SketchUp でパラメトリックモデリング [04]

Viz for SketchUp ver.0.6.1 (early beta) がリリースされました。前回のアップデート (ver.0.5.0) では Mac 版が起動できない状況でしたが、SketchUcation のフォーラムで報告したところ、すぐにアップデートされました。

 前回のポストでリストアップしたノード・リストを更新しました。(NEW061)と表記されているのが今回追加されたノードです。

今回、MakeCone, Cylinder, Line, Rect, Sphere, Teaset, Torus など、さまざまな形状をパラメトリックにコントロールできるノードが追加されています。そんな中で面白いのが、MakeTeaset です。プルダウンメニューから、TeaPod, TeaCup, TeaSpoon  を選択できるようになっています。
大昔からCGのレンダリングテストによく使われたオブジェクトの定番です・・

Viz で生成した Teaset を Visualizer でリアルタイムレンダリング

ver.	Name	Category	Description
	Add	Math	Add two numbers/vectors/matrices
(030)	AryConst	Array	Create a array of constant values
(NEW061)	AryFileSink	Array, File IO	Write array data to a text fie
(030)	AryFileSource	Array, File IO	Read array data from a text file
(030)	AryGradient	Array	Create a array of values in the range [min, max]
(030)	AryReduce	Array, Math	Reduce all elements of an array to a single element based on the selected function such as, Min, Max, Add, And, Or
	ArySize	Array	Compute the size of an array
(NEW061)	Bool3d	Geometry	Computes boolean operations on 3d solids
(NEW061)	CapEdge	Geometry	Cap an edge to for a surface
(NEW030)	Clamp	Math	Clamp the value of two numbers/vectors/matrices
(030) Eq, Ne, Gt, Ge, Lt, Le が統合	Comp	Math, Logics	Compare x and y based on a comparison function such as: ==(Equal), !=(Not Equal) >(Greater), >=(Greater Equal) <(Less Than), <=(Less Equal)
(030)	Container	Container	Container for other nodes
	CrossProd	Math	Cross product of two vectors
	DirAlign	Geometry, Transformation	Rotate geometry so that Dir0 is aligned to Dir1
	Div	Math	Divide two numbers/vectors/matrices
	DotProd	Math	Dot product of two vectors/matrices
(NEW061)	ExtractEdge	Geometry	Extract the edge profile from a surface
(030)	Extrude	Geometry	Extrude curves or lines along a profile to create a surface
	FBM	Noise	Fractional Brownian Motion noise fucntion
(030)	FaceArea	Geometry, Array	Compute the area of faces in the eometry
(NEW061)	FlipFace	Geometry	Flip face direction
	Fx	Math	Mathematical function y=F(x) such as abs, sin, cos, etc.
(030)	Fxy	Math	Mathematical function z=F(x, y) such as min, max, and, or
	GeometrySink	Geometry	Output geometry to the modeler
	GeometrySource	Geometry	Input geometry from the modeler
	GetAttr	Array, Geometry, Attributes	Get numeric attributes from geometry
(NEW061)	ImgFileSink	Imaging, File IO	Write an image to file
(030)	ImgFileSource	Imaging, File IO	Read an image file
(030)	ImgSample	Array, Imaging	Sample an image at position x
(030)	ImgSize	Imaging	Compute the dimensions of an image
(030)	Input	Containers	Create an input attribute in the parent graph
	Length	Math	Length (Euclidean Norm) of a vector/matrix
	LineSmooth	Geometry	Smooth lines by subdivision up to the specified threshold
	MakeCircle	Geometry	Make a circle composed of line segments
(NEW061)	MakeCone	Geometry	Make a cone
(NEW061)	MakeCylinder	Geometry	Make a cylinder
	MakeGrid	Geometry	Make a grid of quads
(NEW061)	MakeLine	Geometry	Make a line composed of line segments
(NEW061)	MakeRect	Geometry	Make a rectangle composed of line segments
(NEW061)	MakeSphere	Geometry	Make a sphere
(NEW061)	MakeTeaset	Geometry	Make pieces of a teaset
(NEW061)	MakeTorus	Geometry	Make a torus
	Mul	Math	Multiply two numbers/vetorsmatrices
	Neg	Math	Negate a number/vector/matrix
	Normalize	Math	Normarize a vector/matrix
(030)	NumericInput	IO, Containers	Create an numeric input attribute in the parent graph
(030)	Output	Containers	Create an output attribute in the parent graph
	PointNormal	Geometry	Compute the normal at points as average of the  normal of faces sharing
(NEW061)	PointsToLine	Geometry	Make a line strip out of ppoint positions
	Prod	Math	Product of a matrix and a vector / Product of two matrices
	Random	Math	Random number generator
(030)	Reduce	Math	Reduce all elements of vector/matrix to a single element based on the selected function such as Min, Max, Add, And, Or
	Revolve	Geometry	Revolve curves or ines around an axis to create a solid
(NEW061)	Rotate	Geometry, Transformation	Rotate geometry around an axis
	SVec2	Math	Split a vector of size 2 into its two components x, y
	SVec3	Math	Split a vector of size 3 into its three components x, y, z
	SVec4	Math	Split a vector of size 4 into its four components x, y, z, w
	Select	Math, Logics	Select X if condition C is true, otherwise select Y
	SetAttr	Array, Geometry, Attributes	Set Geometry's attributes
	Sub	Math	Subtract two numbers/vectors/matrices
(030)	TextureXForm	Geometry, Texture	Apply a transformation to the texture of geometry
	Translae	Geometry, Transformation	Translate geometry
	Triangulate	Geometry	Turn quas and polygons into triangles
	Vec2	Math	Make a vector of size 2 from its two components x, y
	Vec3	Math	Make a vector of size 3 from its three components x, y, z
	Vec4	Math	Make a vector of size 4 from its four components x, y, z, w
	X-Axis	Math	Vector pointing along the positive X axis
	Y-Axis	Math	Vector pointing along the positive Y axis
	Z-Axis	Math	Vector pointing along the positive Z axis

