デジタル メディア デザイン論
CAD・3D グラフィックスによるデジタルコンテンツの制作

太田明

仁

成果の制作プロセスや開発意義について述べる。

はじめにこれによりデザイナーによる CAD・3D グラフィッ
クス制作について、幅広く理解していただければ幸いで「3D①グラフィックスを描く」と聞くと、高価なコある。

ンピュータを使い、エンジニアが複雑なプログラムやテクニックを駆使している情景をイメージしがちである。

3D グラフィックスの制作

高等数学やコンピュータ システムの専門知識が必要とされると考え、それらを理解しないとコンピュータが使えないと思い込んでいる人も多い。
CAD②や 3Dグラフィックス制作では、実際にコンピュータが活躍すると言っても、中心となるのは作品制作者（デザイナー）である。
デザイナーがシステム エンジニアになる必要が少な
い現状において、ある程度コンピュータを使いこなせば、それほど専門知識は必要ではない。

―パソコンによる 3D グラフィックスについて
CAD や 3D グラフィックスソフトを使用して作品を作る…。
数年前は 3D グラフィックスと言えば、高価なコンピュータ（パソコンより上位機種）が必要とされたし、それが無いと制作出来ないと考えられていた。
現在ではプロフェッショナルも Windows や Macintoshのパソコンを使い活躍している。

これほどコンピュータが発達し、ありとあらゆる分野

これは、パソコンが近年かなり発達し、ローコストのに使われる様になり、ごくあたり前の存在となった時代

ソフトウェアを使っても、高画質の 3D グラフィックスであるこそ、「誰にでも出来る道具」として考えたい。

が描ける様になった事と、ソフト自体の機能も進化した

今後もコンピュータが普及する中、CAD や 3D グラと言える。

フィックスによるデザイン展開の必要性が一層増して来この事が、使用するハードとソフトの「健全な両立」がる。

要因となっていると考えられる。

そこで、以上の現状を踏まえ、実際の教育現場（筆者又、パソコンによるデジタルデータの受け渡しが円滑担当のデザイン演習等）で多数のデジタル コンテンツである事が、インターネットの普及により、需要がかつを作り上げた。てないほど増えている事も見逃せない。そして、デザイ

今回は、CADからマルチメディア③プレゼンテーションまでの主に 3Dグラフィックスを多用したデザイン作品である。
その中から代表的な作品を数点上げながら、教育研究ナーがパソコンで作成したデータは、各種メディアでの使用に適している。
それは、高画質印刷は勿論、ビデオ出力等の多種多様なデジタル メディアにも簡単（最小限の設備と技術は必要だが）に使用する事が出来る。又、パソコンを使っ④てインタラクティブ なプレゼンテーションも可能である。
（大阪芸術大学紀要 17 号 127 ページ参照）

上（脳内）でその｢もの｣が見えて来る｡しかし､これにはいつも各個人の｢感覚的｣な問題がついてまわる｡
これに対して､ 3D グラフィックス専用ソフトを使っこれらの事が、パソコン使用の最大の魅力と言っても過言ではない。て行う作業では、巾、奥行は勿論高さを含めた各形態オブジェクトを同時にコンピュータ上（仮想の世界）に構築し、色や素材（材料）等を設定する。そして、光線（人―3D グラフィックス制作ソフトについて工光、自然光）を照射し、それらをカメラ（又はムービ

教育研究プロジェクトで使用した 3D グラフィックス用ソフトウェアは、プロフェッショナル指向のツールである。

ーカメラ）で撮影する。その後、レンダリングして画像が完成する訳である。
各工程では、色々なテクニックを発揮する事が出来る。

⑤

このソフトウェアは、モデリング・レンダリング か例えば、撮影用カメラのポジションや角度を自由に変えらデジタル アニメーション制作まで必要な機能が完備る事が出来る。又、画像の表現方法（レンダリング手法した統合型（多機能型）と言われるものである。

等）や、表示画面の大きさや画質のレベルも、その都度その両極をなすソフトウェアを分散型と言う。

設定出来る。そして、非常に高度な表現技術が要求され分散型ソフトは、ひとつの機能だけ向上させたもので、る材料の表現、特に金属の光沢や写り込み、ガラス等の仕上げ等を他のソフトにまかせる事が多いものである。

