Developers Summit 2016冬で発表した時の資料です。

1. 3Dプリント×Python
～コードからアプローチする3Dプリンティング～
Kabuku Inc.
Takuro Wada（@taxpon）

2. Takuro Wada
和 田 拓 朗

3. 株式会社カブク
ソフトウェアエンジニア
3Dプリントビジネス
主にECサイト開発、
B2B案件のシステム開発を担当
Takuro Wada
和 田 拓 朗
taxpon
taxpon
http://takuro.ws
Hi!

4. Hi!
• 大学&大学院
‣ 裸眼3Dディスプレイ, AR&MRの研究
‣ 企業と共同研究

5. Hi!
• 大学院卒業後、SIerにSEとして入社
‣ 大手金融機関向けシステムの設計開発
‣ 上流から下流まで万遍なく経験
• カブク (https://www.kabuku.co.jp)
• 設立前(2012)よりサポート
• 2014.2に正社員として入社

6. https://www.rinkak.com/jp

7. https://www.3dprinting-mms.com/ja

8. https://www.rinkak.com/jp/book/3dprinter-guide

9. 3Dプリント×Python
「本日のお題」

10. 3Dプリント×Python
「本日のお題」
「3Dプリントってなんだっけ？」

11. 3Dデータを元に
造形物を積層造形すること
3Dプリントって？

12. 具体的には
https://en.wikipedia.org/wiki/3D_printing

13. つまるところ
3Dプリントで
なにができるの？
Image from https://flic.kr/p/bTQwf4

14. 例：金型では作れない形状

20. 例：究極のカスタマイズ
「一品モノ」

23. http://joshi-spa.jp/435151
女子SPA！より引用
3Dフィギュア
サービス
http://www.loft.co.jp/lp/21-3DStudio/

25. (c) SQUARE ENIX CO., LTD.

26. 例：身の回りのもの

31. 例：既成品のハック

39. DIME 10月号より
弊社CEO稲田

40. 面白そう！
どうすれば使えるの？
Image from https://flic.kr/p/bTQwf4

41. 3Dプリントするはなにが必要？
3Dデータ 3Dプリンタ
3Dプリント = 3Dデータを元に造形物を積層造形すること

42. 3Dプリントするはなにが必要？
3Dデータ 3Dプリンタ
3Dデータを作ることをモデリングという

43. 3Dデータモデリング？？
Image from https://flic.kr/p/bTQwf4

44. 3Dモデリングって？
• 3Dデータを作ること
3Dデータ = 3Dの形状を表すデータ

45. STL(ASCII)の場合

46. 三角形ポリゴンの定義
STL(ASCII)の場合

47. 三角形ポリゴンの定義

48. 以下、ポリゴン定義の
繰り返し
STL(ASCII)の場合
三角形ポリゴンの定義

49. 以下、ポリゴン定義の
繰り返し
STL(ASCII)の場合
コレを自前で計算するのは大変
→モデリングツールを使う
三角形ポリゴンの定義

50. 3Dモデリングに使うツール
• 3DCGソフト
‣ CGの作成が目的
• 3DCADソフト
‣ 工業デザインが目的

51. 3DモデリングツールとAPI
• 様々なソフトがAPIを提供
‣ 機能拡張や自動モデリング等が可能になる
3DCG 3DCAD

52. 3DモデリングツールのAPI
• 様々なソフトがAPIを提供
‣ 機能拡張や自動モデリング等が可能になる
3DCG 3DCAD
プログラムで３Dデータを作成 = スクリプトモデリング

53. スクリプトモデリング
‣ 3DCGソフト/CADソフトが使えなくても3D
データが作れる
‣ 手では作れない形状が作れる
‣ 形状の修正や変更が容易
‣ 煩雑な作業が自動化できる

54. スクリプトモデリング
‣ 3DCGソフト/CADソフトが使えなくても3D
データが作れる
‣ 手では作れない形状が作れる
‣ 形状の修正や変更が容易
‣ 煩雑な作業が自動化できる
＿人人人人人人人＿
＞ 楽しい！！ ＜
￣Y^Y^Y^Y^Y^Y￣
＿人人人人人人人＿
＞ すごい！！ ＜
￣Y^Y^Y^Y^Y^Y￣