  

SketchUp でパラメトリックモデリング [03]

Rhinoceros の Grasshopper や Revit の Dynamo にはまだまだ機能的には追いついてはいませんが、今年の２月末に、SketchUp でパラメトリック・モデリングを実現するプラグイン Viz for SketchUp が Early Beta 版 (ver.0.1.0) としてリリースされました。

当初、WIN only でしたが、今回のアップデート (ver.0.3.0) で MAC にも対応するようになりました。前回５月末のアップデート (ver.0.2.1) ではカスタムノードに対応しましたが、今回さらに新たなノードが追加され、Extrude やテクスチャマッピングもできるようになりました。

現状、まだマニュアルやノードの解説などが見当たらないため、とりあえずサポートされているノードをヘルプメッセージを頼りに一覧表にしてみました・・

Name	Category	Description
Add	Math	Add two numbers/vectors/matrices
AryConst	Array	Create a array of constant values
AryFileSource	Array, File IO	Read array data from a text file
AryGradient	Array	Create a array of values in the range [min, max]
AryReduce	Array, Math	Reduce all elements of an array to a single element based on the selected function such as, Min, Max, Add, And, Or
ArySize	Array	Compute the size of an array
Clamp	Math	Clamp the value of two numbers/vectors/matrices
Comp	Math, Logics	Compare x and y based on a comparison function such as: ==(Equal), !=(Not Equal) >(Greater), >=(Greater Equal) <(Less Than), <=(Less Equal)
Container	Container	Container for other nodes
CrossProd	Math	Cross product of two vectors
DirAlign	Geometry, Transformation	Rotate geometry so that Dir0 is aligned to Dir1
Div	Math	Divide two numbers/vectors/matrices
DotProd	Math	Dot product of two vectors/matrices
Extrude	Geometry	Extrude curves or lines along a profile to create a surface
FBM	Noise	Fractional Brownian Motion noise fucntion
FaceArea	Geometry, Array	Compute the area of faces in the eometry
Fx	Math	Mathematical function y=F(x) such as abs, sin, cos, etc.
Fxy	Math	Mathematical function z=F(x, y) such as min, max, and, or
GeometrySink	Geometry	Output geometry to the modeler
GeometrySource	Geometry	Input geometry from the modeler
GetAttr	Array, Geometry, Attributes	Get numeric attributes from geometry
ImgFileSource	Imaging, File IO	Read an image file
ImgSample	Array, Imaging	Sample an image at position x
ImgSize	Imaging	Compute the dimensions of an image
Input	Containers	Create an input attribute in the parent graph
Length	Math	Length (Euclidean Norm) of a vector/matrix
LineSmooth	Geometry	Smooth lines by subdivision up to the specified threshold
MakeCircle	Geometry	Make a circle composed of line segments
MakeGrid	Geometry	Make a grid of quads
Mul	Math	Multiply two numbers/vetors/matrices
Neg	Math	Negate a number/vector/matrix
Normalize	Math	Normarize a vector/matrix
NumericInput	IO, Containers	Create an numeric input attribute in the parent graph
Output	Containers	Create an output attribute in the parent graph
PointNormal	Geometry	Compute the normal at points as average of the  normal of faces sharing
Prod	Math	Product of a matrix and a vector / Product of two matrices
Random	Math	Random number generator
Reduce	Math	Reduce all elements of vector/matrix to a single element based on the selected function such as Min, Max, Add, And, Or
Revolve	Geometry	Revolve curves or ines around an axis to create a solid
SVec2	Math	Split a vector of size 2 into its two components x, y
SVec3	Math	Split a vector of size 3 into its three components x, y, z
SVec4	Math	Split a vector of size 4 into its four components x, y, z, w
Select	Math, Logics	Select X if condition C is true, otherwise select Y
SetAttr	Array, Geometry, Attributes	Set Geometry's attributes
Sub	Math	Subtract two numbers/vectors/matrices
TextureXForm	Geometry, Texture	Apply a transformation to the texture of geometry
Translate	Geometry, Transformation	Translate geometry
Triangulate	Geometry	Turn quas and polygons into triangles
Vec2	Math	Make a vector of size 2 from its two components x, y
Vec3	Math	Make a vector of size 3 from its three components x, y, z
Vec4	Math	Make a vector of size 4 from its four components x, y, z, w
X-Axis	Math	Vector pointing along the positive X axis
Y-Axis	Math	Vector pointing along the positive Y axis
Z-Axis	Math	Vector pointing along the positive Z axis

