3Dモデルをセグメント化する方法：初心者からプロまでを網羅した完全ガイド
3Dモデリングにおいて、セグメンテーションは非常に重要なプロセスです。ゲーム、アニメーション、製品デザインのいずれでアセットを作成する場合でも、より簡単な操作、より良い詳細化、最適化されたワークフローを可能にします。3Dモデリング初心者の方、またはスキルアップを目指す方にとって、3Dモデルをセグメント化する方法を理解することは不可欠です。このガイドでは、一般的なツールとテクニックを使用して3Dモデルをセグメント化するプロセスを順を追って説明します。
3Dモデリングにおけるセグメンテーションとは？
セグメンテーションとは、3Dモデルを個別のパーツまたは領域に分割することです。このプロセスは、モデルの異なるコンポーネントを分離して、さらなる編集や異なるマテリアル、テクスチャ、リグの適用を支援します。たとえば、人間のキャラクターをモデリングする場合、セグメンテーションは頭、腕、胴体、脚などのパーツを分離するのに役立ちます。これにより、各セグメントに個別に詳細なテクスチャ、アニメーション、その他のカスタマイズを適用できます。
3Dモデリングにおいてセグメンテーションが重要な理由
- 編集の容易さ: モデルをセグメント化することで、各パーツを個別に作業でき、オブジェクト全体に影響を与えることなく調整や改善を行うことができます。
- より良いテクスチャリングとUVマッピング: モデルを論理的なパーツに分割すると、テクスチャをより効率的に適用できます。各セグメントは、正確なディテールを表現するために独自のUVマップを持つことができます。
- リギングとアニメーション: アニメーションを目的としたモデルの場合、セグメンテーションにより、各個別のセグメントにリグ（ボーン、ジョイント）を適用できるため、よりリアルな動きが可能になります。
- 最適化されたワークフロー: セグメント化されたモデルは、複雑なシーンで管理しやすく、大きく圧倒されるモデルではなく、より小さく管理しやすいパーツで作業できます。
Tripo Studio: インテリジェントなセグメンテーション
今日のほとんどの生成モデルは、依然として制御性と正確な編集に苦労していますが、Tripo Studioは、かつてないほどインテリジェントなセグメンテーションを3Dワークフローにもたらし、大胆な飛躍を遂げました。
ビデオの生成ツールにはトラックごとの編集機能がありません。画像生成はどうでしょうか？レイヤーベースの制御はありません。しかし、Tripo Studioのインテリジェントなセグメンテーションにより、AIは3Dモデルのジオメトリを正確に理解し、整理します。
➡️ これはあなたにとって何を意味するのでしょうか？ ワンクリックだけで、どんな複雑な3Dモデルも意味のあるコンポーネントに自動的にセグメント化されます。
- 頭、胴体、腕、脚、アクセサリーに分割されたキャラクター
- モジュール化された小道具に分離された詳細なシーン
このスマートなセグメンテーションは、編集プロセスを変革します。
- モデルの他の部分に触れることなく、個々のパーツを分離して調整する
- ターゲットを絞ったテクスチャ、アニメーション、または修正を適用する
- 手作業の時間を何時間も節約しながら、きめ細かな制御を獲得する
ゲーム、シミュレーション、製品デザインのいずれを作成する場合でも、Tripo StudioのAIセグメンテーションは、3D編集において前例のない自由と精度を提供します。
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3Dモデルをセグメント化する方法：ステップバイステッププロセス
ステップ1：3Dモデリングソフトウェアを選択する
多くの3Dモデリングツールがあり、それぞれ独自のセグメンテーション機能を備えています。いくつかの一般的なオプションは次のとおりです。
- Blender: 無料でオープンソースのツールで、初心者からプロまで最適です。
- Autodesk Maya: 3Dアニメーションとモデリングで業界で広く使用されています。
- ZBrush: 詳細なスカルプトとモデルのセグメンテーションで知られています。
- Cinema 4D: モーショングラフィックスと視覚効果に優れています。
このガイドでは、3Dモデリングコミュニティで広く使用されている多機能ツールであるBlenderに焦点を当てます。
ステップ2：3Dモデルをインポートする
3Dモデルのセグメンテーションを開始するには、選択したソフトウェアにモデルをインポートする必要があります。Blenderを使用している場合：
- Blenderを開きます。
- ファイル > インポートをクリックし、モデルに適したファイル形式（例：.obj、.fbx）を選択します。
- インポートすると、モデルが3Dワークスペースに表示されます。
ステップ3：編集モードに入る
モデルをセグメント化するには、編集モードで作業する必要があります。Blenderで：
- オブジェクトモードでモデルを選択します。
- Tabキーを押して編集モードに切り替えます。このモードでは、個々の頂点、エッジ、または面を選択してモデルのジオメトリを変更できます。
ステップ4：セグメント化するパーツを選択する
編集モードでは、さまざまな選択方法を使用できます。
- 頂点選択（キーボードの
