです。

もちろん、スイープの元となるカーブの形状を変えたり、他のカーブに　リプレイス　する事も可能です。

上のイラストは、サングラスの例ですが、左のサングラスと右のサングラスは、同じファイルです。
しかし、幾つかのフレームの前面のプロファイルカーブを幾つか用意する事により、瞬時に違う形状を作り出す事が出来ます。　面倒な時間のかかるディフォーム（変形）などの作業は必要ありません。
この場合、10秒で3つのパターンで変形できます。

これは非常に単純な例ですが、複雑な形状においても、同じ事が可能です。ソリッドシンキングは、幾つものデザインのバリエーションを生み出すのに、同じ様なデザインをゼロから作る必要が無いのです。
幾つかのナーブスカーブを置き換えたり、ジオメトリーを置き換える事により、幾つものパターンに瞬時に形状を変える事が可能です。

ソリッドシンキングの非常にフレキシブルな　Procedual　手続き型　の作業履歴がデザインサイクルを縮める事を可能とするのです。

ナーブスカーブ　を　サーフェスにインサートする

Insert インサート・ツールによってサーフェスを変形する為に、任意の位置にナーブスカーブを足す事が出来ます。

このドアハンドルの形状は、簡単の様に見えて非常に複雑なカーブを持ちます。

サーフェスと言っても、これはソリッドの表面を変形しています。

ソリッドシンキングのパラメトリック的なモデリング手法があればサーフェスの操作は簡単に出来ます。もちろん、面の変形の際に面の接合部分が割れる事など一切ありません。

ピクセル・マップ　ツールによるナーブス・サーフェスの変形

Pixel Map　コマンドは、テクスチャーの陰影によってサーフェスの形状を変形するコマンドですオーガニックで不規則な形状を作る時や、ロゴなどを立体に作りたい時に使えます。

ナーブスサーフェスを直接、テクスチャーマッピングで変形出来るソフトウエアはそんなに多くありません。多くのCGソフトウエアでこの機能は付いていると思いますが、ポリゴンでの操作です。

サーフェスのギャップを埋め　関連付けされたサーフェスで変形する

ここでは、4つのサーフェスの真ん中を　Coons クーンズ　で面を張った過程をご説明します。

ソリッドシンキングのサーフェスは、モデリング過程で意識をしなくとも、同じナーブスカーブを使えば、そのカーブを変形すると、隣接するサーフェスも変形します。

1. 2つのカーブを作り、Skin　スキン　ツールでサーフェスを張ります。

2. 4つのサーフェスが出来たら、そのカーブを選択し、Coons クーンズ　ツールでサーフェスを張ります。

サーフェスの作り方は、スキン以外にも、他の方法で作る事が出来ます。その場合、Edge Extract エッジ抽出　が必要な場合もあります。

もちろん、UVカーブを追加して、4つのサーフェスを変形しても、真中のサーフェスは同時に変形します。

これは、ソリッドシンキングのサーフェス作成の過程が、サーフェスのギャップ＝割れを作らない事を示す一例です。

リニアーストレッチ　ツール

リニアストレッチは、ある形状をカーブにそって変形するツールです。

http://www.solidthinking.com/online_learning/Linear-stretch_swf.html

リニアー・ストレッチによる変形で歯ブラシの形状を定義するモデリング方法を、ご説明します。

1. Top ビュー、Front　ビュー　でプロファイルカーブを描きます。

2. Mirror ミラー　ツールで、Top ビューで、プロファイルカーブをコピーします。

3. Skin　スキン　ツールで、カーブを順番に選択し、サーフェスを張ります。

4. Linear streach　リニアー・ストレッチ　ツールで変形したい　ターゲットとなるカーブを描きます。

以下　ユーザー専用ページ　を参照願います。

もちろん、この場合も、ストレッチカーブを変形したり、プロファイルカーブを全て、インタラクティブに変形出来ます。変形をする時には、ディスプレイに時間がかかる毛の部分を　非表示にすると良いでしょう。

ポイント　エディット

http://www.solidthinking.com/online_learning/rendering_swf.html

ソリッドオブジェクトは、閉じたカーブもしくは、閉じたラインによって切断する事が出来ます。　ここでは、簡単なウエーブ（波形）のブレイスレットの例を使い、ポイントの移動による形状の変形と、ソリッドのトリムをご説明します。

1. プリミティブ　ツールから　 Torus　（トーラス＝ドーナッツ）　の形状を選択し、任意のサイズを入力します。この時、右のツールパネルでは Points along ring リングのポイント　を　24　とします。

