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MASAKIが教える“ポリゴンモデル”でお気楽3Dモデル製作術!?【機動戦士ガンダム サンダーボルト 水没ディオラマ徹底解説】

2022.10.07

 モデラーMASAKIの作例製作文を全文大公開!3Dモデルの製作方法、水没ディオラマの製作方法の前後後編の大ボリュームな内容です。写真もほぼ切り抜きなしでのお届けします!

 本誌掲載MASAKI製作ディオラマ作例記事 

サンダーボルトの名シーンを水没ディオラマの匠が手掛ける!

TRUST  幻想的な水没ディオラマで知られるMASAKI氏は、オラザク選手権サンダーボルト部門での金賞獲得を皮切りに、月刊ホビージャパンと『機動戦士ガンダム サンダーボルト』とのコラボレーションディオラマ企画に登場するなど、『機動戦士ガンダム サンダーボルト』と浅からぬ縁があるモデラーのひとり。そんな彼が今回製作した「TRUST」は、透明レジン[…]


 今回の作例は『機動戦士ガンダム サンダーボルト』のシーンをディオラマにして欲しいという依頼でしたのでグラブロとの対戦後、ダメージにより浮上できないアトラスガンダムをイオが機転を利かせて海面近くまで浮上させたが、そこでエネルギー切れ。このまま海底へ沈むのかという危機一髪のところで助け上げるビアンカのガンキャノン・アクアが登場するシーンをディオラマにしようと思いました。

 今回の製作に当たって一番の難題なのが、『サンダーボルト』のモビルスーツで販売されているキットが限られているということでした(バンダイ様もっと出してください)。そこで本業であるCGの技術を使って販売されていないガンキャノン・アクアを3Dモデリングし、3Dプリンターにて出力したものを制作に使うことにしました。
 レジンに水没させるにあたり手作業でモデリングしたものを使うと、もしトラブルが起こった際に再度モデリングするのは時間的に厳しいので3Dプリントするのが最適だと考えました。

 「3Dプリントするなんてモデラーとして手抜きだ!」とかいう声が聞こえてきそうですが、私も昔はそう思っていました。
 手を使って作るのが楽しかったのもありますが、「そんな便利なツール使ったらそりゃうまくできるよね」という気持ちもありました。
でも、そんなこと言いだしたら便利なツールが日々出てきているこの模型業界で、錆色の塗料を使うなんて手抜きだとか、リューターを使うなんて手抜きだというのと同じだなという考え方に変化してきました。
 50歳を超えると、あと何年製作できるんだろうという現実と頭の中にあるアイデアを表現するうえで時間短縮になればと思い3Dプリントを使うようになってきました。やってみるとなかなか思ったように出力されず、やっぱりこれも道具のひとつなので使い方にノウハウが必要なのだなと痛感しています。
 ということで、なんとなくやり方を知るのも良いことだと思いますので今回は3Dモデルの作り方を記事にまとめさせていただきました。

 3Dプリントするうえで絶対に外せないのが3Dデータを製作するためのモデリング作業。
ネットではFusion360などの趣味の範囲であれば無償で使えるCADを使われている方や、Z-Brushを使ってフィギュアを作っている人が多そうなイメージですが、今回は私が使っているCGソフトのMayaや無料で使えるCGソフトのBlenderなどで3Dデータを作る際のポリゴンモデルの製作方法を紹介します。

 今回は、どのCGソフトでも通用する基本的なポリゴンモデリングの考え方やツールの紹介と、それを使用してどのように希望の形状を作るのかの概要を紹介します。興味が出たらBlenderなどのモデリング方法の手順を紹介しているYouTubeの動画や書籍などでさらに詳しいモデリング手法を調べてみてください。

 ではCADソフトとCGソフトで大きく何が違うのかというところから。

 CADソフトでは曲線を使い図面を引くように大きさや長さを数値で入力し、それを押し出したり、面を張っていくことで立体にしていくのが基本となる作り方です。
 この場合、図面を引くような感覚が苦手な人だと直感的に作れない為、難しいと感じる人もいると思います。
 ただCADで製作した場合は全ての面は曲面として情報を持っている為、どれだけ拡大しても曲面のまま表現されるので、綺麗な面を製作できます。
 Fusion360を使ったことがないので詳しくは分かりませんが、CADで製作したモデルは製作した履歴を持っており、後から数値を変更することでモデルの形状を変えることができる物もあります。

 CGソフトでのポリゴンモデリングでは平面の集まりで立体を表現します。『バーチャファイター』のキャラクターとかいうとイメージしやすいかもしれませんね。一見丸みをもったオブジェクトでも拡大していくとカクカクした多角形の外観が出てしまいます。
 ただ、3Dプリントする際に書き出すSTLファイルは平面の集まりのポリゴンモデルと同じ状態のデータになりますので、ポリゴンモデルでも細かくできていれば3Dプリントする分には特に問題にならないのが現状です。
 ポリゴンモデルの各頂点(ポイント)やエッジ、面などを選択して移動、回転、拡大縮小などをし、面を分割したり、押し出したりすることで直感的にモデルを構築していくのがポリゴンモデリングです。
 ある程度は履歴を持ったまま作業を進めることはできますが、基本的には履歴情報はほとんど持っていないと思った方がいいです。

