※本記事で扱っているBlenderのバージョンは2.79です。2020年3月6日現在最新バージョンは2.82です。

こんにちは、技術開発の三浦です。今回はBlenderというオープンソースの3DCGソフトを使って簡単な3Dイラストを作る手順をご紹介します。

技術書、完成しました！

先日技術書典8中止のお知らせの記事を掲載しましたが、技術書の作成は引き続き進めていました。そして先日ついに完成までたどり着くことができました！

f:id:miu4930:20200306131720p:plain — こんな感じです！

前回の技術書に比べ、手前みそですがかなりパワーアップした内容になっています。技術開発のメンバーの成長を感じます。

この表紙のロボット君やSmart StoreをBlenderという3DCGソフトを使って書きました。なかなか面白い作業だったので、今回は簡単な3Dイラストの作成手順を紹介し、その魅力をお伝えできればと思います。

f:id:miu4930:20200306132929p:plain — Blender

作るイラスト

f:id:miu4930:20200306132239p:plain — これを作ります

作業

大まかな作業の流れ

完成までの大まかな作業の流れはこんな感じになります。

オブジェクトを配置、編集してロボット君の形を作る。(モデリング)
オブジェクトなどにマテリアルという質感・色を設定する。(今回は色のみ)
ランプやカメラを配置する。
レンダリングして画像データを出力する。

Blenderの画面

Blenderの画面構成です。左、下、右にあるメニューをよく使います。

f:id:miu4930:20200306133904p:plain — Blenderの画面

形を作る(モデリング)

まずはロボット君の形を作ります。ここでは頭の作り方の手順をご紹介します。

オブジェクト

ロボット君の頭は以下のオブジェクトで構成されています。

頭全体
目2つ
頭のぴょんと伸びたワイヤーの先
ワイヤー
ワイヤー根本

f:id:miu4930:20200306134053p:plain — あたま

作業モード

ここではオブジェクトモードと編集モードという2つの作業モードを必要に応じて切り替えて作成を進めていきます。オブジェクトモードではオブジェクト全体の移動・回転・拡大縮小ができます。一方編集モードはオブジェクトの細部を編集することができます。

マニピュレータ

オブジェクトの移動や回転、サイズの変更はマニピュレータを使用します。

f:id:miu4930:20200306143519p:plain — 左の青い矢印から移動・回転・拡大縮小

視点

見やすい視点で作業を進めます。視点の変更はマウスの中ボタンを押しながらマウスを動かすと行えます。正面、右面、上面からの視点はよく使うため、それぞれテンキーの「1」「3」「7」がショートカットキーになっています。

f:id:miu4930:20200306132604p:plain — 左から正面・右面・上面からの視点

また、平行投影・透視投影というものがあり、平行投影だと平坦な画面、透視投影だと奥行きのある画面になります。テンキーの「5」で切り替えることができます。作業は平行投影のほうがやりやすいので、平行投影に切り替えておきます。

f:id:miu4930:20200306132804p:plain — 左が平行投影、右が透視投影

頭全体のベースを追加する

頭全体は立方体をベースに作ります。Blenderを立ち上げると3Dビューの中心に最初から立方体が存在しているのでそれを使います。立方体が選択されていない場合は選択してください。オブジェクトの選択はマウスの右クリックで行います。立方体の縁がオレンジになっていれば選択されている状態です。まず立方体を上に移動します。「移動マニピュレータ」に切り替えて立方体の中心から垂直方向に伸びる青色の矢印をドラッグすると上に移動できます。

f:id:miu4930:20200306134159p:plain — 「移動」マニピュレータ

次に立方体を横に少し長くします。今度は「拡大縮小」マニピュレータを選び、赤色の線をドラッグしてX軸方向に少し長くします。

f:id:miu4930:20200306134258p:plain — 「拡大縮小」マニピュレータで横長にする

目を作る

次に目を作っていきます。目はUV球をベースに作ります。[作成]-[プリミティブ追加]-[UV球]でUV球を追加します。

f:id:miu4930:20200306134448p:plain — UV球を追加

f:id:miu4930:20200306134745p:plain — 編集画面に追加される

このままだと大きすぎるので小さくします。オブジェクトの拡大・縮小は対象を選択し、キーボードの「S」を押してマウスを動かすことでも行えます。

f:id:miu4930:20200306134842p:plain — 丁度いいサイズにする

今度は縦長にします。「拡大縮小」マニピュレータで青い線をドラッグしてZ軸方向に長くします。

f:id:miu4930:20200306135047p:plain — 縦長に

目は同じものが2つ必要なので、このオブジェクトを複製します。対象のオブジェクトを選択後、「Shift」+「D」で複製、X軸の方向に平行に移動するためキーボードの「G」＋「X」を押した後マウスを動かして調整します。(オブジェクトの移動はキーボードの「G」を押してマウスを動かすことでもできます。「G」の後に「X」や「Y」、「Z」を押すとそれぞれの軸にだけ動かすことができます)

f:id:miu4930:20200306134917p:plain — 複製し、移動

顔の正面にくぼみをつける

ロボット君の顔の正面にはくぼみがあります。これはこれまでのオブジェクトモードではなく、編集モードで作ることができます。まず顔全体のオブジェクトを選択、編集モードに切り替えます。

f:id:miu4930:20200306135142p:plain — 編集モードに切り替える

編集モードでは対象のオブジェクトの点・辺・面を編集することができます。ここでは「面選択」にします。

f:id:miu4930:20200306135235p:plain — 面選択(右端のアイコン)

