3ds Max×土木セミナー
基礎トレーニング編③

吉田 将宏

オートデスク株式会社
技術営業本部© 2022 Autodesk. All rights reserved.

基礎トレーニング
概要 このセミナーでは、AEC-Cにも含まれているビジュアライゼーション ソフトウェア 3ds Max に関する基礎的な情報や使用方法を概要的に解説
 「どのようなツールなのか？」「土木のプロジェクトではどのようなことに使われるのか？」「どのような手順で作業を行うのか？」「実際の使い方は？」といった疑問点にお答え 使用するバージョンは3ds Max 2023.2（2023でも同じような形で作業可能です。）
注1：本セミナーはハンズオントレーニングではありません

注2：3ds Maxには豊富な機能があり、同じような作品を作るうえでも作業者によって作業方法は様々。今回の内容は、あくまでも数多くある手法の一つであり、他にも色々な作業アプローチがあるという前提で、本セミナーを視聴していただけると幸いです。
注3：是非アンケートにご質問ご要望をご記入ください

基礎トレーニング
概要

荒川調節池工事事務所ホームページで公開されている以下のBIM/CIMデータをダウンロードして使用。
（https://www.ktr.mlit.go.jp/araike/torikumi/i_construction/bimcim.htm）

基礎トレーニング概要目次

 3ds Maxとは 3ds Maxで綺麗なビジュアルを作成しながら、基本的な機能や使用方法、ワークフローなどを解説
 作業全体の流れ

第一回

 基礎トレーニング
 UIの紹介
 初期設定 ファイルの読み込み
 カメラ・ライト マテリアル アニメーション
 レンダリング

第三回

 モデリング第二回

 基本操作https://bim-design.com/infra/online-seminar/3ds-max-basic-01/

3ds Max × 土木セミナー
 3ds Maxとは 基礎トレーニング編

 3ds Maxで綺麗なビジュアルを作成しながら、基本的な機能や使用方法、ワークフローなどを解説

企画中 アニメーション編

 基礎トレーニングでは説明しきれなかった3ds Maxでのアニメーション作成方法を解説

 他ソフトとの連携編

 Civil 3D、Revit、InfraWorksなどのデータを3ds Maxに読み込んでビジュアライズする方法を解説

 モデリング編

 3ds Maxで作成したアニメーション付きの3DデータをInfraWorksに読み込んで、動きがついている状態で表示させる方法を解説

基礎トレーニング
作業全体の流れファイルの読み込み

1.

カメラライトモデリング

ファイルの読み込み
o

2.

3.

作業工程ごとの作品の変化をテストレンダリングしながら確認できるように、シーン上にカメラとライトを配置する。

モデリングo4.

1.で賄えなかった3Dモデルを3ds Maxで作成する。
モデリングは不要な場合もあり。（設計に直接関係ないが環境を表現するために必要なモデル）※作業手順は変更可＆状況に応じて前に戻ったりもする。

レンダリングマテリアルo

地形や建造物など、設計ツールで作成された3Dモデルを読み込む。今回はInfraWorks。

カメラ・ライトの設定
o

マテリアル

アニメー
ション

5.

3Dモデルに色や質感を設定する。また、UVの調整も行う。（テクスチャ画像が3Dにどのような大きさや角度で割り当てられるか）

アニメーション
o

6.

3Dモデルに動きをつける。必要に応じて、3Dモデルにデタッチなどの編集を加える。

レンダリング
oArnoldレンダラーを使用して、画像・映像を書き出す。

マテリアル基礎トレーニングマテリアル

 マテリアルとは、3Dモデルに色や質感を追加する要素である。その物質がどのような色をしているのか、ツルツルしているのかザラザラしているのか、金属か否か、透明か否かなどといった内容を表現する。

基礎トレーニング①マテリアル マテリアルを作成/割り当て
1.

マテリアルを作成するときは、ツールバーからマテリアルエディタを開き、ビューを右クリックからか、マテリアル/マップブラウザから任意のマテリアルをドラッグアンドドロップしてきて作成する。（今回はフィジカルマテリアルを使用）

2.