 それぞれ長所や短所はあると思いますが、今回はポリゴンモデルで気軽に製作する方法を紹介したいと思います。


基本形状プリミティブと覚えておきたいツール

■ 基本形状「プリミティブ」

 ポリゴンモデルを作る際はプリミティブと呼ばれる基本形状を使ってそれを変形させて目的の形状にしていくのが一般的です。

プリミティブ

 このプリミティブの形状は製作する際に大きさやポリゴンの分割数などを数字で入力できるので制作する形状のイメージに近いものを製作します。
 円柱などは分割数を変えると3角柱にしたり6角柱にしたりできますし、正多面体を作る場合も正何面体にするのか製作時に選ぶことができます。

 そのポリゴンプリミティブの頂点(ポイント)やエッジ、面などを選択して移動、回転、拡大縮小をすることにより形状を変形させていきます。

ポリゴン移動回転拡大
▲ 図では分かりやすいように、それぞれ一つのポイントやエッジ、面を選択していますが複数を選択しての変形も可能です。

 例えば立方体を製作し分割数を奥行方向に5分割に設定したものを奥行方向に拡大し天面を選択後に左右方向に拡大縮小。幾つかのポイントを選択して移動させるとガンダムのサブカメラのあたりのトサカのような形状を作れます。
 円筒を六角形で製作し上下の六角の中央のポイントを上下に移動し側面の真ん中の面を選択し縮小することで基本形状のままでは製作できない形状も簡単に作れます。

基本形状の変形

■ 押し出し

 ポリゴンモデリングのツールで他によく使用するものは面の押し出しツールです。

押し出し

 これはその名の通り選択した面を引っぱり出したり押し込んだりすることができるツールです。単純に押したり引いたりだけでなく選択した場所から移動させずに縮小させ、再度押し出しツールで押し込むことで凹みを作ったり、逆に凸になった面を作ることもできるので私は良く使用します。

■ ベベル、ラウンドエッジ

 製作した基本形状に対してエッジの面取りや角を丸める時に使用するベベルやラウンドエッジと呼ばれるツールも良く使うツールです。

ベベルツール
▲ 画像では立方体のすべてのエッジに対して面取りを行っていますが、選択したエッジの部分の角だけを丸めることができます。縦方向は大きめの面取りを行って後から横方向の面取りを小さくするなどもできます。

■ スムーズ

 丸みを帯びたモデルを製作したい場合はポリゴンの頂点を移動していって製作するのは非常に難しい(面倒な)作業になってしまいます。
 ですがカクカクしたポリゴンのモデルをスムーズにするツールがありますのでそのツールを使って丸みのあるモデルを作ることができます

スムーズツール
▲ このようにエッジに面取りをしている場合はその面の幅や分割数によってエッジが残りますが面取りをしていない部分は全体的にヌルっとした形状になってしまいます。この性質をうまく利用してモデルを作っておけば後から曲面のカクカクさをなくす為にスムーズツールが役立ちます。

■ ブーリアン

 パーツとパーツの篏合かんごうや穴を開けたい時などに使用するのがブーリアンと呼ばれるツールです。
 これはAというパーツとBというパーツを選択しA+BにするのかA-BにするのかAとBの重なった部分のみにするといったことができるツールです。

ブーリアン演算
▲ 図ではAとBは分かりやすいように離して配置していますが、ブーリアンを使う際にはA+Bのようにオブジェクト同士が重なるように配置してあります。

 これによって関節部分のダボや四角いパーツに円形の穴を開けたりなどができるようになりますが、使うソフトによってはこの計算で意図しない位置に変なエッジが出来てしまうこともあるので少し工夫が必要な時もあります。

 このほかにポリゴンモデルの任意の位置でポリゴンをカットするカットツールがあります。これもよく使うツールですので覚えておいて方がいいでしょう。

 では実際の制作手順をいくつかのパーツで見ていきましょう。


後頭部のパーツ

まず球体を製作
▲まず球体を製作します。
前後方向に拡大
▲前後方向に拡大します
下半分と前方半分の面を選択
▲下半分と前方半分の面を選択し
選択したポリゴンを削除
▲選択したポリゴンを削除します
パーツの下のエッジを選択し押し出し
▲パーツの下のエッジを選択し押し出します。
パーツ前方のエッジを選択し押し出し
▲パーツ前方のエッジを選択し押し出します。
後ろの下のポイントを選択して上に移動し少し斜めにカット
▲後ろの下のポイントを選択して上に移動し少し斜めにカットしたような形状にします。
後頭部の基本形状が出来上がり
▲後頭部の基本形状が出来上がりです。細かいパーツをあとから追加していくとこんな感じになります。

