【Grasshopper_86】某動画投稿サイトに投稿されていた、sub-D形状の変形方法を再現してみました

今月は、2年ほど前にYoutubeに投稿されていた、subD形状を変形させる仕組みを簡易再現する方法を紹介します。

元ネタのYoutube動画のリンクを貼っておきます。

Grasshopperのノード自体は公開されていないため、詳細な部分までは再現できていませんが、基本的な考え方は同じかなと思います。

必要なプラグインは、LunchBoxとWeaverbirdです。

Step.1　XZ平面上に六角形を配置する

・XZ平面上に四角形を作り、その中にLunchBoxプラグインに入っているHexagon Cellsコンポーネントを使って六角形を敷き詰めます。

・縦方向の個数(今回のケースではV方向の数)は奇数個のほうが形が綺麗になります。

・tパラメーターは-1から0.5ぐらいの範囲で動かします。

Step.2　純粋な六角形を取り出す

・外周部の半欠け六角形を省くため、Explodeコンポーネントにつないで辺を分解し、6本かどうかを判定し、Cull Patternコンポーネントにつないで純粋な六角形のみ選別します。

Step.3　六角形を縦列ごとに階層分けする

・後の工程のことを考えて、一つの階層になっている六角形を、縦列ごとに階層分けをします。

・手順

①Areaコンポーネントにつないですべての六角形の中心点を求める

②求めた中心点の、X座標値を取り出し、その数値で六角形の順番をソートする

③X座標値は整数値のみ使いたいので小数点の左と右で分離して左側(整数部分)のみ取り出す

④Create SetsとEqualsコンポーネントを組み合わせて階層分けするためのTrueとFalseに変換する

⑤Cull Patternコンポーネントにつないで階層分けを実行する

Step.4　Z方向で順番を揃える

・Step.3の状態だと、Z方向に順番が揃っていないため、先ほどと同じくAreaとDeconstructコンポーネントを使って六角形の中心点のZ座標値を取り出し、ソートします。

・List Itemコンポーネントにつないで、一番下の六角形が選択されたらOKです。

・ひとまず、六角形の前半部分は完了です。Hex_Crv_Aと名前をつけて、次に進みます。

・ここまでの状態で、Hexagon Cellsコンポーネントのtパラメーターをマイナス側にすると、上の画像のように隣り合う六角形が干渉してしまうので、これを解消する仕組みを次の手順から作っていきます。

Step.5　左右の三角部分のカット

・まずは左右の小さな三角形部分を除去するため、六角形を辺に分解し、三角部分に相当する4本をそれぞれ交点を求めてカットし、再び結合します。上の図の緑色の状態です。

Step.6　上下の相関部分のカット

・次に、上の画像のように上下隣同志の相関部分をカットして、くの字の左右ペアを作っていきます。

・作業のしやすさを考えて、六角形の一番上と一番下の行はCull indexコンポーネントの0と-1指定で外しています。

・隣同志の六角形はShift Listコンポーネントの1と-1で指定し、それぞれ相関をとってカットすると上の画像のようになります。(Shift ListコンポーネントのwはいずれもFalseです)

Step.7　六角形にまとめる

・最後に上の端点間、下の端点間をLineでつなぎ、結合して六角形の閉曲線にします。この六角形をHex_Crv_Bという名前にします。

・階層を合わせるため、最後にShift Pathコンポーネントにつないでいます。

・黄色のパネルに表示されている階層になればOKです。

Step.8　切り替えスイッチを作る

・Step.4で作成したHex_Crv_Aの方も、数と階層を合わせるため、Cull Indexコンポーネントの0と-1指定で一番上と一番下の六角形を削除し、Shift PathコンポーネントにつないでHex_Crv_Bと条件をそろえてからStream Filterコンポーネントにつなぎます。

・Stream Filterコンポーネントは、簡単にいうと切り替えスイッチの役割を果たします。0か1(もしくはTrueかFalse)をG入力につなぐと、それに応じて0と1の入力データが切り替わります。電車の線路のポイント切り替えみたいな感じですね。

・今回は、Hexagon Cellsコンポーネントのt入力値がプラスかマイナスでHex_Crv_AとHex_Crv_Bを切り替えるので、t入力をLarger Thanコンポーネントにつないで0以上か否かを判定し、TrueもしくはFalseの値で切り替えるようにしました。

Step.9　奥側の六角形を作る

・六角形の内側部分をScale NUコンポーネントにつないで作り、Y方向に移動させます。

Step.10　subD化して完成させる

・一番最後の工程です。ここが一番の肝になります。

・まずはStep.8で作成した、切り替え後の六角形とStep.9で作成した、スケールダウンさせた六角形の間にLoftコンポーネントにつないでNurbsサーフェス化します。六角形はポリカーブになっているので、Explodeコンポーネントにつないで辺に分解してからLoftにつなぐときれいに折れた状態のサーフェスになります。Loft Optionはストレートを選んでいますが、他の設定でもほぼ同じです。

・その後ろで、Simple Meshコンポーネントにつないでメッシュに変換します。なるべく単純なメッシュにすると形がきれいになりますので、Simple Mesh以外は使わないほうがいいです。

・その後ろに、バラバラ状態のメッシュを結合してウェルド作業をさせるため、WeaverBirdプラグインに含まれているJoin Meshes and Weldコンポーネントにつなぎます。W入力はTrueに設定します。

・その後ろで、SubD from MeshコンポーネントにつないでsubDサーフェスに変換します。I入力はTrueです。これにより、SubD特有のヌメヌメした形になります。

・最後に、Mesh from SubDにつないでメッシュに戻します。D入力はメッシュの密度に関するパラメーターで、お好みで設定します。最後のメッシュ化は特に必須ではありませんが、トップ画像のように網目の構成カーブを表示させたいときはメッシュ化が必要ですね。

以上で完成です。アニメーションまでは作っていないので画像のみとなりますが、スライダーで設定したパラメータをいじると形がぐりぐり変化します。

・横10、縦15、t値0.01、Scale-X0.73、Scale-Y0.41、Z移動量22

・横10、縦15、t値0.472、Scale-X0.73、Scale-Y0.24、Z移動量22

・横10、縦15、t値0.039、Scale-X0.24、Scale-Y0.24、Z移動量22

・横10、縦15、t値-1.000、Scale-X0.35、Scale-Y0.24、Z移動量40