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blender 4.4 カーブの基礎知識

通常のモデリングにはそれなりに精通していても、カーブの操作はすこし心もとない、というかたは少なくないのでは。そこで、ここでは、カーブオブジェクトの基本と応用のいくつかについてまとめてみます。


環境 Blender 4.4.1 , Mac Mini M1 OS 14.4



カーブとは?


カーブとは、通常の、頂点、辺、面から構成されるメッシュオブジェクトとは異なり、おもに、コントロールポイント(制御点)、セグメント、ハンドルで構成されるオブジェクトだ。

左 : メッシュオブジェクト 右 : カーブオブジェクト
セグメント コントロールポイント(制御点) ハンドル(ベジエカーブのみ)

通常のメッシュでは、なめらかな曲線を描くには多くの頂点が必要だが、カーブでは、解像度に関係なく、コントロールポイントだけでなめらかな曲線を生成できるのが特徴だ。

また、カーブそれじたいはガイドラインのような存在で、カーブそのものをレンダリングで表示することはできない。後述のように、メッシュ化して厚みをつけたり、カーブに従ってメッシュオブジェクトを変形させるなどし利用される。


カーブ操作の基本


カーブの形状を変更するには、編集モードで、各コントロールポイントやハンドル(ベジエカーブのみ)を選択し、移動、スケール、回転を行う。

コントロールポイントの移動(G キー)、縮小(S キー)、回転(R キー)

その他の操作とショートカットも、通常のモデリングとほぼ同一だ。

押し出し(E)

E キーによるコントロールポイントの押し出し

セグメントを作成(F)

底の2つのコントロールポイントを選択、F キーで接合

コントロールポイントの削除 (X)

右のコントロールポイントを選択し、X キー > 頂点 による削除

セグメントの削除 (X)

2つのコントロールポイントを選択し、X キー > セグメント で削除


カーブの種類


blender のカーブ(Spline - スプライン)には、ベジエ、NURBS、ポリー の 3種類がある。

Bezier - ベジエ


もっとも基本的なカーブ。ベジエカーブのみ、セグメント、コントロールポイントに加え、カーブハンドルがあり、他のタイプよりも複雑なカーブを描くことができる。

ベジエサークル。4 つのセグメント、コントロールポイント、8 つのカーブハンドルで構成される。


ハンドルタイプ

ベジエカーブには、4 種類のハンドルタイプがあり、コントロールポイントごとに、描きたい曲線に応じて切り替えることができる。

Automatic - 自動
曲線がもっともなめらかになるように自動計算される。

左の 2 コントロールポイントを選択、V キーを押し、「自動」を選択

Vector − ベクトル
カーブハンドルがそれぞれ隣接するコントロールポイントに向き、鋭角なコーナーを作ることができる。

左の 2 コントロールポイントを選択、V キーを押し、「ベクトル」を選択

Aligned - 整列
カーブハンドルが直線に揃えられ、なめらかな曲線が維持される。

左の 2 コントロールポイントを選択、V キーを押し、「整列」を選択

Free - フリー
2 つのハンドルをそれぞれ自由な方向に移動させることができる。

左の 2 コントロールポイントを選択、V キーを押し、「フリー」を選択
その後、各ハンドルを移動


NURBS


ベジエのようにハンドルがなく、コントロールポイントのみで「数学的に正確な」曲線を描く。カーブに慣れない場合は、ベジエよりもわかりやすいかもしれない。

NURBSカーブ NURBS円
中央のコントロールポイントを選択 左 : W 1.0 右 W 0.3

なお、NURBSカーブの各コントロールポイント間の曲線の強弱は、N キーで表示されるサイドパネルの W 値 によっても変更できる。


Poly - ポリー


直線で構成されたカーブオブジェクト。メッシュオブジェクトをカーブに変換するとこのタイプになる。

平面オブジェクトを、オブジェクト > 変換 > カーブ でカーブに変換。
コントロールポイントのひとつを移動させた。

ポリーカーブは、編集モードで、いずれかのコントロールポイントを選択し、カーブ > スプラインタイプを設定 から、ベジエ、あるいは、NURBSカーブに変換することができる。

カーブ > スプラインタイプを設定 > NURBS を実行した場合。


カーブのレンダリング


カーブオブジェクトをレンダリングして表示したい場合は、メッシュに変換する、あるいは、カーブプロパティで厚みつけを行う必要がある。

カーブのメッシュ化

  • オブジェクトモードで、カーブオブジェクトを選択し、オブジェクト > 変換 > メッシュ を実行

右 : メッシュに変換されたカーブオブジェクト 編集モードでの表示

頂点が多すぎる場合は、編集モードで、辺 > 分割の復元 を実行

頂点が削減される。右はサブディビジョンサーフェス適用後。
上へ押し出し、ソリッド化モディファイアを適用。


カーブプロパティでの厚みつけ

カーブオブジェクトのまま各種の厚みつけを行い、多様な形状で、レンダリングすることもできる。

ベベル

カーブプロパティを表示し、ベベルで厚みをつける。

タイプは「丸め」。深度 0.1 m 丸みのある厚みがつけられる。
解像度 4 解像度 12 ワイヤーフレームでのプレビュー。

タイプを「断面」とした場合。

「断面」 カーブで自由な形状の厚みを

「オブジェクト」では、任意の別カーブを厚みの形状に指定できる。たとえば、厚み形状用に、別途、右のカーブオブジェクトを作成し、「WaveCurve」と名前をつけた。

タイプ「オブジェクト」 オブジェクトには「WaveCurve」を指定

ジオメトリ

「丸め」などで厚みつけしたカーブに、押し出しによる高さを加える。

ジオメトリ > 押し出し 0.2 m

テーパーオブジェクトに、別のカーブを指定し、先端にむかって細くすることもできる。

別途、デフォルトの「ベジエ」カーブを追加
テーパーオブジェクトに「BezierCurve」を指定 押し出し 1.5 m

解像度

シェイプ > プレビュー解像度 U 左 : 3 右 : 12
レンダー U が 0 の場合は、プレビュー解像度と同じ値が適用される。

断面を閉じる

ベベル > 端をフィル にチェック。


カーブプロパティでの基本的なオプションのみでも、多様なメッシュ状カーブが生成される。


カーブモディファイアによる操作


この他に、カーブモディファイアによる操作もあり、任意のオブジェクトを、カーブに沿って変形、配置するなどが可能だ。
操作の詳細については、モディファイア詳説 - カーブ を参照してください。

カーブによって曲げ、ひねるなどした立方体オブジェクト。


まとめ


曲がったことが嫌い、というわけではなく、どちらかといえば、ほとんど逆の性格なのですが、カーブの操作は、とらえどころがないというか、つかみどこかがむつかしいというか、ずっと苦手です。

ただ、モディファイアやジオメトリノードなどで、カーブによる操作によって、とてもおもしろい造形ができる、ということにも気づきはじめました。これらの応用のためにも、カーブオブジェクトの基本的な知識は無駄になりません。参考になれば幸いです。


物理学の有力な仮説「ひも理論」によれば、結局、この宇宙の最小構成要素は、ヒモであり、それが、ギターの弦のように振動することでできているそうです。どうもわれわれは極限まで細かく分けると、カーブででてきているのだ、ということになるのでしょうか。なにがなんだかよくわかりませんけれど。原子くらいまででよしとけばよいのに。

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