2. Edit mode エディット・モード　の　Point edit　ポイント・エディットで、ポイント（点）を表示し、それらの点をスケール　ツールで、一箇所づつ、この場合、12箇所　をスケールでポイントを縮めます。
3. ポイントを縮めた後、トーラスのサイズを調整し、再び、ポイントをスケール移動し、ブレイスレットの全体の大きさを定義します。

切断されたオブジェクトは、ゴースト・オブジェクトとして右のワールド・ブラウザーに消去しない限り残っています。　ですから、いつでもそれらのオブジェクトを復活出来ます。この様に、Undo アンドゥ　しなくともデザインを進める事が出来ます。

Points cloud 　ポイント・クラウド（点群）からサーフェスを張る

ソリッドシンキングには、ナーブス・オブジェクトをポリゴン・オブジェクトに変換するツールがあります。また、ポリゴン・オブジェクト　から　ポイント・クラウド（点群）を作る事が出来ます。そして、ポイント・クラウド　からナーブス・サーフェスを張る事が出来ます。

この機能は　リバース・エンジニア　の一つのツールで、ミノルタVIVID　や　マイクロ・スクライブ　と言った物体をスキャンするデバイスより取った点を張る時に使う事が出来ます。

またポリゴン・オブジェクトからナーブス・オブジェクトを作る際にも使う事が出来ます。

点群からサーフェスを張るには

1. Planer 　Clouds from PointsCloud　コマンドを選択します。

2. Ponts　 Clouds（点群）を選択します。

3. 右に出てくる　ツールパネルの中で、幾つのプレーンに分けるか　そして点群がそのプレーンにまとまる距離を選択します。

4. Curves from PoitsCloud でプレーンに乗った点群より　ナーブス・カーブを作成します。

5. 作成されたカーブより、スキン　ツールなどで　ナーブス・サーフェスを作成します。

ある程度のシンプルなポリゴン・オブジェクトであれば、このツール群を使ってナーブス・サーフェスに変換が可能です。しかし、このPoints　Cloud 　ツールは、複雑な　もしくは　大量の点群からナーブス・サーフェスを作るのには向いていません。

ラティス・ディフォメーション変形ツール

ラティスディフォメーションは、サーフェスやオブジェクトの周りにケージ（立体の籠）を作り、ケージのポイントを移動する事により、サーフェスを変形するツールです。

このツールは使い方に慣れると便利なツールです。全体の形状を大まかに変形するのに使えます。

閉じた形状のボリューム計算

ソリッドシンキングでは、面積や体積を計算する事が出来ます。

Analyze　アナライズフォールダーの中にある　A　のアイコンは、面積、　V　のアイコンはボリューム計算をします。　アイコンをクリックして、計算するオブジェクトをクリックすると右側のツールパネルに計算結果が表示されます。

ボリューム計算の時は、正確に計算するには、PolyMesh フォールダーの中の　Advanced　Tesseｌlation アドバンスド　テセレーション　ツール　でメッシュ化すると正確に計算ができます。

ナーブスとメッシュは連動していますので、上の絵のボトルの場合は、プロファイルカーブを変えてデザインをかえながら、規定のボリュームをデザインできます。

Multisweep での面張り　PathCast による、カーブのサーフェスへの投影

マルチスイープで面を張った後、その曲面にカーブを追加して、その曲面の形状を変更する事が出来ます。
マルチスイープで出来た曲面をクリックして、右側のツールパネルを見ます。そして、Profile curves か　Rail curves　の中で、構成されているカーブの手間で新しいカーブを、Insert インサートするとカーブが追加されます。
さて、追加するカーブをどの様にして作るか？　もちろん、普通に描く事は出来ますし、Extract　isoparametric Curve　アイソカーブ抽出　ツールでも曲面からカーブを抽出する事が出来ますが、一つの方法として　PathCast　パスキャスト　ツールがあります。

上の絵の様に、PathCast　パスキャスト　ツールで、面に沿ったカーブを投影する事が出来ます。
カーブは　Top、Right、Front　ビューウインドウで　面と重なる様にして描きます。そして、PathCast ツールで、カーブを選択し、サーフェスを選択すると、その曲面に沿ったカーブが作成されます。出来たカーブをコピー・ペイスト　で複製します。

そして、そのコピーされたカーブをツールパネルの中で、カーブの両端の二点を選択し、Simplify でカーブの制御点を減らします。
カーブをマルチスイープの Insert で面に組み入れます。そのカーブを　Insert インサートで曲面に入れて、それを変形すると曲面が変形します。

プロシージャル　モデリング

ソリッドシンキングでは、プロシージャルなモデリングアプローチは可能です。　ノードベース（ツリー構造）の様な操作は、現時点では出来ませんが、Replicate　リプリケート　と　Replace リプレイス　ツールを使い、フラクタルパターンを作る事が出来ます。

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