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【Learning Vol-20】Mac用の最適なモデリングおよび3Dスキャン・ソフトウェア
■テクニカルレポーター：カニャンタ・ムバンガ（Kanyanta Mubanga）
■概要：
これほど重要な役割を担っているにもかかわらず、3D技術について語られるとき、ソフトウェアが見出しを飾ることはほとんどありません。むしろ、新しい3Dスキャナや 3Dプリンタ、あるいは画期的な3Dプリント材料について聞くことが多いようです。これらを実現する3Dソフトウェアは、しばしば議論の脚注に過ぎず、ほとんど後回しにされます。3Dスキャン・ソフトウェアの圧倒的多数は、Windowsプラットフォーム、または運が良ければWindows + Linux向けに構築されています。見つけるのは難しいですが、探す場所さえわかっていれば、そこにあるのです。そこで、この記事では、Macコンピュータのための最高の3Dスキャンと3Dモデリングソフトウェアを、無料と有料の両方で紹介します。
Mac用のベストな無料3Dモデリング・ソフトウェア
3D Slash（3Dスラッシュ）
https://www.3dslash.net/features_downloads.php
| 長所 ・簡単な操作 ・初心者に最適 ・.stlファイル、.objファイルに対応 |
短所 ・極めて限定された機能 |
3Dスラッシュは、簡単に楽しく使えるように設計されており、実際のトレーニングは必要ありません。エンジニアリングツールというより、ゲームのような感覚です。3Dの世界を舞台に、さまざまなブロックを使って構造物を作るビデオゲーム「Minecraft」とよく比較されます。そのため、学生や子供など、これから始めようとする人にもおすすめです。
3Dスラッシュは、ボクセルを形状に追加したり、削り取ったりすることができます。つまり、ハンマー、ノミ、あるいはドリルのような道具を使って、文字通り3Dモデルを彫刻するのです。例えば、立方体から始めて、好きな形になるまで削っていくことができます。また、サイズ変更可能なボクセルを追加して、3Dモデルの上に構築することもできます。
しかし、残念ながら、この程度の機能しかありません。これらの機能以外にできることはあまりなく、その限られた機能性から、プロフェッショナルな実世界での使用には適していません。
3Dスラッシュは、ダウンロード可能なアプリとして、あるいはブラウザを使ってアクセスできるウェブベースのアプリケーションとして利用できますが、こちらはより限定的です。無料プランでは、ウェブベースのアプリケーションにのみアクセスでき、ダウンロードアプリは試用版のみ利用可能です。
TinkerCAD（ティンカーキャド）
| 長所 ・使い始めをサポートするガイド付きレッスン ・完全に無料で使用可能 ・非常に簡単で楽しく使えるので、初心者に最適です。 ・機能的なプロトタイプをデザインし、3Dプリントするのに 十分な機能を提供 |
短所 ・オフライン機能を持たないWebベースのアプリケーション ・本格的な3Dモデリング・デザインソフトウェアではない |
TinkerCADは、初心者やその名の通り改造好きな人に最適なもう一つの3Dモデリング・ソフトウェアです。特に教室での使用に適しており、3D空間でのデザイン方法を学びたい人に有用な出発点を提供します。また、TinkerCADは使っていて楽しいように設計されています。例えば、レゴやマインクラフトの世界のように、プロジェクトを表示することもできます。
登録し、プラットフォームにログオンすると、さまざまなツール、シェイプ、テンプレートにアクセスできるようになり、3Dモデルの設計と構築を始めることができるようになります。また、.obj、.stl、.svgのオブジェクトをプロジェクトにインポートすることができます。TinkerCAD は、グリッドに定義した設定に従って、寸法を表示します。
プリミティブをグループ化したり、シェイプ同士を足したり引いたりすることで、複雑な形状を作成することができます。ワークスペースに落書きをすると、描いた形状が3D形状に変換され、修正することができます。
TinkerCAD には、ワークフローの次のステップのために、プロジェクトを .stl, .obj, .svg などの異なるフォーマットでエクスポートするオプションが用意されています。
Blender（ブレンダー）
| 長所 ・プロのアニメーター，VFXアーティスト，3Dモデラー，ビデオゲーム開発者向けに豊富な機能を提供 ・完全に無料で使用可能 ・リソースを消費しない 軽いダウンロードとインストール ・豊富なオンラインチュートリアル |
