DNAの作りかた：Blenderチュートリアル

2014年12月31日 Leave a comment

短編集『そののちの世界』の第二話、『完全なテロメア』の表紙用に、DNAの二重螺旋構造を制作中。BlenderならCGにほとんど縁がなかった方でも簡単ですよ！
こちらではBlender自体の紹介、入手やインストール方法、基本的な使い方を書いてはいません。まだ一度も触ったことのない方は、藤堂＋＋さんの分かりやすいチュートリアル・シリーズをこちらからどうぞ！

以下、形状の作りかたを簡単に解説します。
（もちろん、科学的には全く正確ではありません。念のため）

オブジェクト等の選択は左クリックに変更している前提です。右クリックのままにしている場合は、ご注意下さい。
一般的なマウス操作と違和感なく作業するには、左クリックへの変更が必須です。Blenderには高尚な哲学があって右クリック標準になっているのですが、使いにくいものは仕方がない。最初から左クリックに変更しましょう。変更の仕方はこちら（当サイト内）へどうぞ。

始まりはデフォルトキューブ。Blenderを開くと始めから置いてある四角い箱です。

tabキーでエディットモードに入り、S, Z, 12と順にキーを押し、Z方向に12倍に拡大します。SはScale、つまり拡大縮小の頭文字ですね。 — tabキーを押してエディットモードに入り、S, Z, 12と順にキーを押し、Z方向に12倍に拡大します。S は Scale、つまり拡大縮小の頭文字ですね。

Ctrl + R でループカットします。マウスホイールを回して、カットする箇所（＝赤紫の線）を11に増やします。 — オブジェクトの長手方向のエッジ近くにマウスカーソルを置き、Ctrl + R を押してループカットします。マウスホイールを回して、カットする箇所（＝赤紫の線）を11に増やします。背景にあるグリッドとカットした線の位置が合っていれば OK。右クリックでループカットを終了します。

ループカットを行った後はエッジモードになっているので、Ctrl + tab でモード変更。ポリゴンモードにします。 — ループカットを行った後は編集がエッジモードになっているので、Ctrl + tab でモード変更。ポリゴンモードにします。

Iキーを押してから少しずつマウスを動かし、ポリゴンのエッジを図のようにインセットします。動きが大き過ぎて上手く出来ない時は、マウスを動かす時にShiftキーを押せばゆっくり動きます。 — I（アルファベットのアイ）キーを押してから少しずつマウスを動かし、ポリゴンのエッジを図のようにインセット（内側に新たなエッジを作る）します。マウスの動きが大き過ぎて上手く出来ない時は、マウスを動かす時に Shift キーを押せば選択範囲がゆっくり動きます。

インセットされた内側の小さいポリゴンを全て選択します。 — インセットされた内側の小さいポリゴンをクリックして全て選択します。二つ目以降は Shift + クリックですね。選択後、そのポリゴンをデリートします。（Delete キーか X キーでデリートします）

tabキーを押してエディットモードから出た後、Shift + D でオブジェクトを複製します。その際、Ctrlキーを押しながら、10グリッド程度離れたところに移動しましょう。（ここまでは遠近の全くないオルソビューで作業している前提です。もし、図のようにグリッドとオブジェクトの大きさがぴったりあっていなければ、それはパースビューになっているのかも知れません。5のキーを押して、ビューの見え方を変更してみましょう。図の左側のようになりましたか？）

5キーを押してビューポートをパースペクティブビューにし、遠近感が付くようにしておきます。コピーした方のオブジェクトは穴が外を向いていますので、穴が向かい合うように回転させます。 R（回転）、Ｚ（Ｚ軸を中心に）、180（180度の回転）と順に押しましょう。 — （オルソビューになっている場合は）5キーを押してビューポートをパースペクティブビューにし、遠近感が付くようにしておきます。コピーした方のオブジェクトは穴が外を向いていますので、穴が向かい合うように回転させます。
R（回転）、Ｚ（Ｚ軸を中心に）、180（180度の回転）と順に押しましょう。

再びtabキーでエディットモードに入り、穴を空けた箇所の周囲のエッジを選択します。Altキーを押しながらエッジをクリックしましょう。ぐるりと選択出来たら、そのままShiftキーを押し、先ほどと同じようにAltキーを押しながらクリック。向かい合わせになった二箇所のエッジが選択出来ましたか？ — 再び tab キーでエディットモードに入り、穴を空けた箇所の周囲のエッジを選択します。Alt キーを押しながらエッジをクリックしましょう。ぐるりと選択出来たら、そのまま Shift キーを押し、先ほどと同じように Alt キーを押しながらクリック。向かい合わせになった二箇所のエッジがぐるりと選択出来ましたか？