既にオブジェクトにマテリアルが割り当てられていて、それを流用する場合、ピッカーを有効にして任意のオブジェクトをクリックすることで、マテリアルエディタにそのオブジェクトのマテリアルを表示することができる。

② ④①

3. テクスチャ画像はエクスプローラから直接ドラッグアンドドロップしてマテリアルエディタに表示することができる。
4. マテリアルをオブジェクトに割り当てるときは、任意のオブジェクトを選択し[マテリアルを選択に割り当て]ボタンからか、もしくはドラッグアンドドロップで割り当てる。

③

基礎トレーニングマテリアル

 フィジカルマテリアルの基礎
o ベースカラー• マテリアルの色を設定する• テクスチャ画像を割り当て、画像に応じた模様を設定することもある

グレー

黒

赤草の画像

基礎トレーニングマテリアル

 フィジカルマテリアルの基礎
o 反射の粗さ• 反射の映り込みが、どの程度の粗さかを設定する• 表面がテカテカしているのか、ざらざらしているのかといった表現をする項目• テクスチャを割り当てた場合、画像の暗い部分はテカテカ、明るい部分はざらざらした質感になる

0.0

0.30.6

画像

基礎トレーニングマテリアル

 フィジカルマテリアルの基礎
o メタル• マテリアルが金属か否か• 数値を上げると金属になっていく

1.00.50.0画像

基礎トレーニングマテリアル

 フィジカルマテリアルの基礎
o 透明度• マテリアルを透明にする設定項目

1.0

0.50.0画像https://area.autodesk.jp/event/基礎トレーニングマテリアル

 設定するマテリアルごとにオブジェクトをデタッチ/アタッチするoマテリアルIDで設定するマテリアルを分けることもできるが、今回は分かりやすいように1オブジェクトに対して1マテリアルで作業（樹木に関しては例外でマルチサブオブジェクトマテリアルを使用）

o↓例：水門と階段と手すり

荒川調節池工事事務所ホームページで公開されている以下のBIM/CIMデータをダウンロードして使用。
（https://www.ktr.mlit.go.jp/araike/torikumi/i_construction/bimcim.htm）

基礎トレーニングマテリアル

 設定するマテリアルごとにオブジェクトをデタッチ/アタッチするo

必要があれば、ブール演算などでオブジェクトの特定部分を切り取って使用する

基礎トレーニング
マテリアル UVの調整（UVWマップ）o

UVとはオブジェクト自身が持っている座標で、簡単に言うと、テクスチャをどのような大きさ、位置、角度で3Dに表示させるかを決める座標。

o

UVWマップ モディファイヤでは、簡単な操作でUVを設定することができる。

o

コマンドパネルの修正タブから[モディファイヤリス
ト]＞[UVWマップ]を選択

o[マッピング]項目で、どのように画像を3Dに張り付けるのかを決める。平面では1方向から張り付けるようなイメージ、ボックスでは6方向から張り付けるようなイメージ。

o

長さ、幅、高さで張り付ける大きさを指定する。

基礎トレーニング
マテリアル UVの調整（UVWアンラップ）o

UVWアンラップでは、より詳細なUV表現が可能。

o

例えば特定の画像ファイルの一部分を、オブジェクトの任意の位置に表示させたりすることも可能

https://area.autodesk.jp/column/tutorial/3ds_max_beginner/5-uv/

アニメーション

基礎トレーニング
アニメーション

 アニメーション作業は、3Dモデルやそれに設定しているモディファイヤ、マテリアルなどの様々な設定に対して、動きや動的な変更などを設定する作業を指す
 3ds Maxでのアニメーションの基礎o

3ds Maxでのアニメーション作業は、基本的にタイムスライダを使用したキーフレームアニメーションという方式をとります。

o[オートキー]を有効にした状態で、タイムスライダを任意の位置に移動し、シーンに何かしらのアクションを加えると、そのタイムスライダの位置に自動的にキーフレームが打たれ、キーフレーム間を補完するようなアニメーションが生成されます。

oキーフレームの時間表示はフレームで、デフォルトでは30fps（30フレームで1秒）の設定になっています。

基礎トレーニング
アニメーション

 水門の開閉（上下移動のアニメーション）
1.

