3Dモデリング
私たちは、ACISと共にジオメトリ・カーネルの開発のパイオニアであることを誇りに思っています。現在では、お客様の3Dジオメトリ表現のニーズをサポートするソリューションを提供しています。連続B-Repモデラー、離散B-Repモデラーを問わず、お客様のアプリケーション固有のニーズに対応するソリューションをご用意しています。
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ソリッドモデリングは、3Dソリッドオブジェクトのコンピュータモデリングです。ソリッドモデリングの目的は、すべてのサーフェスが幾何学的に正しいことを確認することです。
CADソフトウェアがオブジェクトを内側と外側からシミュレートする必要があるため、コンピュータ支援設計（CAD）において最も複雑な要素と考えられています。これは、設計者がエンジンやその部品などの設計の一部を提供できるようにするために重要です。
要するに、ソリッドモデリングは、デジタル3Dモデルの設計、作成、視覚化、アニメーションを可能にします。
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CAD環境におけるソリッドモデリング技術
ソリッドモデリングは、ワイヤーフレームやスケッチなどの2Dまたは3Dデザイン、または立方体、球体、円錐、円柱などの基本的な幾何学的形状から始めることができます。
その後、思い描くあらゆるオブジェクトの3Dモデルを作成することができます。
簡単でしょう？…しかし、実際はそううまくいきません。
ソリッドモデリングの真の複雑さは、そのパラメトリック機能と多様な演算子にあります。ソリッドモデリングにより、設計者は「減算」などの様々な操作を用いて、基本的な実体形状を操作・変形しながら、その「実体性」を維持することができます。
例えば、「減算」とは、元の構造を保ちながら、オブジェクトに穴を開けるなど、モデルの一部または複数の特徴を変更するプロセスです。
この目的のために、SolidWorksやAutoCADなどのCADソフトウェア、代表的なモデリングシステムが使用されます。
しかし、これらのソフトウェアの背後で一体何が行われているのでしょうか？
ソリッドモデリングの数学的基盤
3Dデザインにおいては、ソリッドモデリングが重い計算作業をすべて引き受けます。ソリッドモデリングは、手作業では難しい工学的な方程式を自動的に計算します。
ソリッドモデリングソフトウェアは、その用途を考慮すると、機械的なジオメトリを極めて高い精度で表現する必要があります。
設計のあらゆる側面が方程式として表現される場合、複雑な数学を容易に解くことが重要であり、これがソリッドモデリングの役割です。
もし自動車メーカーが完璧な空力特性を備えたF1レーシングカーを作りたい場合、コンセプトデザインで定義された寸法が設計ソフトウェアに正確に反映されることが必要です。
もしスーパーカーが各角度でわずか数ミリの誤差で製造されたとしたら、どうなるでしょうか。
この数学的精度がなければ、一貫したオブジェクトを作り出すことは不可能です。ソリッドモデリングとその計算力が、それをシームレスに可能にしています。
ユークリッド空間
有限なサイズと明確な境界を持つすべてのデザインコンポーネントは、基本的に「具体的な」デザインとして表現されるための場所が必要です。
ユークリッド空間とは、部品を追加、削除、修正できる数学的に作られた環境です。
本質的に、空間とは、一連の点（または頂点）がそれぞれの座標で結ばれ、3Dイメージを作り出すための理論的な背景のことです。
これは、初期のワイヤーフレームデザインを作成するプロセスそのものです。
実体オブジェクトの重要な要素
ソリッドモデリングは、ワイヤーフレームおよびサーフェスモデリングと比較して、さらに次の4つの特徴によって定義されます：
- 完全性 - モデリング環境内のオブジェクトの各点を内側と外側に分類することで、オブジェクトおよびその表面をより正確に表現できます。
- 有効性 → 頂点、面、エッジが適切に接続され、オブジェクトの完全な表示が可能です。
- 明確性 → オブジェクトのすべてのデザイン側面には一意の解釈が存在します。（つまり、デザインが確実で明瞭であり、実際の見た目が分かるということです。）
- 実体 → 幾何学的および位相的データ（重量、形状、サイズ、ノード／エッジ／面の接続性）で構成されます。
実世界での応用
ソリッドモデリングは、もともと加工および組立のための計画および検証ツールとして開発されましたが、現在では多くの他の産業でも利用されています。
3Dモデリングソフトウェアは、もはやエンジニアだけのものではありません。
それは製品設計だけでなく、インテリアデザイン、3Dプリント、そしてゲームや映画といったその他のメディアでも利用されています。
オープンソースのモデリングソフトウェアの普及が示すように、ソリッドモデリングおよび3Dソフトウェアの未来は、まさに始まったばかりです。
ソリューション
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