透明表現も入力オブジェクトの属性を設定するだけで良研究で使用した統合型ソフトウェアは、高度なレンダリング機能が備っている。又、非常に軽快な仕上がりを見せる。
取り扱い方法は、一部の特徴ある機能を除けば、他の同種類ソフトと違和感はほとんど無い。どちらかと言うと、本格的 3D グラフィックス制作向きで、高画質レンダリングには定評がある。
…「3D グラフィックス制作は非常に奥が深く難しいと言われる。
」
通常、CAD（主に 2D ドロー）ソフトで立体及び空間を表現する場合、従来手作業で行っていた設計作業を仮想の紙上を想定して、そこに製図作業を行う訳だが、大抵一方向から見た図面を最初に描く事になる。
CAD ソフトでは、通常 3 面図（平面図・立面図（正・側面図））に表現し、客観的にその形態の大きさ等を把握していかなければならない。
立体物をデザインする場合、普通 6 面（上下左右前後）程度が必要になって来るので、背面図等も描かなければならない。
…「これらの事を意識して作業を行うと、かなりの努力と時間が必要になってくる。
」
仮に、デザイナーが立体感覚等に優れていれば、想像い。
もし、デザイナーが気に入らなければ、即座に作り直す事も出来る。そして、具体的な 3 次元化は、コンピュータが計算してシミュレーションしてくれる。
例として、オブジェクトのカラー属性を変え、インテリアのカラーデザインを行ってみた｡ （図－1）

しかし、コンピュータは、設定された通り計算し表現するので、デザイナーの造型・色彩・撮影等の総合的な技術とデザイン能力（センス）が必要である。

次に、プリミティブ形態の他にもモデリングする方法があるので、2 種類の代表的な手法を説明する。
1）Extrude は、1 枚の同形の紙（厚みを想定して）を何枚も積み重ねて立体を作る方法である。

―3D グラフィックス制作工程について
次に 3D グラフィックス制作工程について各作業ごとに詳しく述べる事にする。
1）設計

2）Lathe は、1 面を水平方向（中心軸がある）に回わして球体を作る方法
等がある。
この様にして、作成した形態オブジェクトを WORLD

2）コンピュータに形態オブジェクト入力（仮想空間）に配置して、その他の必要な機能を付け加3）オブジェクト配置える。そして、配置されたそれぞれの「形」に材質・色〈モデリング作業〉……形態を作る。
4）材質や色彩等の属性を設定

彩等の質感を与えたり、透明性や反射率等の光線による属性を決める。…ATTRBUTE

5）光源（ライティング）を設定

次に、日常で経験している各種光源を配置する。

6）静止画イラストレーション(完成予想図)作成

その光源は、大きく 2 種類ある。

〈レンダリング作業〉……画像を作る。
7）アニメーション設定
8）完成予想ムービー（アニメーション）作成〈レンダリング作業〉……映像を作る。

1）太陽と同じ平行光線（自然光）Distant Light である。～建築や環境デザインに使える。
2）Spot Light 等の室内灯（人工光）における光源～室内デザイン等に使える。
作ろうとする 3D グラフィックスに合わせながら、さら代表的な作業は以上であるが、勿論これらの工程に移に属性を設定する。…LIGHTINGる前にはｏデザインコンセプトのイメージ化～アイデアを出したり構想を練る。
ｏアイデアスケッチ（エスキース）を描く。
～デザインイメージを「形」にする。
ｏエスキースモデルを作成する。等の作業が必要にな

レンダリング作業

RENDERING

全てのオブジェクトの属性設定が終了後、次に完成予想のためにレンダリングを行う。
レンダリングには制作作業画面をそのまま仕上げる方
法と、仮想に配置された空間（WORLD）にカメラを配置して、撮影した情景を完成予想する方法がある。ってくる。

これを描こうとする 3D グラフィックスの種類によっモデリング作業

MODELING

通常、3D グラフィックス制作ソフトには、何種類かの基本形態オブジェクト（プリミティブ）が用意されている。て使い分けるのである。
前者は立体デザインに、後者は空間デザインにそれぞれ向く。
（図－2）
レンダリングには、短時間で完成させる Shading から、デザイナーは、それらを色々変形（拡大、縮小等）しより高画質な画像が得られる Raytracing（作画時間が長たり、それぞれを組み合わせて「形」を作る事になる。