作業しやすいように水門の基点の位置を、オブジェクトの中心下に編集する

2. 水門を閉じた状態の位置に移動する
3. オートキーを有効にする
4. 水門が上がり始めるタイミング（1秒（30f））にタイムスライダを合わせてキーを打つ
5. 5秒後（180f）にタイムスライダを合わせ、門の位置を上にあげる

基礎トレーニング
アニメーション

 水流（FFDモディファイヤの各ポイントに移動ア
ニメーション）1.

川のオブジェクトを選択

2. フレーム表示範囲を動画作品の終わりまで伸ばす（今回は8秒（240f））
3. 川のノイズモディファイヤに設定されているアニメーション
キーフレームを一番後ろまで移動する（動画再生中は常に川が揺らいでるようになる）
4. オートキーを有効にする
5. キーを任意の位置に移動させながらFFDモディファイヤを操作して、水流が本流に流れ込んでくるような動きを作る※水流のアニメーションはこのように板ポリゴンを簡易的に変形させるほか、テクスチャをアニメートする場合や、次頁にあるように流体シミュレーションで表現する方法もある。

基礎トレーニング
アニメーション 水流o

ちなみに今回は基礎トレーニングということで、板ポリゴンを変形させるような簡易的な表現で水流を表現したが、3ds Maxには流体シミュレーション機能があり、それを使用すればよりリアルな水の流れを表現することも可能
シミュレーション

レンダリング

基礎トレーニング
アニメーション

 Populate（群衆アニメーション）
1.

作業しやすいように、人を配置する道のみを表示する

2. リボンツールから[Populate]＞[フローを作成]
3. [幅]を調整して、任意の距離のフローを作成する
4. 密度や車線の幅を調整（今回は川沿いなので密度は低め）
5. シミュレーションを行う
6. 人が多い場合は選択して削除
7. 必要に応じて解像度を切り替える※Populateがインストールされていない場合は、初回仕様時にインストールを促すダイアログが表示される場合があります。その場合は指示に従ってインストール作業を行ってください。

基礎トレーニング
アニメーション

 群衆、添景o

ちなみに群衆の静止画表現、アニメーション表現を行う際は、サードパーティ製のプラグインのAnimaやChaos Cosmosなどを使用したり、販売されている3Dモデルを購入して使用することもある。

Chaos Cosmos 使用例

レンダリング基礎トレーニング
レンダリング レンダリングは、3ds Maxのシーン上のライトやカメラ、マテリアルなどの各種設定内容を鑑みたうえで、光や影の計算を行い画像や映像を書き出す作業のことを指す
o Arnoldのレンダリング設定の基本的な操作項目
o ノイズの除去方法
o 夜景のレンダリングo アニメーションのレンダリングの効率化基礎トレーニング
レンダリング 共通設定o 共通設定では出力する画像の大きさや、ファイルの種類などを設定 する

o [時間出力]が[単一]の場合は静止画、[アクティブセグメント]や[範囲]の場合は基本的には動画のための出力設定

o [出力サイズ]では書き出す画像のサイズを設定することができる。[HDTV（ビデオ）]となっているプリセッ
トを[カスタム]に変更すると幅/高さを好きな解像度に指定することができる

o [レンダリング出力]項目では、出力する場所とファイル名、ファイルの拡張子を設定する。静止画の場合はjpg、png、tiff、tgaなどがあり、動画の場合はaviを選択できる。時間出力が動画設定で、静止画の拡張子を指定した場合は、連番の画像ファイルが書き出され、後工程で動画編集ソフトなどで動画として編集することができる