短所 ・遅延、グリッチ、レンダリングの遅れが報告されているが、 これはハードウェアの制限によるものである可能性がある ・多機能なため、ワークフローによっては 直感に反することがある ・学習曲線が急である |
Blenderは、macOSを含むいくつかのプラットフォームで利用可能なオープンソースプログラムです。プロユースに適した3Dデザインとアニメーションツールを提供します。モデリング、アニメーション、レンダリング、コンポジット、モーショントラッキング、ゲーム制作、そしてビデオ編集を含む多くの3Dアプリケーションのためのソリューションを提供する機能豊富なパッケージです。
Blenderはかなり長い間存在しており、オープンソースであるため、ソフトウェアに精通するための無料のオンラインリソースやチュートリアルがたくさんあります。また、常に新しい機能が追加されており、貢献者の活発なコミュニティによって機能が追加され続けています。
FreeCAD（フリーCAD）
https://www.freecadweb.org/downloads.php
| 長所 ・先進のジオメトリーエンジン ・ソリッド、BRepオブジェクト、カーブ、サーフェスを 操作するための幅広いツール ・アドオンをインストールし、機能を拡張することが可能 |
短所 ・ソフトウェアがクラッシュするという報告 ・直感的なユーザーインターフェイスではない ・新規ユーザーにとって学習曲線が急である ・一部の機能に関するドキュメントが不十分である との指摘がある |
FreeCAD もまた、主に機械設計者を念頭に置いてプロユース向けに設計されたオープンソースの 3D モデリングソフトウェアです。このソフトウェアはクロスプラットフォームであり、Windows、Linux、Macのデバイスで使用することができます。
FreeCAD を使用すると、幾何学的な制約のある 2D 形状をスケッチすることができます。次に、これらの形状を使用して、3Dプリミティブを作成し、任意のサイズのオブジェクトを構築することができます。また、FreeCADを使用して、3Dモデルから高品質の図面を作成することができます。
このソフトウェアは、SVG、DXF、OBJ、IFC、STEP、IGES、STL、DAEなど、多くのファイル形式の読み込みと書き出しに対応しています。このため、3Dプリント、CNC加工、有限要素解析などのタスクの実行、数量や部品表などのモデルデータの計算とエクスポートなど、既存のプロセスにソフトウェアを簡単に適合させることができます。さらに、オープンソースのFreeCADは、アドオンによって機能を補完することが可能です。
SketchUp（スケッチアップ）
https://www.sketchup.com/try-sketchup
| 長所 ・簡単な操作方法 ・様々なCADや3Dファイルフォーマットに対応し、 様々なワークフローに組み込むことが可能 ・.stlファイル、.objファイルに対応 |
短所 ・プロフェッショナル向けであり無料版は極めて制限される |
SketchUpは、使いやすさを重視して設計されたWebベースの3Dモデリングソフトウェアです。しかし、3DスラッシュやTinkerCADとは異なり、初心者やホビーユーザー、カジュアルユーザーのために制限された機能を提供することだけを意図していません。SketchUpは、様々なプロフェッショナルな用途で使用されることを想定しています。これには、土木工学、ビデオゲーム開発、工業デザイン、製品デザインのような高度な技術的用途が含まれます。
SketchUpには、SketchUp Free（非常に便利な名前の無料版）と、有料で追加機能を提供するSketchUp Proの2つのバージョンがあります。SketchUp Proは、プロが使用するように設計されており、もしあなたがそのような立場にあるなら、それが必要です – 無料版には、業界標準の3Dモデリング・ソフトウェアが持つすべての機能が詰まっているわけではありません。
SketchUp Freeは、3Dでのスケッチを簡単にするためのものであり、その程度のものです。無料ソフトウェアでできることはすぐに限界に達してしまい、プロ・バージョンにアップグレードする必要があります。無料版には、作品プレゼンテーション機能、地形モデリングやソリッドツール、施工図作成ツールなど、プロが使うような便利なツールはありません。また、2Dの施工図から3Dモデルを作成したり、エクステンションを使用することもできません。もし、モデルに非常に高いレベルの複雑さを求めるのであれば、これはあなたのための解決策ではないかもしれません。
