Blenderで剛体（rigid body）の落下、衝突のシミュレーション

前準備

Blenderのインストール

• WindowsでのBlenderのインストール: 別ページで説明
• UbuntuでのBlenderのインストール: 別ページで説明

メニューの日本語化を行っておいた方が使いやすい。Blender 4では「編集」→「設定」→「インターフェース」→「翻訳」で言語設定が可能である。

Blenderの基本操作のまとめ

【サイト内の関連ページ】

• Blenderの基本操作（立体の新規作成と配置の調整、立体の操作、カメラ視野の調整、レンダリング、マテリアル、元に戻す、やり直す）: 別ページで説明
• Blenderの種々の操作と設定: 別ページで説明

剛体シミュレーションの例

剛体シミュレーションは，重力による落下や衝突など，物理法則に従った物体の動きをコンピュータで再現する技術である．剛体とは，外力が加わっても形状が変化しない理想的な物体のことを指す．Blenderでは物理演算エンジンを使用して，物理現象をアニメーションとして作成することができる．

演習（１）

次の手順で，Blenderを用いて剛体シミュレーションを行う．

1. Blenderファイルをダウンロードする．

   次のリンクをクリックし，ファイルを手元のパソコンに保存する．

   c6.blend

2. ダウンロードが終わったら，そのファイルをBlenderで開く．

   

3. 下側のアニメーションウインドウを大きくしておく．

   

4. シミュレーションとアニメーション再生を行うために，スペースキーを押す（Alt + Aでも実行できる）．

   剛体シミュレーションが開始される．

   

5. シミュレーションとアニメーション再生を一時停止するために，もう一度スペースキーを押す．
6. 一時停止した後，下図のボタンをクリックして先頭のフレームにジャンプする．

   

7. アニメーションは一時停止し，先頭のフレームになっている．

   一時停止しているときは，オブジェクトの移動を行うことができる．

   シーン内の球のオブジェクトを移動する．移動は次の手順で行うことができる．

   まず，シーン内の球のオブジェクトを左クリックする．球のオブジェクトが選択された状態になる．

   

   「移動」をクリックする．

   

   マウス操作により，球のオブジェクトを移動することができる．

   

   球の位置が確認できない場合は，マウスの中ボタンを押しながらマウスを動かすことで，視点全体を回転させることができる．角度を変えながら配置を確認する．

   

   スペースキーを押し，シミュレーションとアニメーション再生を実行して結果を確認する．最初の球の位置を高くするほど，衝突したときのオブジェクトの移動量が大きくなる．

   

剛体シミュレーションの制作

ここでは，Blenderにおいて空のシーンから開始し，オブジェクトの配置を行いながら剛体シミュレーションの設定を行う．

剛体シミュレーションの作成とプレビュー

次の手順により，立方体と平面を配置し，剛体シミュレーションを行うことができる．

1. 新規にBlenderを起動する．
2. 起動時に立方体（Cube）のオブジェクトが配置されている．これをそのまま使用する．

   立方体（Cube）のオブジェクトは削除しない．

   

3. 平面（Plane）のオブジェクトを追加する．

   

   

4. 追加した平面（Plane）のオブジェクトを拡大する．

   平面のオブジェクトを選択し，拡大縮小ツールを使用する．

   

   平面を大きくする．

   

5. 追加した平面（Plane）のオブジェクトを移動して，立方体（Cube）のオブジェクトの下に位置するように配置する．

   平面のオブジェクトを選択し，移動モードにする．

   

   平面が立方体の下になるように移動する．

   

   マウスの中ボタンを押しながらマウスを動かすことで，視点全体を回転させることができる．角度を変えながら，オブジェクトの配置を確認する．

   

6. 剛体シミュレーションの設定
   1. 立方体（Cube）のオブジェクトを選択する．

      マウスの左クリックで選択する．

      

   2. プロパティの画面で「物理演算プロパティ」のボタンをクリックする．

      

   3. 立方体（Cube）のオブジェクトについて，剛体シミュレーションの設定を行う．

      「リジッドボディ」をクリックする．

      

   4. 次に，平面（Plane）のオブジェクトを選択する．

      マウスの左クリックで選択する．

      

   5. プロパティの画面で「物理演算プロパティ」のボタンをクリックする．

      

   6. 平面（Plane）のオブジェクトについても，剛体シミュレーションの設定を行う．

      「リジッドボディ」をクリックする．

      

   7. 平面（Plane）のオブジェクトは落下させないため，「タイプ」において「アクティブ」を「パッシブ」に変更する．

      

7. 剛体シミュレーションとアニメーションを実行するために，スペースキーを押す．

   

8. シミュレーションとアニメーション再生を一時停止するために，スペースキーを押す．

   

カメラ視野の調整

表示を確認しやすくするために，カメラ視野の調整を行う．

1. 最初に，スペースキーによりアニメーションを一時停止する．

   一時停止した後，下図のボタンをクリックして先頭のフレームにジャンプする．

   

2. カメラをビューにロックする．

   サイドバーで設定する．サイドバーの表示は，3DビューポートでNキーを押すことで切り替えられる．「ビュー」のタブで「カメラをビューにロック」をチェックする．

   設定が完了したら，再度Nキーを押してサイドバーを閉じる．

   

3. 3Dビューポートのビューを，カメラ視野に変更する．

   カメラ視野と作業視野の切り替えは，メニューの「ビュー」→「カメラ」から行うことができる．ナビゲーションコントロールからも実行できる．テンキーの0，またはNumpad 0キーでも切り替えることができる．

   

4. これにより，カメラ視野を動かすと，同時にカメラも動くようになる．

   カメラ視野の平行移動：Shiftキーとマウスの中ボタンを押しながらマウスを動かす．

   カメラ視野の回転（原点を基準）：マウスの中ボタンを押しながらマウスを動かす．

   

演習

1. スペースキーにより，アニメーションを一時停止する．
2. 一時停止した後，下図のボタンをクリックして先頭のフレームにジャンプする．

   

3. 立方体（Cube）のオブジェクトを上方に移動する．

   

4. 剛体シミュレーションとアニメーションを実行するために，スペースキーを押す．

   このように，オブジェクトの位置を変化させることにより，アニメーションの結果が変化する．

   

演習

1. スペースキーにより，アニメーションを一時停止する．
2. 一時停止した後，下図のボタンをクリックして先頭のフレームにジャンプする．

   

3. 立方体（Cube）のオブジェクトを回転する．

   

4. 剛体シミュレーションとアニメーションを実行するために，スペースキーを押す．

   回転前と比較して，アニメーションの結果が変化する．

   

演習

次の手順でアニメーションをレンダリングする．「アニメーションのレンダリング」とは，一連の複数のフレームを一括でレンダリングすることである．

1. スペースキーにより，アニメーションを一時停止する．
2. 一時停止した後，下図のボタンをクリックして先頭のフレームにジャンプする．

   

3. アニメーションのレンダリング（複数フレームの一括レンダリング）を実行する．

   Ctrl + F12キーを押すか，「レンダー」メニューから「アニメーションをレンダリング」を選択することにより実行できる．

   

4. レンダリングが開始されるので，画面を確認し，終了を待つ．

   

5. レンダリングが終了したら，確認のため再生する．

   Ctrl + F11キーを押すか，「レンダー」メニューの「レンダー画像/アニメーションを再生」を選択することにより実行できる．

   別ウインドウが開き，再生が開始される．