【Grasshopper_63】S社の某車種のフロントグリルを再現してみた

量産車の中では、かなり特徴的で、いかにも幾何学模様を意識したかのようなデザインですね。ブログで取り上げるネタも徐々に落ち着いてきたので、今後は自動車メーカー各社のデザイン再現も取り入れていきたいと思います。

S社の某車種のグリルパターンに関して、実際にどのような手段でモデリングしたのかはわかりませんが、たとえGrasshopperのようなアルゴリズムエディターを使うにしても、これだけで完結させるのは難しく、ディテールについては手作業で修正が必要になるかなと思います。

今回は、Grasshopperで作成可能な範囲で、その作り方をご紹介いたします｡

Step.1 投影先のサーフェスを用意する

・まずは3Dサーフェスを用意します。お試しであれば平面サーフェスでも可。

Step.2 パターンを配置する範囲を決める

・今回は、XZ平面上にパターンを配置する範囲を求めます。

・Bounding Boxコンポーネントを使って大きさを割り出し、Scaleコンポーネントを使って拡大します。大きめに作って、必要な個所だけ抜き出すという考え方です。こうしておけば、造形変更によって形が少し大きめに変わっても対応可能です。大は小を兼ねるみたいな感じですね。

Step.3 六角形を作る

・作成した枠の中に六角形を敷き詰めます。

・六角形には向きが2つあり、真上が角の状態と平行線の状態です。それらはサーフェスのUV軸の向きで切り替わるので、Adjust UVコンポーネントを使って、真上が平行線の状態にします。

・六角形のうち、外周部にある欠けた状態のものは除外しますので、Explodeコンポーネントを使って辺を分解し、6本かどうかをEqualityコンポーネントを使って判別し、完全な六角形のみ取り出します。

Step.4 二つのノードに分ける

・Step.3で作った六角形を縦方向の列ごとで見ると位置が2通りあります。この後の工程を考えると、分けた方がやりやすいかなと判断しましたので、上の図のように、縦列ごとに交互になるよう分離します。それぞれ判別しやすいようにDiamond_A、Diamond_Bという名前にしておきます。

Step.5 実際に投影する六角形を取り出す

・実際に投影させる六角形を取り出します。

・Rhino上でポリラインカーブを使ってXZ平面上に閉曲線を作り、Grasshopperに取り込み後、Point in Curveコンポーネントを使って中心点の内外判定を行い、分離します。

・投影先の3Dサーフェスの縁よりも内側にある部分を指定するようにします。

Step.6 縦列の六角形の倍率を求める

・縦列ごとの、上下方向の倍率を求めます。数値としては最小、2番目、3番目、最大の4種類を使って、縦列ごとにパスが分かれるように数列を作ります。

・上の図で試しにスケールをかけた状態を表示しています。実際のスケール処理はさらに後工程で行います。

・Diamond_A、Diamond_Bそれぞれに設定を行います。

Step.7 パスをまとめる

・次に、左右方向のスケール値を求める工程に移りますが、Diamond_AとDiamond_Bに分かれた状態だとやりずらいので、一つのノードにまとめます。

・それぞれ交互になる状態を維持しながら一つのノードにまとめたいので、上の図のようにパスの記号を加工してからMergeコンポーネントを使います。

・Step.4で求めた六角形のデータと、Step.6で求めた倍率値の両方に行います。

Step.8 横方向の倍率を求める

・次に、左右方向の倍率を求めます。

・上の図で試しにスケールをかけた状態を表示しています。実際のスケール処理はさらに後工程で行います。

Step.9 スケール処理を行う

・これまでに求めた、縦列の六角形の倍率と横方向の倍率を比較して、小さい方を取り出す方法を考えます｡

・Minimumコンポーネントを使うことで数値を比較して、小さい方を取り出すことができます。

・その数値を使って、実際にスケールダウンさせると上の図のようになります。

Step.10 フィレット作業を行う

・六角形の角をつぶして丸みをつける作業はフィレットで行います。

・フィレットの数値を、グリルの中心から外側に向かって徐々に大きくしていきたいので、全体を囲む閉曲線をRhino上で作ってからGrasshopperに取り込み、各六角形の中心点から取り込んだ曲線までの最短距離を求め、Remapコンポーネントを使って実際の角Rのレンジに変換してからフィレット化します。

Step.11 マッピング元のサーフェスを作る

・次に、これまでに作った六角形は縦横に整然と並んだ状態なので、これをマッピングを使ってゆがませる工程にうつります。

・まずは、Rhino画面に戻り、上の図のようにマッピング元のサーフェスをXZ平面上に作ります。

・これまでに作った六角形がぎりぎり入るぐらいの大きさでOKです。

・注意点としては、サーフェスは4辺確保する必要があります。上の図では、底辺はフィレットを2か所に付けて1本の曲線にしています。

Step.12 マッピング先のサーフェスを作る

・次に、マッピング先のサーフェスを同じくXZ平面上に作ります。後で制御点を移動させて調整するので、まずはざっくりとした形でOKです。

・こちらも注意点としては、サーフェスは4辺確保する必要があります。

Step.13 サーフェスのリビルドを行う

・Step.12で作成したマッピング先のサーフェスの制御点を移動させて修正させやすいように、サーフェスをリビルドして数を減らします。

Step.14 マッピングを行う

・Step.11とStep.13で作成したサーフェスをGrasshopperに取り込み、Map to Surfaceコンポーネントにつないでマッピングを行います。

・六角形の形を調整する場合、サーフェスを選択した状態でF10キーを押して制御点を表示させ、マウスで位置を動かします。移動はガムボールを使うことをお勧めします。

・左右対称に横方向に移動させるときは赤色の□を操作、上下に移動は緑矢印をクリックして操作します。

・上の図は制御点移動後のサーフェスを上にコピーした状態です。

Step.15 3D加工する

・Step.14で求めた、ゆがませた六角形を3Dサーフェスに投影します。

・今回は、穴の底面として、10mmオフセットさせた面を使用します。それぞれに六角形を投影し、Surf Splitコンポーネントを使って分割し、必要な個所を取り出します。

・穴の側面はLoftコンポーネントを使って面を張ります。面がねじれる場合は投影した六角形の曲線の向きが、投影によって部分的に反転してしまいますので、それを回避するために、Flip Curveコンポーネントを使って、投影後の曲線の向きを投影前の向きに合わせる必要があります。

Step.16 完成

・最後に、作成したデータを一つにまとめて色をつけたら完成です！