しかし、SketchUp Freeは、その制限の中で完全に不自由なわけではありません。クレジットカード不要のサブスクリプションで、10GBのクラウドストレージ、モバイルアプリを使用した3Dモデルの表示、プロジェクトで使用できるモデルのカタログへのアクセスが可能になります。
Mac用のベストな有償3Dモデリングソフトウェア
Maya（マヤ）
| 長所 ・豊富な機能で、ほとんどの作業をこなせる |
短所 ・Maya のインストールと実行に必要なハードウェアは、 いくつかのソフトウェアと比較して高い。 ・習得がかなり難しい |
Maya は、Windows、Linux、および Mac で使用できるクロスプラットフォーム・アプリケーションです。3Dアニメーション、3Dモデリング、3Dレンダリングとシェーディング、モーショングラフィックス、その他3Dの世界とキャラクターに命を吹き込むための機能と効果を備えた、機能豊富なプログラムです。Mayaは、受賞歴のある映画や、ゲーム、コマーシャルに登場する3Dオブジェクトのデザインに使用されています。このソフトウェアには直感的なモデリングツールがあり、布のシミュレーションから風景全体、さらには戦闘シーンに至るまで、あらゆる用途に使用されています。
Mayaの豊富なツールセットには、ポリゴンとNURBSを使用した3Dモデリングオプションがあり、幾何学的プリミティブ、ライン、カーブから3Dモデルを作成することができます。また、スカルプトやUV編集のためのツールも備えています。様々なファイル形式をサポートしています。例えば、Adobe Illustratorのファイルなど、いくつかのファイル形式を読み込むことができます。ただし、MayaはmayaLT、FBX、OBJファイルのみエクスポート可能です。
Rhino（ライノ）
| 長所 ・高度なフリーフォーム3Dモデリングツール ・飛行機から宝石まで、あらゆるものの設計、試作、 エンジニアリング、分析、製造に使用可能 ・ほとんどの3D関連ソフトウェアと互換性のあるファイル形式を読み込み、 出力することが可能 |
短所 ・習得が難しい ・ユーザーからUIに改善の必要性が指摘されている ・大容量ファイルの保存に時間がかかる ・ドキュメンテーションツールの改善が必要 |
Rhinoは、いくつかの分野で様々な用途に使用されているプロフェッショナルな3Dモデリングソフトウェアです。デザイン、製造、プロトタイピングのための3Dプリントとリバースエンジニアリングのワークフローで使用され、特に工業デザイン、製品デザイン、グラフィックデザインに応用されています。
このプログラムは、自由形状のサーフェスモデラーで、オープンでモジュール化されたアーキテクチャを備えています。そのため、プラグインを使用して機能を拡張したり、インターフェースをカスタマイズしたり、独自のメニューやコマンドを追加したりすることが可能です。
Rhinoは、さまざまな種類のデータを扱うことができることで人気があります。NURBS曲線、SubDデータ、点群、ポリゴンメッシュの編集に使用できます。このため、さまざまなワークフローで使用できる汎用性の高いツールとなっています。そのため、ジュエリー、海洋、レンダリング、アニメーションなど、さまざまな業界で利用されています。
OnShape（オンシェイプ）
| 長所 ・クラウド型 ・簡単な操作性 ・習得しやすい ・バージョン管理、アクセス管理機能により、 コラボレーションが容易 |
短所 ・オフラインアクセスができないため、 大規模なプロジェクトに支障をきたす可能性がある ・UIが使い慣れないため、使いこなすのに 時間がかかる可能性がある |
OnShapeは、CAD機能、ビジネス分析、クラウドベースのデータ管理およびコラボレーション機能を提供するウェブベースのSaaS（Software-as-a-Service）プラットフォームである。OnShapeのワークフローでは、チームがリアルタイムで設計のレビュー、コメント、編集を行うことができます。バージョン管理システムと同様に、設計の変更を並行して行い、承認後に最終的な設計に統合することが可能です。OnShapeがクラウドベースのプラットフォームであることは、異なるプラットフォームやハードウェア機能が制限されたデバイスでも使用できることを意味します。