い）等数種類有り、これらも上手に使い分けなければな

しかし、中には表現しにくい様な複雑な形もあるが、どらない。の様な形態も単純な形が集まって構成されているので、部品化されたプリミティブオブジェクトを組み合わせて表現すれば、大抵の形態は表現出来る訳である。

アニメーション作業

ANlMATION

アニメーションとは、画像を連続的に素早く見せる事により、眼の中で起る残像現象を利用して、ものが動いによりコマ飛びや表示が遅くなったりするので、コンピている様に見せる技法である。

ュータのパフォーマンスが、制作時と同様に大きく影響

従来のアニメーションで使用されている「セル画」は、1 枚ごとに手で描かれたものである。
通常、スムーズな動きを得るためには、1 秒につき 24コマ以上が必要とされる。
3Dグラフィックスソフトは、静止画PICT⑥制作もさる事ながら、デジタルアニメーション（ムービー）作成にその最大の真価を発揮する。
コンピュータによるアニメーション制作は、手描き（セする訳である。
したがって、それらの解決策としてバランス良く画質を落して（圧縮作業）制作したり、フレーム数自体(コマ数等)を減らして、少ない画数ではあるがアニメーションの動きを滑らかにする方法等がある。
この様に、3D グラフィックスによるアニメーション制作には、「時間とコンピュータ能力」との関係が重要なポイントとなる。

ル画）の様に 1 枚ごとに描く必要は無く、入力したオブジェクトの位置座標を設定してやるだけで（その他に細教育研究成果作品やかな設定は必要であるが）パースペクティブも表現しながら何枚でも（メモリ容量内）描いてくれる。
単純な動きのもの、例えばオブジェクトの上下運動や回転等は、キーフレームを設定するだけで、コンピュータが自動的に作ってくれる。この他にもコンピュータにまかせられるアニメーション機能があるので、作業上か―3D グラフィックス作品について
次に、教育現場（担当授業）で作り上げた作品について述べる事にする。
代表的なものとして下記のアイテムの作品を特に選んだ。

なり便利である。しかし、正確なアニメーションを制作

1）静止画イラストレーション（2 年次制作）する場合は、的確なキーフレームの位置合わせや画面の2）デジタルムービーフレーム数の設定を修得しなければならない。

3）インタラクティブ及びデジタルプレゼンテーショ

3D グラフィックスソフトは、映像編集ソフトを使用しなくても、ある程度ではあるがエフェクト（視覚効果）（3 年次制作）ン（3・4 年次制作）
4）デジタル コンセプト ムービー（4 年次制作）も付け加える事も出来る。
以上述べた事を把握し、その技術を駆使すれば、ウォークスルー（歩行状態）は勿論の事、フライスルー（空以上
どのジャンルも作品数が多いので、ここでは 98 年度制作のものを主に数点選んだ。

中浮遊状態）での撮影（仮想であるが）も可能である。
3D アニメーションを制作する場合、留意しなければならないのは、設計時間もさる事ながら、その計算処理のための時間と記憶メモリ（ハードディスク、RAM 等）容量である。
簡単なアニメーションでも数百枚以上の画像レンダリングをしなければならないので、完成まで数日かかる場合や、容量がギガバイト（フロッピーディスク 1000 枚以上相当）を越える事も生じて来る。

1）静止画イラストレーション
この DIGITAL GEAR プロジェクトは、筆者担当の整図（2 年生次半期）での成果をまとめたものである。
3 課題の内、1 成果として小型ゲーム機の立体デザインを行った。
（図－2 A 上段）
テーマは、具体的な工業製品をデザインし、その完成予想図を表現する事である。
この様な 1／1 スケールの立体デザインは、3D グラ

しかし、これらの問題をうまく解決したとして、現実フィックスの初心者にとって扱いやすいテーマである。

的には制作時間よりも映像表示時に問題が起る事が多い。

それは、作図作業において形態の大きさや素材が完成予

それは、時間をかけた高画質映像は、メモリ容量の増大想しやすく、立体把握も容易で形態オブジェクト数も少サウンドも加えている。作品は、ワンウェイ方式であるないからである。
モデリング方法は、先程述べた様にプリミティブ形態が、コンピュータ（モニター）上は勿論、ビデオ出力やや部品形態を組み合わせて構成したものである。そして、

