貝層形成前地形3Dモデル復元の技術メモ

 A technical memo for reconstructing the 3D model of the topography before the shell formation

I created a 3D model of the pre-formation topography of the shell layer on the northern slope of the Ariyoshi Kita Shell Mound, and made notes of the technical points so that I can immediately respond to similar work in the future.

有吉北貝塚北斜面貝層の貝層形成前地形の3Dモデルを作成しましたが、今後類似作業が生まれても即座に対応できるように技術要点をメモしました。

2022.10.29記事「有吉北貝塚北斜面貝層の貝層形成前地形の復元モデル」

1　地形モデル作成の概要

等高線図や断面図などの紙資料から地形3Dモデルを作成する方法のうち、2つの方法をこれまで使ってきました。

・QGIS（GRASS機能）を使った方法

・Blender（アドオンBsurfaces GPL Edition機能）を使った方法

今回はBlender（アドオンBsurfaces GPL Edition機能）を使いました。

作業の概要は次の通りです。

ア　地形断面線作成（illustrator作業）

イ　地形断面線の3D空間プロット（Blender作業）

ウ　地形モデル作成（BlenderアドオンBsurfaces GPL Edition機能）

エ　地形モデル活用（3DF Zephyr Liteで動画作成とSketchfab投稿）

なお、QGIS（GRASS機能）をつかった同対象作業を次の記事でメモしています。

2021.06.13記事「有吉北貝塚北斜面貝層　基底面高度分布図3Dモデルの作成」

2　地形断面図作成（illustrator作業）

平面図、貝層断面図をillustratorで並べて、手作業で地形断面線を作成しました。

illustrator作業の様子

地形断面線は30本作成しました。情報のない部分は想定で等高線を描き資料を補足しました。

3　地形断面線の3D空間プロット（Blender作業）

地形断面線を3D空間にプロットした様子

illustrator作業結果をBlenderの3D空間に配置し、それをベジェ曲線（アドオンBezier Toolkit）でトレースしました。実作業は点をクリックすることにより線を結ぶだけです。作業は作業しやすい通常画面（「layout」画面）で行いました。

この時重要な注意点はトレースの方向を全ての断面線で同じにすることです。左からトレースした断面線と右からトレースした断面線が混じると最終結果がねじれて失敗します。

作成した断面線は座標機能で正確にプロットしました。

4　地形モデル作成（BlenderアドオンBsurfaces GPL Edition機能）

4-1　画面切り替え

地形断面線（ベジェ曲線）が並んだ画面を2DAnimation画面に切り替えて作業します。

4-2　グリースペンシルのオブジェクト作成

並んだ地形断面線を端から1つずつ順番に指定して、全部を指定します。この時、ボックス選択で全部を一括して指定すると最終結果で必ず失敗するので注意が必要です。

全部指定してから「オブジェクト→統合」により一つのオブジェクトに統合します。

次に「オブジェクト→変換→グリースペンシル」で統合したオブジェクトをグリースペンシルに変換します。

4-3　地形モデル生成

次にグリースペンシルが選択された状態でサイドバー→編集→Bsurfacesの画面をひらき、その中の「Initialize（Add BSurface mesh）」をクリックします。

さらに（下の）Guide strokesのグリースペンシルをクリックするとその下に枠ができてスポイトが表示されます。そのスポイトをつまんでアウトライナー（オブジェクト一覧表示）のグリースペンシルをクリックします。

最後にすぐ下の「Add Surface」をクリックします。この操作で画面に地形モデルが生成します。

サイドバー「編集」のBsurfaces画面

4-4　地形モデル調整

地形モデルが生成した直後に、画面左下に生まれる小窓「Bsurfaces add surface」でモデルの精細さを調整します。「クロス」、「追従」に数値を入力します。（この例はクロス75、追従5です。）

5　マテリアル・テクスチャの追加、UV展開

5-1　画面切り替え

画面を作業がしやすいlayoutに切り替えます。

5-2　マテリアル・テクスチャの追加

地形モデルに好みのマテリアル・テクスチャを追加します。

5-3　UV展開

地形モデルをUV展開します。

ここまでの作業で断面線由来の地形モデルが生成し、他のソフトでも利用できる状態になりました。

完成した地形モデル

6　感想

・Bsurfaces機能の操作上のクセには翻弄されましたが、ナントカカントカ使えるになりました。地形に限らず、3D空間に複数の線分があればそれを結ぶ曲面が生成出来るのですから便利です。

・今回の作業では断面線の間隔は2ｍです。従って幅2ｍより小さい地形特徴は表現されない可能性があります。仕方がないことです。等高線で表現する地形でも等高線間隔より小さい地形特徴が表現されない可能性があることと同じです。