1）：個々の頂点を選択できます。 - エッジ選択（キーボードの
2）：エッジ（2つの頂点間の線）を選択します。 - 面選択（キーボードの
3）：モデルの面全体を選択できます。
これらのツールを使用して、分離したい領域をハイライト表示します。たとえば、人型キャラクターの脚をセグメント化するには、脚を構成する面を選択します。
ステップ5：選択したセグメントを分離する
面を選択したら、それらを独自のオブジェクトに分離できます。
- Pキーを押して「分離」メニューを表示します。
- オプションから選択を選択します。これにより、選択した面が新しいオブジェクトに分離され、モデルの残りの部分はそのまま残ります。
この新しいオブジェクトは、個別に編集またはテクスチャリングできるようになります。
ステップ6：セグメンテーションを微調整する
必要に応じて、セグメント化されたパーツを調整できます。
- パーツの結合: 分離されたセグメントを結合するには、結合したいパーツを選択し、Ctrl + Jを押して1つのオブジェクトに結合します。
- スムージングまたはリファイン: スムージングやサブディバイド機能などのツールを使用して、エッジをリファインし、セグメント化されたパーツの外観を改善します。
ステップ7：マテリアルとテクスチャを適用する
モデルがセグメント化されたら、各セグメントに異なるマテリアルまたはテクスチャを適用して、詳細とリアリズムを向上させることができます。これは、車両、キャラクター、建築デザインなどの複雑なモデルに特に役立ちます。
3Dモデルをセグメント化するための一般的なツール
上記のBlenderに適用される方法と同様に、他の多くの3Dモデリングソフトウェアにもセグメンテーション用の同様のツールがあります。
- Maya: Mayaは、メッシュツールを使用して3Dモデルの異なる部分を結合、分離、編集できる強力なモデリングツールキットを提供します。
- ZBrush: ZBrushは、非常に詳細なメッシュのセグメンテーションを可能にするサブツール機能を提供し、スカルプトに最適です。
- 3D Coat: このソフトウェアは、有機モデルのセグメンテーションを可能にし、セグメント化されたパーツに完璧に機能する洗練されたペイントツールを適用します。
効果的なセグメンテーションのためのベストプラクティス
- セグメンテーションを論理的にする: モデルを自然で管理しやすいセグメントに分解するようにしてください。たとえば、人型を腕、脚、胴体、頭に分解します。
- 重複する面を最小限に抑える: セグメントのエッジが不必要に重複しないようにしてください。これはテクスチャリングとリギングのプロセスを複雑にする可能性があります。
- レイヤーとグループを使用する: 関連するセグメントをグループ化し、整理のためにレイヤーを使用することで、複雑なモデルの管理が容易になります。
3Dモデルをセグメント化するための高度な方法
基本的なセグメンテーション方法は単純なタスクには優れていますが、特に複雑なモデルや大規模なデータセットを扱う場合、高度なテクニックはより正確で最適化されたセグメンテーションを可能にします。以下に、プロの3Dモデリングワークフローで使用できるいくつかの高度なセグメンテーション方法を示します。
1. ブーリアン演算を使用したセグメンテーション
ブーリアン演算を使用すると、Blenderやその他のモデリングソフトウェアで複数の3Dオブジェクトを結合、減算、または交差させることができます。これらの演算は、既存のジオメトリから新しいパーツを作成したり、モデルのセクションを切り出したりすることで、オブジェクトをセグメント化するのに非常に役立ちます。
ブーリアン演算の使用方法：
- ユニオン: 2つ以上のメッシュを1つのオブジェクトに結合します。
- ディファレンス: あるメッシュの領域を別のメッシュから切り出します。
- インターセクション: 2つのメッシュの重複部分のみを保持します。
Blenderでの手順:
- ベースオブジェクトとカッティングオブジェクト（立方体、球体、または別のメッシュなど）を作成またはインポートします。
- セグメント化したいオブジェクトを選択し、モディファイアタブに移動します。
- ブーリアンモディファイアを追加し、演算（ユニオン、ディファレンス、またはインターセクション）を選択します。
- カッティングオブジェクトを選択して、セグメンテーションの領域を定義します。
- モディファイアを適用し、必要に応じてジオメトリを調整します。
この方法は、正確なカットや、複数のオブジェクトから複雑な形状を作成するのに最適です。
2. スカルプトとマスキングによる自動セグメンテーション
有機モデルや非常に詳細なメッシュ（キャラクターやクリーチャーなど）を扱う場合、スカルプトツールをマスキングと組み合わせて使用すると、モデルを自動的にセグメント化できます。
スカルプトとマスキングの使用方法：
- マスキング: スカルプトモードで、マスクブラシを使用して、分離したい領域を隔離します。その後、マスクを反転して特定のセグメントを隔離できます。
- スカルプト: マスキング後、DynTopo（動的トポロジ）やマルチレゾリューションスカルプトなどのテクニックを使用して、個々のセグメントをスカルプトまたはリファインし、パーツを分離したまま詳細なリファインメントを保証できます。