CD－ROM デジタルコンテンツ化も積極的に行っている。

仕上げた（構成した）オブジェクトに光線を照射し、カ次に、映像編集ソフトで視覚効果（エフェクト）や他メラアングル等を設定した後、レンダリングを行った。の画像、映像をミックスして制作したコンセプト デジ

レンダリングには、主に Raytracing を指定した。このレタルムービーを紹介する。
（図－4 A）

ンダリング方法で、立体物の反射や写り込み等が表現さデザインコンセプトを映像作品として表現したもので、れ、質の高い 3D グラフィックス静止画イラストレーシ

テーマはコンピュータショウの企業パビリオンである。

ョンが得られた。

先程、紹介した設計空間の完成予想主体のものと異な静止画を制作した後、可能なかぎりアメニーション化を試みた。って、映像テクニックを生かした空間イメージを表現した作品である。

それは、回転運動を加えた程度のものだが、ムービー次の作品は、ワンウェイ方式であるが、オーサリング化を行えば、正面や側面は勿論、背面等のデザインも表ツールを使用してコンセプトにマッチした魅力あるイン示出来るので、プレゼンテーションに便利である。

ターフェースや説明コピー等を付加した作品を紹介する。

この他にも、ROM ゲームソフトを装着するシーンや液晶画面に、他の演習で作成した画像・映像をはめ込んだものも制作した。

（図－4 B）
この作品は、インターフェース上に表示する静止画イラストレーションでリアリティに完成予想が出来る。詳
しくは大阪芸術大学紀要「藝術 21 号」デジタルメディア
デザイン論 P163 をご参照願いたい。

2）デジタルムービー
これから紹介する作品は、筆者担当のデザイン演習でこの様に 3D グラフィックスソフトで作画した画像・の成果をまとめたもので、プロジェクト名は DIGITAL

ムービーをそのままでも十分使用出来るが、各編集ソフSPACE である。

トやオーサリングツールを使用すれば、視覚的に非常にここでは、視覚情報デザインコース（現インフォメー明確な作品に上がる訳である。

ション）のコンピュータイラストレーションクラス（以後 CI）の 3 年生次作品を紹介する。

3）インタラクティブメディアによるデジタルコンテンツ

これらの作品は、某コンピュータソフト制作企業の展

ここで紹介する作品は、興味を持った部分やボタンを示ブースやショウルーム等のデザインを行い、3D グラクリックする事で、デザインコンセプトやデザイン情報フィックスソフトを使ってデジタルムービー化したも（インテリアエレメントやカラーコーディネーションのである。紹介する作品は、ウォークスルーやシミュレー等）を得る事が出来るものである。又、ウォークスルーションを多用し、リアリティのあるプレゼンテーションのムービーを多用する事により設計した空間情報を詳しを目指して作られたものである。（図－2 B

く伝える事が出来る。

・図－

3 AB）
空間を表現するための形態オブジェクト数は、立体デザインのそれと比較して格段に多く、そして、アニメーション化しているのでレンダリングにかなりの時間を要した。

98 年度卒業制作で CI ゼミ賞を受賞した作品である。
テーマは、郊外にあるアートギャラリーの設計である。
（図－5 A）
この作品の最大の特徴は、ボタン操作でコンピュータ上での「仮想空間」をウォークスルー出来る事である。

最終的には、デジタルプレゼンテーションを目的とし観客の一人となり、エントランスから入場して行く訳でているので、音楽・映像各編集ソフトを使ってデジタルある。左右前後ボタンが配置されているので、自由に空間内を巡る事が出来る。又、フライスルームービーを生かした全体説明や高画質静止画イラストレーションの表

デザインにおける理論の証明とは作品を「創造」する事である…。
教育研究で制作した 3D グラフィックスのデータの中示も忘れていない。
コンテンツの性格上（インタラクティブメディアであで、特にデジタルムービーの場合、メモリ容量が GB（ギるため）、ビデオ出力は行わず、CD－ROM 化のみ行っガバイト）を超えてしまう事が多い。この様な膨大なデた。

