3Dcadの基礎的な4つのデータ構成の紹介

3Dcadの基礎的な4つのデータ構成の紹介

3Dcadのデータといっても実際には大きく分けて4種類のデータ形式に分類されます。2Dcadの場合は、線のみで定義されていますが、3Dcadデータには線以外のデータ構成が存在します。データの表現形式によって、モデリングする際の向き不向きがあり、使用する3Dcadシステムも異なるため、モデリングを始める前にそれぞれのデータ形式の特徴を理解しておく必要があります。ここでは、その4種つのデータ構成について特徴を解説します。

ワイヤフレーム(線)

読んで字のごとく、立体を線のみの情報で表現するデータ形式です。この形式では、ある物体のおおよその形状は把握することはできますが、形状を完全に把握することはできません。現在使用されている3Dcadシステムでこの形式を使用するものはほとんどありません。

ポリゴン

ポリゴンとは、立体を三角形のパッチの集合体で表現する方式です。この方法では、パッチを細かくすることで、滑らかな表現を行うことが可能です。ポリゴンを移動させることで形状を自由に変更できるため、人物や動物、フィギュアなどのモデリングに向いています。3D CGと言われるソフトは、この方式を採用しています。また、厳密な形状のモデリングや寸法を表現することはできないため、機械部品などの設計には不向きです。

サーフェス(面)

ワイヤーフレームは線のみで立体を表現していましたが、それに面の情報が追加されたものがサーフェスモデルです。ワイヤーフレームでは、線のみの情報しかもっていなかったため、その線と線の間には面があるのか、それとも面がなく空間となっているのかわかりませんでしたが、面の情報を追加することで、それが明確になります。例えば、消しゴムの外側に取り付けられているケースは、消しゴムを入れる箇所とその反対側には面がなく、消しゴムを出し入れできる形状になっています。ワイヤーフレームではこの形状を完全に把握することはできませんでしたが、サーフェスで表現することで、空間と面を認識できるようになります。また、曲線と曲面、曲面同士の関係で立体を表すには便利です。主な用途として、曲面を多く使用する自動車のデザインなどに用いられています。ただし、あくまでも面としての情報しかもっていないため、断面を切ると中身は空洞となっており、機械部品の干渉チェック等はできないため、機械設計などには不向きです。

ソリッド

一言でいうと中身の詰まった立体の情報の方式です。サーフェスとの違いを解説すると、例えば、ある立体があった場合にサーフェスでも一見立体があるようにみえますが、実は単純に面が存在するだけで、その面同士がお互いにどのような関係にあるのかということは定義されていません。一方ソリッドは、中身が詰まっているため、体積等の情報をもっており、コンピュータ上でバーチャルな立体が定義されています。体積等の情報をもっているため、製品の重量や重心を計算をすることもでき、他にも部品同士の干渉の有無をチェックすることも可能となります。これらのことから、機械設計等に使用するデータ構成は、このソリッドモデルが向いています。また、現在存在する多くの3Dcadシステムでは、このソリッドモデルを採用されています。

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