サブカメラパーツ(トサカ状の部分)の製作

立方体のプリミティブを制作
▲立方体のプリミティブを制作します。
前後方向に拡大
▲前後方向に拡大します。
前後方向にポリゴンをカットするツールで6つに分割
▲前後方向にポリゴンをカットするツールで6つに分割します。前の方は長めに後ろは短めに。
後ろに行くほど少し幅が狭くなるように
▲後ろに行くほど少し幅が狭くなるようにポイントを編集します。
横から見て後頭部のパーツに沿うような形に
▲横から見て後頭部のパーツに沿うような形にポイントを移動させて変形させます。
押し出しそれを左右方向に縮小
▲底の面を選択し一度押し出しそれを左右方向に縮小します。
フロントのサブカメラの位置
▲フロントのサブカメラの位置のポリゴンを選択し押し出しツールで縮小させます。
もう一度押し出しツールで奥へ凹ませ
▲もう一度押し出しツールで奥へ凹ませます。同じ要領で後ろのサブカメラも凹ませます。
エッジの面取りツールで角を丸め
▲エッジの面取りツールで角を丸めます。この時後頭部の丸みに沿わせたエッジの角には面取りはしません。これでサブカメラパーツは出来上がりです。

アンテナパーツの製作

円柱のプリミティブを制作
▲円柱のプリミティブを制作します。
下側のエッジを選択して前後方向に拡大
▲下側のエッジを選択して前後方向に拡大します。
下側のエッジを選択し下へ移動
▲その下側のエッジを選択し下へ移動させて伸ばします。(正面図です)
上のエッジを選択し横から見て後ろ方向へ回転
▲上のエッジを選択し横から見て後ろ方向へ回転させて傾けてから
エッジを後ろへ移動
▲エッジを後ろへ移動させます。
アンテナの根本をカットツールで分割
▲アンテナの根本をカットツールで分割して移動や回転させて図のようにします。
横から見たらこんな
▲横から見たらこんな感じです。
アンテナの先端のエッジ
▲アンテナの先端のエッジに面取りを行います。
横から見て図のような位置
▲横から見て図のような位置でポリゴンをカットします。
アンテナの凹ませる部分のポリゴンを選択
▲アンテナの凹ませる部分のポリゴンを選択して押し出します。これでアンテナ部分のパーツ完成です。

 組み合わせるとこのような感じになります。

組み合わせるとこのような感じ

 このような感じで各パーツは細かい単位で見ていくと難しい形状ではないのがわかると思います。さらに手足など左右対称なパーツは片方だけ作ればよいのでかなりの時間短縮になりますよ。

全身のパーツが出来てポーズをとらせた状態
▲全身のパーツが出来てポーズをとらせた状態

 各関節のパーツごとにグループ化して回転軸を決め、それをさらに階層構造にグループ化していくことでポーズを付けることができるようになります。
 このままですと各パーツは突き刺さった状態で重なっていますので1発で出力するならこれでもよいのですが、パーツごとに分けてプリントするのであれば、ブーリアン機能を使って篏合部分を作らなければなりません。

ブーリアン機能を使って篏合部分を作る 
ブーリアン機能を使って篏合部分を作る 2
ブーリアン機能を使って篏合部分を作る 3
ブーリアン機能を使って篏合部分を作る 4
出力したいパーツにばらした状態
▲出力したいパーツにばらした状態がこんな感じになります。

 次に出来たデータをSTLという形式で書き出し、それを3Dプリンターに付属しているスライサーと呼ばれるソフトに受け渡します。スライサーソフトは3Dプリントする際の積層させる断面の情報を作ってくれるソフトです。スライサーでは出力する際に目立たない位置にサポートが来るように考えながらパーツの角度を調整し、後から処理しやすい位置にサポートを追加していきます。全てのパーツを設定し終わったら3Dプリント開始です。

全てのパーツを設定し終わったら3Dプリント開始

 でも一度で上手くいくことはそうそうありません。一度出してみて不具合のある個所にはデータの修正やサポートの位置の変更、パーツを配置する角度などを調整して上手くいくまで繰り返します。
 ただ、すべて3Dプリントで完結させなくても手作業で修正できればこの部分のデータ修正作業は省いても大丈夫です(原型のデータを作って量産したいなら別ですが)。
 このあたりが一発で上手くいくなら3Dプリンターは魔法の道具ですが、これをうまく使いこなせるかどうかは経験やコツが必要で、やはりこれは道具なのだなと感じさせられるところです。

 そのように何度か失敗して出力して出来たモデルがこんな感じです。

何度か失敗して出力して出来たモデル
アトラスガンダムの手の部分
劇中のビームサーベルの持ち方と違うためこれも3Dプリント

▲アトラスガンダムの手の部分ですが通常のキットの握りこぶしでは劇中のビームサーベルの持ち方と違うためこれも3Dプリントしました。


 前半はここまで!
 後半では、塗装とディオラマ製作についてお届けします!

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©Yasuo Ohtagaki 2022 ©創通・サンライズ

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