ータを扱うためには、ハードディスクや RAM（メモリ）容量が必要となってくる。しかし、幸運にもこの数年で取り扱えるハードディスク・メモリ容量の増加やパソコ

4）コンセプト

デジタルムービー

この作品は、未来を舞台にしたオリジナルストーリーで、幻想的かつリアリティに表現されたコンセプトデジタルムービーである。
（図－5 B）
軽快なデジタルサウンドと仮想現実空間が織りなす、全編ノンストップのデジタル映像である。
この作品で特筆すべきは、ドラマチックな映像表現は勿論の事、シーンの随所に 3D グラフィックスソフトをン自体の処理能力が、以前の何十倍にも増える一方、価格は下がって来ている。
今や高価なコンピュータが行っていた作業がパソコンでも可能となった。
今後、ハードやソフトの能力が増す事により、デザイナーの想像力や表現力の枠が広げられる。そして、作業効率はさらに向上し、多くの試行錯誤が可能となるため、デザインの質も高める事にもなるであろう。

駆使した立体及び空間表現がダイナミックに表示されて今回の教育研究プロジェクトで制作した CAD 及び 3いるところである。パソコンでは、困難な「霧」等の表D グラフィックス作品は、実際に企画・デザイン・制作現により、遠近感に相乗効果を上げている。

・編集等の作業を経たものである。

尚、この作品は筆者担当ゼミで 98 年度卒業制作デザイン学科賞を受賞した。
先程紹介した作品とはまったくテーマや内容は異なる

最終的には、高画質静止画イラストレーション（完成予想図）は勿論の事、可能なものはアニメーション（デジタル ムービー）化も行った。

が、2・3 年次に修得した技術や立体・空間感覚、デザさらにレベルアップ出来るものは、スタンドアローンインや映像センスを最大限に応用し、洗練された映像表式アプリケーションに加工し、デジタル コンテンツと現に着目したい。

して CD－ROM マスター完成までシミュレーションを行った。

おわりに又、ワンウェイ方式であるがビデオ出力も行い、可能なものは相互・対話式（インタラクティブ）のコンテン

教育研究プロジェクト成果作品の制作は教育現場で行った。
これは、研究が理論的であればあるほど机上での作業をさけなければならないと考えるからである。
「こうすれば出来る」と、いくら理論や技術を習っても、それだけでは何ら役に立たない。
理論は、何事でも実際にやってみて、現場での実験に基づいて証明されてこそ「理論」の意味がある。そして、本来便利であるコンピュータ使用において、高尚な理論やことさら機械に振り回されてはならない。

ツにもした。
勿論、これらの作品は完全でなく、今後出来る限り改善しなければならないと考える。
さらに教育研究し、CAD 及び 3D グラフィックスの可能性を追求したいと考えている。

注①3D（3 Dimension）／コンピュータで疑似的に三次元オブジェクトを作り、計算処理後、完成した三次元画像をモニター画面上に表示するもの。
②CAD（Computer Aided Design）／コンピュータ支援設計シス
テム（設計の全般又は部分をコンピュータに代行させる設計方法。）③マルチメディア（Multimedia）／文字・音楽・視覚効果・グラフィックス等の情報素材をコンピュータで複合し、視覚情報伝達する手法。
④インタラクティブ（Iinteractive）／コンピュータとその使用者が、システムやインターフェースを介して、相互・対話式にやりとりする環境。
⑤レンダリング（Rendering）／3DCG（コンピュータグラフィックス）で最終的に作画する手法をいう。
⑥PICT（PICT file format）／PICT とは Picture の略である。グラフィックスフォーマットの一種である。

参考文献
コンピュータグラフィックのすべて
深川 鳥緒 著
オーム社
マルチメディア デザイン論
飯吉 透・菊江 賢治 著
アスキー出版局
STRATA STUDIO Pro 一目瞭然
木村 菱治 著
BNN
ダイナパース即戦力テクニック
西島 勝 著
グラフィックス社
3D グラフィック入門
山口 修 著
毎日コミュニケーションズ

参考作品○DIGITALGEAR プロジェクト〈図－2 A〉

上段 1須田 義信
上段 2・3 蒔田 俊介
下段 4橋本 整○DIGITALSPACE プロジェクト〈図－1 〉
岩里 昌則〈図－2〈図－3〈図－3〈図－4B〉
A〉
B〉
A〉

松崎橋本細川岩里桂子
整愛子
昌則

ｏデジタルプレゼンテーション

SCEL〈図－4 B〉
田中 あゆみｏインタラクティブプレゼンテーション ギャラリー・ミュー〈図一 5 A〉 井上 学
ｏコンセプト デジタルムービー TWILIGHT〈図－5 B〉
橋本 整