ver.0.2.1 にあったいくつかのノードは、ver.0.3.0 で統合されたりしているものもあるようなので、古いソースとは互換性がなっくなっている様です。というか、絶賛開発中ということですね・・・

公開されているサンプルファイルを開いて、いろいろ試してみようと思います・・

SketchUp でパラメトリックモデリング？ [02]

今回は数学的なアルゴリズムによるパラメトリックなモデリングについて・・

利用したアプリケーションは 3D-XplorMath (Mac版) と MeshLab (Mac版) です・・

3D-XplorMath

3D-XplorMath の公式サイトはコチラ

サイトの説明にもあるとおり、 3DXM Consortium という 数学者の国際ボランティアグループが The National Science Foundation (DUE Award #0514781) の支援を受けて開発しているもので、Mac版実行アプリケーションの他に、Java環境版、Javaアプレット版(WEB)などもあり、Java版の一部は日本語化されています。

このアプリケーションで扱う事ができる数学的なオブジェクトは多肢にわたり、以下の通り、[Category]メニューで分類されています。

平面曲線
空間曲線
曲面
共形写像
多面体
常微分方程式
波形
音波
フラクタル&カオス

これらのオブジェクトのうち、３次元系のオブジェクト(Surfaces, Polyhedra) は *.obj 形式データでエクスポートできます。まずは試しに [Category] メニューから [Surfaces] を選び、その右横に表示された [Surface]メニューからさらに [Monkey Saddle] を選んでみました。

ウィンドウに３次元曲面が描画され、マウスで回転、左下の [+] [-] で拡大縮小可能です。またここでは [Settings] メニューの [Set Parameters, Modify Object] でパラメトリックに曲面の形状をセッティング可能です。

各パラメータの初期値が記述されているので、変更して[OK]ボタンを押すと３次曲面がパラメトリックに更新されます。形状がきまったら、[File] メニューから [Save Surfaces As Single .obj File... ] を選ぶと ファイル名を指定して *.obj 形式で保存できます。

次に SketchUpでは *.obj 形式のデータは直接インポートできないので (エクスポートは可) コンバーターとして、*.obj を読み込んで *.stl を書き出せる MeshLab.app を利用します。

MeshLab.app

MeshLab はさまざまな３次元系データの Viewer/Converter として利用できるので、オススメです。

MeshLab の [File] メニュー [Import Mesh...] から *.obj ファイルをインポートすると形状はそのまま取り込まれましたことを確認できます。[File] メニュー [Export Mesh As...] でファイル形式として *.slt を指定して書き出し、 SketchUp に取込みできることが確認できました。

ところで、数学的なオブジェクトの可視化といえば、古くから ”究極の科学技術計算アプリケーション” として Mathematica が有名です。(最新版は Mathematica9)

Mathematica

さまざまなデータ形式でインポート・エクスポート出来る様なので、SketchUp に限らずいろいろな利用ができそうです。 (サポートされているデータ形式はコチラ)
ただし、それなりに数学的知識やプログラミングの知識が必要で、まあ、そもそもその知識があれば SketchUp 内蔵の Ruby でコーデングすれば良い訳で、少し試してみた範囲では気軽にパラメトリックなモデリングという訳にはいきませんでした・・；

SketchUp でパラメトリックモデリング？ [01]

SketchUp には Rhinoceros の Grashopper の様な Graphical な Programming 環境はありませんが、STL データを読み込めるのでいくつか試してみました。

Autodesk123DファミリのサンドボックスにあるWEBアプリで、パラメトリックなモデリングが可能です。

現状、基本的な Shape Type は Prism と Revolve の２種類ですが、それぞれのテンプレートおよびパラメータとモデルの構成要素である１つのセグメントに当てはめる基本形状の組み合わせはほぼ無限大(?) また、これらの要素・パラメータをランダムに生成するメニュー [Randomise] も用意されています。（正式リリース時には Shape Type もさらに増えるのかもしれません・・）

それぞれのパラメータになにか意味を持たせなくても、とりあえず生成された３Ｄ形状は、メニューの [Download Model] からダウンロードできます。

ファイル名・Ｈ×Ｗ×Ｄ寸法(mm)・垂直軸を決めて、ファイル形式は *.OBJ と *.STL が選べます。  *.STL を SketchUp に取り込んでモデリングに利用できるという訳です・・