このソフトウェアは、様々な産業で使用できるソリッドモデルやサーフェスモデルの作成に使用されます。また、表面仕上げや幾何公差などの側面を含む機械部品の詳細な図面を作成するためにも使用することができます。また、アセンブリを編集している間に、自動的に同期された部品表を作成することも可能です。OnShapeの機能は、プラットフォームのREST APIに追加機能を組み込むことで、さらに強化することができます。リソースプランニングに関連する追加機能、その他の拡張機能は、OnShape App Storeから追加できます。
Gravity Sketch（グラビティ・スケッチ）
| 長所 ・3Dスケッチ＆モデリング用の強力なツールを装備 ・画像や3Dアセットとテクスチャやマテリアルを統合する ことが可能 ・簡単な操作 ・リアルタイムのコラボレーション ・デバイスをまたいだデザイン |
短所 ・スカルプト、ペイント、3Dプリント対応の モデルの作成には適さない ・大量の後処理が必要 |
Gravity Sketchは、自由形式の3Dスケッチと詳細な3Dモデルを作成することができる3Dデザインソフトウェアです。必要に応じて、これらはCADやレンダリングソフトウェアで使用することができます。Gravity SketchはVRモデリング環境を使用し、.obj、.iges、.fbxなどのファイルタイプをエクスポートすることができます。また、Rhinoのプラグインにも対応しています。
グラビティ・スケッチは、ゼロから3Dモデルを作成することも、他のソフトウェアからインポートしたCADデータを使用することも可能です。このデータは、バーチャルリアリティツールを使って可視化し、操作することができます。また、クラウドに対応しているため、分散したチームでのコラボレーションも容易に行えます。このソフトウェアは、コンセプトスケッチやモデリングに最適です。ですから、デザイナー、イラストレーター、アーティストが最大限に活用できるでしょう。ただし、Gravity Sketchで作成されたモデルは、3Dプリントに対応するまでにかなりの作業が必要です。
Artec Studio（アーテックスタジオ）
| 長所 ・簡単な操作方法 ・スキャンCAD機能 ・簡単で高速なメッシュとCADのアライメント ・ネイティブのCGIおよび計測用写真測量機能 |
短所 ・Artec 3D スキャナーのみと互換性あり ・ブートキャンプ経由で動作 |
Bootcampを使ってMacにWindows環境を構築し、市場で最も多機能な3Dスキャン・処理ソフトウェアの1つであるArtec Studioを問題なくインストールすることができます。Artec Studioは、業界のプロが必要とする高度な機能を備えたオールインワンのスキャンと3Dデータ処理ソフトウェアです。Artec Studioでは、機械的形状と自由形状の両方を扱うことができ、CADプリミティブを素早く直感的に3Dモデルに適合させることができます。また、プロセス中のアクションを簡単かつ迅速にする無数の微妙なUX機能があります。他のソフトウェアで使用するために、様々なフォーマットでファイルを保存したり、エクスポートしたりすることができます。例えば、STEPファイルをSOLIDWORKSに直接エクスポートしたり、Design XやGeomagic for SOLIDWORKSで使用可能な複雑なメッシュを作成したりすることができます。
Artec StudioのMetrology Kitプラグインは、Artec環境に計測のためのフォトグラメトリ機能を追加します。完全に統合された1つのワークフローで、画像をインポートしてOBC点群を生成し、それらを測定関連のアプリケーションで使用したり、大きなオブジェクトやシーンを3Dスキャンするための参照データとして使用したりすることができます。フォトテクスチャー機能では、CGIフォトグラメトリーの機能も備えています。高解像度で幾何学的に正確なスキャンデータを、カメラの高解像度画像と組み合わせて、CGI、VR/AR、アニメーションで使用するための魅力的なフルカラー、写真のようにリアルな3Dモデルを作成することができます。Artec Studioは、最大5億ポリゴンのデータセットを扱うことができるので、大きなオブジェクトを高解像度で扱うことも難しくはありません。スキャンしたデータは、オートパイロットで素早く処理することもできますし、手動プリセットを使ってより細かく制御することもできます。
自分に合った解決策を見つけましょう
結局のところ、どのソリューションを選ぶかは、技術的なニーズ、リソース、専門知識のレベルに依存します。無料と有料のオプションがあり、クリエイティブなアーティストやエンジニアなど、業界のニーズに合わせてさまざまなソリューションから選ぶことができます。
