Rhino/Grasshopperで複雑な3D織物パターンを生成するTips

Rhino/Grasshopperを使って、韓国の伝統的な紙織物「Jiseung」のような、複雑な3Dテクスチャをサーフェスに適用したいというご要望ですね。特に、ユニット形状の丸みや平坦さを自在にコントロールできる現代的な表現を目指されているとのこと、素晴らしい挑戦です。

既存のPaneling Toolsでは、グリッド状のパネル配置には優れるものの、Merav Gazit氏の作品に見られるような、絡み合いや厚み、そして有機的な曲面を持つ織り目のような表現は難しいと感じることがあります。今回は、この課題をGrasshopperでどのように解決できるか、そのロジックと具体的なアプローチについて掘り下げていきましょう。

Paneling Toolsは、サーフェスを均等に分割し、そこに様々な形状のパネルを配置するのに非常に強力なツールです。しかし、織物のような「要素が重なり合ったり、互いに入り組んだりする」という3D的な関係性を直接的にモデル化するには、カスタムロジックが必要になります。単にパネルを並べるだけでは、望むような丸みや厚み、そして全体の流れを表現することは困難です。

Merav Gazit氏の作品や、参照されている他の画像は、単なる2Dテクスチャマッピングではなく、サーフェス自体が立体的に変形し、個々の要素が複雑な3D形状を持っていることを示唆しています。この種の表現を実現するためには、各ユニットを個別に生成し、それらを精密に配置・変形させるGrasshopperの能力を最大限に活用する必要があります。

複雑な3D織物パターンをGrasshopperで作成する際の鍵は、以下のステップにあります。

1. ベースサーフェスの準備: まず、パターンを適用したい基準となるサーフェスをRhinoで準備し、GrasshopperのSurfaceコンポーネントで参照します。

2. グリッドの生成: このサーフェスをDivide SurfaceやIsotrimコンポーネントで分割し、パターンの基本的なグリッド（UV座標）を作成します。これにより、織り目ユニットを配置するための基準点が手に入ります。

3. 織り目ユニットの定義: ここが最も重要な部分です。単純な平面パネルではなく、曲面と平面を組み合わせた「織り目」の最小単位となる3D形状をGrasshopperで定義します。例えば、小さなExtrudeされた矩形や、LoftまたはSweepで生成された曲面などを組み合わせることで、丸みや厚みを持つユニットを作成できます。このユニットの形状やプロファイルは、Graph MapperやAttractor Pointsを使って、サーフェス上の位置や外部のパラメーターに応じて動的に変化させると、より豊かな表現が可能になります。

4. ユニットの配置と変形: 生成したグリッドの各点、または各セルに対して、定義した織り目ユニットを配置します。OrientコンポーネントやMap to Surfaceコンポーネントがこの作業に役立ちます。配置後、ScaleやRotate、Moveなどの変換コンポーネントを使い、ユニット同士が重なり合ったり、交互に上下するような「織り」のロジックを実装します。これは、Cull PatternやList Itemなどのリスト操作と条件分岐を組み合わせることで実現できます。

5. 厚みと丸みの制御: ユニットの生成段階で、Extrudeの距離やLoftのプロファイルカーブの曲率をパラメトリックに制御することで、織り目の厚みや丸みを自在に調整できます。Graph Mapperをこれらのパラメーターに接続することで、グラデーションをつけたり、特定の領域だけ強調したりすることが可能です。

6. 最終形状の統合: 個々のユニットをJoinしたり、Meshに変換して結合することで、最終的な3Dパターンが完成します。3Dプリントを前提とする場合は、Meshの品質や厚みに注意が必要です。

ご紹介いただいたCults3Dの「puffer1-1a」のような、非常に有機的で滑らかなテクスチャは、上記のロジックに加えて、DisplacementマッピングやSubDモデリングを組み合わせることで、さらに高度な表現が可能です。また、Kangaroo Physicsなどの物理シミュレーションを導入することで、重力や張力による自然なたるみや変形を織り目パターンに加えることもできるでしょう。

このアプローチは、劇場のインテリアだけでなく、家具デザイン、プロダクトデザイン、ファッションなど、様々な分野でユニークな立体表現を創造するための強力な基盤となります。ぜひ、様々なパラメーターを試しながら、ご自身の理想とするJiseungの現代的な翻訳を実現してください。