- 分離: 目的のセクションをスカルプトしたら、編集モードに切り替え、マスクされたセクションを選択し、Pを押して新しいオブジェクトに分離します。
この方法は、各セグメントに精度が必要な複雑な有機形状に特に役立ちます。
3. メッシュデシメーションによる自動セグメンテーション
メッシュデシメーションは、モデルの複雑さを軽減しながら、その本質的な形状と構造を維持するために使用されるテクニックです。これは、より大きなモデルをセグメント化したり、ゲームやVRなどのリアルタイム環境用に準備したりする場合に特に役立ちます。
Blenderでの手順:
- デシメートモディファイアを使用して、モデルのジオメトリを簡素化します。デシメートする削減率を指定できます。
- エッジスプリットモディファイアを適用して、モデルをデシメートしながら鋭いエッジを保持します。これにより、高コントラスト領域で重要な詳細を失うことなくセグメンテーションが行われます。
- 簡素化されたら、ナイフ投影ツールまたは頂点グループを使用して、メッシュを論理的なパーツに手動で分離し、よりクリーンな分割を作成します。
この方法は通常、効率的なレンダリングやアニメーションのために分割する必要がある高ポリゴン領域を持つモデルに使用されます。
4. 頂点グループとウェイトペイントによるセグメンテーション
リギングやアニメーションの目的でモデルをセグメント化したい場合、頂点グループとウェイトペイントは、メッシュのどの部分が特定のボーンや変形の影響を受けるかをセグメント化し、定義するための非破壊的で非常に柔軟な方法を提供できます。
頂点グループの使用方法：
- 頂点グループの割り当て: 編集モードで、新しいセグメントに割り当てたい頂点を選択し、頂点グループを作成します。Ctrl+Gを押して名前を付けることでグループを割り当てることができます。
- ウェイトペイント: ウェイトペイントモードに切り替え、特定のボーンやメッシュのパーツの影響を受けるべきモデルの領域をペイントします。ウェイトが高いほど、影響が大きくなります。
- ウェイトによる分離: ウェイトまたは頂点グループの割り当てに基づいて、頂点を異なるオブジェクトに分離することもできます。
このアプローチは、モデルを論理的にセグメント化したいが、管理を容易にするためにすべてを1つのメッシュに保ちたいアニメーションリグに役立ちます。
5. クリーンなセグメンテーションのためのリトポロジーの使用
リトポロジーは、非常に詳細なスカルプトモデルやスキャンデータを扱う際によく使用されるテクニックです。これは、元のジオメトリに適合するが、よりクリーンで管理しやすいトポロジーを持つ新しいメッシュを作成することを含みます。これにより、リトポロジー化されたメッシュに基づいて正確なセグメンテーションが可能になります。
セグメンテーションにリトポロジーを使用する方法：
- 既存のモデルの上に、より単純なトポロジーを持つ新しいメッシュを作成することから始めます。MayaのQuad DrawやBlenderのRetopoFlowなどのツールを使用して、元のジオメトリをトレースします。
- リトポロジーが完了したら、新しい低ポリゴンモデルを、編集モードで領域を選択して分離することにより、簡単にパーツにセグメント化できます。
- 新しいメッシュは最適化されたトポロジーを持っているため、詳細を失うことなく、セグメント化されたパーツをアニメーション、テクスチャリング、変更するのがはるかに簡単になります。
このテクニックは、キャラクターや大規模な環境など、重い操作が必要なモデルに特に役立ち、各セグメントがクリーンで効率的であることを保証します。
6. カスタムスクリプトとアドオンの使用
複雑なモデル、特にゲーム開発やVFXなどの業界では、カスタムPythonスクリプトやアドオンがセグメンテーションプロセスを高速化できます。これらのスクリプトは、事前定義された基準（面の角度、近接度、マテリアルIDなど）に基づいてモデルのセグメンテーションを自動化したり、ジオメトリに基づいてモデルをパーツに分割したりすることもできます。
ツールの例:
- Blenderの「自動セグメント」アドオン: このアドオンは、表面積、曲率、メッシュ密度などの特定のパラメーターに基づいてモデルを自動的にセグメント化できます。
- カスタムPythonスクリプト: ジオメトリを分析し、モデルをパーツに自動的に分割するスクリプトを作成またはダウンロードできます。これらのスクリプトは、正確なセグメンテーションニーズに合わせてカスタマイズできます。
結論
3Dモデルをセグメント化することは、アーティストがモデルをより効率的に管理および編集できるようにする重要なスキルです。ゲームアセット、製品デザイン、アニメーションのいずれに取り組んでいる場合でも、セグメンテーションにより、モデルの詳細をより正確に制御できます。上記のステップに従い、適切なツールを使用することで、複雑なモデルを管理しやすいパーツに分解し、ワークフローと作業全体の品質を向上させることができます。
3Dモデリングを始めたばかりの方は、モデルを強化するためにセグメンテーションテクニックを試すことを恐れないでください。練習すればするほど自然になり、さらに詳細で最適化された3Dモデルを作成できるようになります。
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