基礎トレーニング
レンダリング ノイズの除去

o [Arnold Renderer]タブで[Camera(AA)]のサンプル値を上げる• Camera(AA)のデフォルト値は3• 3はテスト品質、6で中品質、8で高品質、10以上で超高品質といったイメージ• 本番レンダリング時には10～12くらいにする場合もある• この数値を上げると、画像が綺麗になる反面、レンダリング時間は多くなりますので注意が必要

基礎トレーニング
レンダリング ノイズの除去

o Denoiserを使用することでもノイズを軽減することができる
o [Arnold Renderer]タブの[Imager]項目からAddボタンを押すことでDenoiserを追加することができる
o DenoiserにはGPUを使用するOptixやCPUを使用する
Oidnなどがある

o Denoiserは適用してレンダリングすればそれだけで機能する

o もとの画像がノイズだらけだと、ディノイズ結果ものっぺりとするので、ある程度Camera(AA)のサンプル値を上げたうえで使用するとよい基礎トレーニング
レンダリング ノイズの除去

https://area.autodesk.jp/column/tutorial/manufacturing-viz/06-rendering/基礎トレーニング
レンダリング 夜景のレンダリング

o 夜景のレンダリングでは、屋外照明などをシミュレーションすることができるo 環境光、太陽光のライティングがフィジカルサン＆ス
カイ、サンポジショナの場合は、太陽光の時間を夜の時間に設定すれば夜景となる

o 今回のライティングは環境光にHDRI画像を利用するという手法をとっているので、環境マップのExposureの数値を下げるか、環境マップを使用のチェックを外し、背景を暗めのカラーにすることで、疑似的に夜景を表現することができる
o 夜景や屋内のシーンなど、光が比較的少ないシーンは、日中の屋外のシーンと比べてノイズが乗りやすいので注意基礎トレーニング
レンダリング Before after
Camera02 昼夜比較

基礎トレーニング
レンダリング【おまけ】 アニメーションのレンダリングを効率化させるコツ
oooooooo

動画は複数の静止画から構成されるので、静止画1枚当たりのレンダリング時間は動画全体のレンダリング時間に大きく影響する

例：15秒の動画の場合、30fpsであればレンダリングの枚数は450枚。1枚当たり1分の場合7.5時間。5分の場合は37.5時間。

動画のレンダリング時間を節約したい場合、1枚当たりのレンダリング時間をどれだけ抑えられるかが1つのポイントとなる。

素早くレンダリングする方法としては「プレビューレンダリングを使用する」「スキャンラインを使用する」「動くものだけ別でレンダリングする」などの方法がある
今回は動くものだけ別でレンダリングする手法をご紹介（必要なものだけレンダリングすることで、計算コストを下げる）
画面内の動くもの（今回の場合水流と水門）以外の全てのモデルを選択し、モディファイヤリストから[Arnold properties]を割り当てる

General property項目から[General]＞[Matte]にチェックを入れる

水流、水門のみが他のモデルにマスクされる形でレンダリングされる（アルファ付きの連番画像などで書き出す）

基礎トレーニング
レンダリング【おまけ】 アニメーションのレンダリング
・通常

・水門と川以外をMatteの設定にした結果

基礎トレーニング
レンダリング【おまけ】 アニメーションのレンダリング

基礎トレーニング
レンダリング Before after
Camera01 ファイル読み込み時

基礎トレーニング
レンダリング Before after
Camera01 カメラライト設定後

基礎トレーニング
レンダリング Before after
Camera01 植栽、川、消波ブロックのモデリング後

基礎トレーニング
レンダリング Before after
Camera01 マテリアル設定後（モデリングも一部修正）

基礎トレーニング
レンダリング Before after
Camera01 アニメーション設定後Autodesk and the Autodesk logo are registered trademarks or trademarks of Autodesk, Inc., and/or its subsidiaries and/or affiliates in the USA and/or other countries. All other brand names, product names, or trademarks belong to theirrespective holders. Autodesk reserves the right to alter product and services offerings, and specifications and pricing at any time without notice, and is not responsible for typographical or graphical errors that may appear in this document.
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