55. ということで
本題に入ります

56. Blenderで
スクリプトモデリング

57. Blenderって？
• 1995年から開発され続けている3DCGソフト
• オープンソース、マルチプラットフォーム（Win, Mac, Linux）
• 開発言語はC, C++, Python
‣ Pythonは主にAPI部分に使われている
‣ Blender内部にPython Interpreterを保有（資料作成時点: 3.4.2）

58. APIで何ができるの？
3Dモデルの生成
3Dモデルの編集
Add-onによる機能追加
Animation編集
テクスチャ編集
割りとなんでも出来ます
Blender Addon List
http://blenderaddonlist.blogspot.jp/

59. APIの良い所
• GUIマウスオーバーでPythonメソッド名が表示

60. APIの良い所
• コマンド履歴がPythonで自動出力
Cubeの生成
移動
拡大

61. APIの良い所
• Pythonコンソールの提供
ActiveObjectの確認
位置の表示
移動
スクリプトの動作を簡単に確認するときに便利

62. APIの良い所
• PythonスクリプトTemplateの提供
‣ 内部のテキストエディタでTemplateを選択
様々なタイプのTempleateが入っていて便利

63. APIの良くない所
• ドキュメントがわかりにくい
‣ 引数の説明が不十分：用途不明
‣ 分からなかったらソース読めばいい！
‣ でもやっぱり大変

64. では実際になにか作ってみよう
• この辺の内容はRinkakブログにまとまっています
‣ PythonによるBlender 3DCGモデリング
‣ https://www.rinkak.com/jp/blog/blender-python-modeling-1
• サンプルはGithubで公開してます
‣ https://github.com/kabuku/blender-python

65. デフォルトオブジェクトの削除
コーンの追加

66. -Pオプションと
実行したいスクリプト名

68. たくさんコーンを追加
論理和の計算

70. Branch
modeling
Image from https://flic.kr/p/4swDCt

71. Root
アルゴリズム

72. Root
Branch
Child
1
BranchChild
1
アルゴリズム

73. Root
Branch
Child
1
Branch
Branch
Branch
Child
2
Child
2
Child
1
Branch
Branch
Child
2
Child
2
アルゴリズム

74. Root
Branch
Child
1
Branch
Branch
Branch
Child
2
Child
2
Child
1
Branch
Branch
Child
2
Child
2
アルゴリズム

76. 3D printing
root 1
2
22
2
1

77. サポート除去に30分かかる

82. Chain
modeling
Image from https://flic.kr/p/aA2u7C

83. https://www.myminifactory.com/object/5943

84. https://www.youtube.com/watch?v=z1OSXnCG-jk

85. http://afinia.com/3d-printers/h480/

86. 15cm
15cm
Afinia H480 Bed Size

94. もっと長いの…
https://flic.kr/p/5pT9iD

102. RのパスをSVGで出力

103. モジュールを再デザイン

104. モジュールを再デザイン

105. 新しいコードを追加

109. ｷﾀ━━━━(ﾟ ﾟ)━━━━!!

110. 記念撮影

111. ちゃんとチェーンに！

112. Sound wave
modeling
Image from https://flic.kr/p/9DmuxA

113. システム構成
Play music Analyse sound
Convert protocol Modelling

114. リアルタイムに音声解析をし
その波形の3Dデータを生成

116. プレゼンしました
@Blender Conference 2015, Amsterdam

117. Fusion360で
スクリプトモデリング

118. Fusion360って？
• 2012年頃にAutodeskが発表した3DCADソフト
• マルチプラットフォーム（Win, Mac）
• パラメトリック（強力！）, クラウド処理
• APIはJavascript, Python, C++が公開されている
‣ Fusion360内部にPython Interpreterを保有（資料作成時点: 3.3.5）
‣ 動作速度は C++ > Python > Javascript（推測）

