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

【Blenderのインストール】

• WindowsでのBlender 4のインストール: 別ページで説明
• UbuntuでのBlender 3のインストールは、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、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、リアルな物理現象をアニメーションとして作成できる。

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

   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」も使用可能）。

   剛体シミュレーションが始まる。

   

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. 一時停止したら、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ができる。

   シーンの中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できる。

   

   球がどこに行ったか分からないとき。マウスの中ボタンを押しながらマウスを動かすと、全体が回転する。いろいろ角度を変えながらチェックする。

   

   スペースキーを押して、シミュレーションとアニメーション再生して、結果を確認する。最初の球を高くするほど、衝突したときのオブジェクトの移動が大きくなる。

   

剛体シミュレーションの制作

ここでは、Blenderで、空のシーンから開始して、オブジェクトの配置などを行いながら、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

次の手順で、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. 新しくBlenderを起動する。
2. 起動すると、立方体（Cube）の立体がある。そのまま使う。

   立方体（Cube）の立体は消さない。

   

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び、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あるようにする。

   平面のオブジェクトを選び、移動モードにする。

   

   平面は、立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と、全体が回転する。いろいろ角度を変えながら、オブジェクトの配置をチェックする。

   

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. 今度は、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、落下させたくないので、「タイプ」のところで、「アクティブ」を「パッシブ」に変える。

      

7. 剛体シミュレーションとアニメーションを行うために、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にはスペースキーを押す。

   

カメラ視野の調整

見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。

   一時停止したら、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。

   サイドバーで行う。サイドバーの表示は、3Dビューポートで「n」キーを押す。「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。

   終わったら、もう1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、カメラ視野に変える。

   ビューのカメラ視野、作業視野切り替えは、メニューの「ビュー」→「カメラ」でできる。ナビゲーションコントロールでもできる。テンキーの「0」、または「Numpad 0」キーでも切り替え可能である。

   

4. すると、「カメラ視野」を動かすと、同時にカメラも動くようになる。

   カメラ視野の自由な移動: SHIFTキーとマウスの中ボタンを押しながらマウス移動

   カメラ視野の自由な回転（原点を基準）: マウスの中ボタンを押しながらマウス移動

   

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こと。
2. 一時停止したら、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できる。

   

3. 立方体（Cube）のオブジェクトを、上の方に移動する。

   

4. 剛体シミュレーションとアニメーションを行うために、スペースキーを押す。

   以上のように、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こと。
2. 一時停止したら、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できる。

   

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行うために、スペースキーを押す。

   回転する前とは、アニメーションが変化する。

   

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こと。
2. 一時停止したら、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できる。

   

3. アニメーションのレンダリング（たくさんのフレームの一括レンダリング）

   CTRLキーとF12キー（同時押し）または「レンダー」メニューから「アニメーションをレンダリング」を選択することもできる。

   

4. レンダリングが始まるので、確認する。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キーとF11キー（同時押し）（「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」を選択することもできる）

   別ウインドウが開いて、再生が始まる。