最初はすべての面が選択されている状態です。顔の正面だけを編集したいので、一度選択を解除します。選択の解除はキーボードの「A」で行います。選択が解除されたら顔の正面を選択します。正面に新しい面を差し込み、その面を奥に押し込むことでくぼみを作ります。面の差し込みは[メッシュ]-[面]-[面を差し込む]です。

f:id:miu4930:20200306135444p:plain — [面を差し込む]

マウスを動かすと差し込む面の大きさが変わります。ちょうどいい大きさでマウスをクリックします。

f:id:miu4930:20200306135548p:plain — マウスを動かすとサイズが変わる

今度は作成された面を選択、キーボード「E」を押します。マウスを動かすと選択された面が前や後ろに移動します。少し後ろに動かします。作業がしやすいように必要に応じて視点を変更してください。

f:id:miu4930:20200306135856p:plain — 面を押し込む

目を埋め込む

顔に目を埋め込みます。2つの目を「Shift」を押しながら右クリックすると両方選択することができます。これを顔の正面まで移動します。視点を正面、右面に切り替えながら埋め込みます。

f:id:miu4930:20200306140057p:plain — 目を埋め込む

頭のぴょんと伸びたパーツ

まず先と根本はUV球で作ります。それぞれ適当な大きさに拡大縮小し、配置します。次にそれぞれをつなぐワイヤーの部分ですが、少し工夫をしました。まずトーラス(ドーナッツ型)を追加します。そのままトーラスの太さを小半径の数値を小さくして細くします。

f:id:miu4930:20200306140222p:plain — 小径で太さが変わる

細くしたら拡大縮小で適当な大きさにします。今度は編集モードに切り替え、点選択の状態にします。また、陰面処理をオンにしておきます。こうすると画面上は見えない奥にある点についてもまとめて選択することができるようになります。

f:id:miu4930:20200306140440p:plain — 点選択・陰面処理をオン

「Ctrl」を押しながらマウスをドラッグすると、自由範囲で点を選択することができるのでトーラスの4分の1を残し、全ての点を選択します。

f:id:miu4930:20200306140547p:plain — 自由範囲で選択できる

点が選択できたら[Del]を押します。メニューが表示されるので[頂点]を押すとトーラスの4分の3を削除することができます。

f:id:miu4930:20200306140704p:plain — ワイヤー

おそらくXY平面に対して平行になっていると思います。これを回転させてXY平面に垂直にします。回転は[回転]マニピュレータでもできますが、角度を数値で指定したほうが簡単です。キーボード「R」、「X」、「90」の順に押すとワイヤーを立たせることができます。あとは適当な場所に配置すればOKです。これでロボット君の顔を作ることができました。

マテリアルを作る(色)

残りの胴体も同様に作っていきます。

f:id:miu4930:20200306141013p:plain — モデリング完成

ちなみに手の部分はトーラス、足や腕は立方体をベースに、1面を縮小したり移動したりして作りました。ロボット君の形ができたので、色を付けていきます。マテリアルはオブジェクトに色や質感を設定するためのもので、金属のようなツヤや粘土のようなマッド感を出すことができます。今回は色だけを設定していきます。

体全体に設定するマテリアルを作る

マテリアルの設定はレンダリングを行うレンダーによって異なります。最初は「Blenderレンダー」が選ばれているのですが、なかなかきれいにレンダリングできず、自分は「Circlesレンダー」を選びました。

まず顔のオブジェクトを選択し、マテリアル設定メニューを開きます。丸いアイコンで開くことができます。その後マテリアルの追加をし、[サーフェス]-[ディフューズ色]を指定します。またマテリアルには名前をつけることができます。ここでは「robot_body」としました。

f:id:miu4930:20200306141110p:plain — マテリアル設定

顔の正面のくぼんだ部分は違う色にしたいのですが、このままだと顔全体が同じ色に塗りつぶされてしまいます。顔を選択し、編集モードに切り替えます。マテリアルのリストの横の[+]をクリックするとマテリアルを追加することができます。色を指定しくぼんだ面を選択して[割り当て]ボタンを押すとくぼんだ面だけ色を変えることができます。

f:id:miu4930:20200306141140p:plain — 顔のマテリアル

同じマテリアルを複数のオブジェクトに適用することもできます。ロボット君の体を選択し、先ほど作成した「robot_body」を選択すると同じ色で塗ることが出来ます。

f:id:miu4930:20200306141223p:plain — マテリアルは使い回せる

同様に他のオブジェクトにもマテリアルを設定していきます。

ランプ・カメラの配置

ロボット君に色を付けることができたので、いよいよ撮影会の始まりです！光源となるランプ、レンダリングしたときの視点となるカメラを配置していきます。この作業は複数の画面を見比べながらすると効率的です。スクリーンレイアウトを「Compositing」にしてみます。

f:id:miu4930:20200306141344p:plain — スクリーンレイアウトの変更

画面レイアウトがこんな感じに切り替わります。

f:id:miu4930:20200306141447p:plain — Compositing

一番上の画面はエディタタイプが「ノードエディタ」になっているかと思います。今回「ノードエディタ」は使わないので「3Dビュー」に変更します。この画面でランプやカメラの配置を行います。左下の画面はレンダリング結果を表示する画面です。右下の画面はカメラから見える画面です。

ランプの設定

まずランプの設定をします。自然光のような柔らかい光源にしたいので、ランプのタイプを「サン」にします。

f:id:miu4930:20200306141637p:plain — ランプの設定

ランプの配置

「サン」には光の向きがあるのでランプの場所と向きの両方を決める必要があります。ロボット君を斜め上左から照らすように配置してみます。ランプはオブジェクトと同様に移動したり回転したりすることができます。いろんな角度から調整する必要があるので、正面・右面・上面を同時に表示させておくと作業がしやすいです。画面は右上をドラックすると追加することができます。