119. APIで何ができるの？
3Dモデルの生成
3Dモデルの編集
Add-onによる機能追加
割りとなんでも出来ます
GUIの作成

120. APIの良い所
• コンソールの提供
スクリプトの動作を簡単に確認するときに便利
UIオブジェクトの取得
メッセージボックの描画

121. APIの良い所
• Debugger内蔵

122. APIの良い所
• ドキュメントが充実
‣ http://fusion360.autodesk.com/learning/learning.html

124. ちなみに
• Fusion360のマニュアルが読みやすくなるという超
ニッチなChromExtension作りました
•Chrome Web Storeからどうぞ
• ChromeWebStoreで「Fusion360」で検索
• https://chrome.google.com/webstore/detail/autodesk-fusion360-learni/amkdnibbgekpljlononmmglfppeihpdn

128. ＿人人人人人人人人人人人人人人人人＿
＞ 大変好評いただいております！ ＜
￣Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y^Y￣

129. APIの良くない所
• コマンドライン実行ができない
‣ GUIポチポチでスクリプトを実行するのは億劫
• API自体があまり直感的ではない
‣ パラメトリックだから？
‣ なれればそんなに気にならないかも

130. では実際になにか作ってみよう
• スクリプトはメニューから追加可能
‣ runメソッドが実行される

131. Sketchの準備
矩形の描画
押し出しを適用するためのCollection作成
押し出しの適用

132. １辺の長さが２の立方体

133. 矩形の描画メソッドを作成
10個のランダムな矩形を描画
押し出しを適用するためのCollectionを作成

135. アプリ紹介
• 画像から3Dデータを自動生成

137. OpenSCADで
スクリプトモデリング

138. OpenSCADって？
• オープンソースのCADソフト(GPL)
• マルチプラットフォーム（Win, Mac, Linux）
• C++(Qt)で実装されている
• ソフトウェア内のエディタに独自のプログラム言語を記述すること
で形状を表現する
• GUIによる形状の作成はできない（コードのみ！）

140. OpenSCADの特徴
• エンジニアには非常にとっつき易い
• コマンドラインから起動できる
‣ サーバで動かして、なんか出力とか
‣ まとめてスクリプトでデータ作成

141. 任意の文字で構成されるネクタイ

142. 任意の文字で構成されるネクタイ

147. スクリプトでまとめて生成
‣ コマンドラインから引数を渡すことができる
‣ この例では文字データを渡し、生成している

148. 他の言語から使う
• 他の言語から使用できるライブラリがいくつもある
‣ Python (https://github.com/SolidCode/SolidPython)
‣ Ruby (https://github.com/cjbissonnette/RubyScad)
‣ Javascript (http://openjscad.org/)

152. OpenPySCAD
• PythonのソースコードからOpenSCADのソースコード
を生成する
‣ https://github.com/taxpon/openpyscad
• PyPIよりインストール可能
$ pip install openpyscad

153. OpenPySCAD 例
• 和演算
Cube([20, 10, 10]) + Cube([10, 20, 10])
union(){
cube([20, 10, 10])
cube([10, 20, 10])
};

154. OpenPySCAD 例
• 差演算
Cube([20, 10, 10]) - Cube([10, 20, 10])
difference(){
cube([20, 10, 10])
cube([10, 20, 10])
};

155. OpenPySCAD 例
• 回転
c1 = Cube([20, 10, 10])
c1.rotate([0, 0, 45])
rotate([0, 0, 45]){
cube([20, 10, 10])
};

156. まとめ

157. Script Modeling
is FUN!!
今日から結果にコミット！！
https://flic.kr/p/ef4VBP

158. We are Hiring!!
‣ GCP使いたい！
‣ 3Dやりたい！
‣ Python / C++
‣ Angular / React
‣ 3Dプリンタ使いたい放題
‣ グローバルな職場
‣ Google Developer Expertが3名
エンジニアチーム
http://www.kabuku.co.jp/#jobs

159. Lineスタンプ販売中！
「かくも①」で検索 ！
ちなみに

160. Thank you!
質問は@taxponまでどうぞ