画面左下のMeshメニューからEdgesを選択、その中の Bridge Edge Loops をクリックしましょう。 — 画面左下の Mesh メニューから Edges を選択、その中の Bridge Edge Loops をクリックしましょう。

図のようにポリゴンが繋がれば正解です。 — 図のようにポリゴンが繋がれば成功です。

引き続き、他の箇所も繋ぎましょう。今度はメニューからでなく、Ctrl + E のショートカットを使ってみましょう。すると、先ほど操作したメニュー項目が、予めハイライトされています。すかさずそこをクリック。さっきより素早く出来ましたね。 — 引き続き、他の箇所も繋ぎましょう。今度はメニューからでなく、Ctrl + E のショートカットを使ってみましょう。すると、先ほど操作したメニュー項目が、予めハイライトされています。すかさずそこをクリック。さきほどより素早く出来ましたね。

次は、この段階では効果の分からない編集です。後ほど全体を丸める処理をしますが、その時に隣のDNAと隙間が空いてしまわないように、角を丸めないための編集です。 — 次は、この段階では効果の分からない編集です。後ほど全体を丸める処理をしますが、その時に隣の DNAと隙間が空いてしまわないように、隅を丸めないための編集です。梯子の最上部と最下部にあたるエッジのすぐ内側に、エッジループでエッジを作ります。Ctrl + R ですね。今回はエッジは各一本のみなので、ホイールは回転させません。そのままマウスを動かすと、エッジの入る場所がスライドします。図は、最上部のエッジぎりぎりに新しいエッジ（オレンジ色）をスライドさせているところです。動かしている最中は画面の左下にエッジの移動距離が出ています。これを見ながら、1未満で出来るだけ大きい値にします。

次は、横長の4つのポリゴンの両端に新たなエッジを作ります。まずは Ctrl + R でエッジループを作り、マウスホイールを回転させてエッジを2本にします。右クリックでエッジループのモードを抜け、次々と4箇所でエッジループを作ります。この時、エッジループの場所が動いてしまわないように注意して下さい。動いてしまっても右クリックでモードを抜ければ位置は元通りになりますので、心配はいりませんけどね！

新たに作ったエッジループを全て選択します。Alt + クリックでぐるりと選択し、続けて Shift + Alt + クリックですね。選択が完了したら、ポリゴンの長さ方向に沿うように、エッジを移動させます。図の場合は左右方向がＹ軸になっていますので、S + Y キーを押してからマウスを動かします。画面左下の数値を見ながら、左右端のエッジに重ならないぎりぎりの場所までエッジを移動します。 — 新たに作ったエッジループを全て選択します。Alt + クリックでぐるりと選択し、続けて Shift + Alt + クリックですね。選択が完了したら、ポリゴンの長さ方向に沿うように、エッジを移動させます。図の場合は左右方向がＹ軸になっていますので、S + Y キーを押してからマウスを動かします。つまり、左右方向にエッジを拡大することで移動するのです。画面左下の数値を見ながら、左右端のエッジに重ならないぎりぎりの場所までエッジを移動します。

さあ、これで基本形が出来ました。いよいよDNAっぽい形に編集していきましょう。
ここから下の説明では、図の右側には、予め3本のDNA鎖が出来上がった状態が表示されています。左側の新しく作る鎖に注目してくださいね。

modifiers — オブジェクトを選択した状態で、画面右側の Properties パネルからスパナアイコンの Add Modifiers を表示させ、そこをクリックします。様々な Modifier が並んでいますので、その中から Subdivision Surfaceモディファイヤを選択します。

Subdivision Surfaceモディファイヤをかけて、角を丸めましょう。梯子の上下や手を掛ける部分が丸くならないよう、ループカットでエッジを立てておきます。 — すると、角が丸まりました。Subdivisions : の設定で Viewを 2 にすると、画面表示上、さらに滑らかに見えます。Render : が 2 になっていれば、レンダリングする時にはきれいに丸まります。画面表示や操作がもたつく場合は、View を 1 にしておきましょう。（図は、丸める前と丸めた後の違いが見やすいよう、エディットモードにしています。）

画面左側にあるツールバーからShadingの Smooth ボタンを押し、面にスムージングを掛けます

ArrayモディファイヤでＺ方向に並べます。 — 先ほどと同様にAdd Modifiers から Arrayモディファイヤを掛け、Ｚ方向にオブジェクトを並べます。Count を15 にします。15個並べる、という意味ですね。図の紫の線で囲んだ部分の右下のボックスに１と入力します。最初から１が入っている二つ上のボックスは X 方向なので、ここは０にしましょう。これで、 Z 軸方向へ、オブジェクトの大きさと同じだけ移動したオブジェクトが並びます。この数値を増やすと隙間が空き、減らすと間が詰まります。つなぎ目が気になる場合は、0.99くらいに設定しても良いでしょう。

同様に Simple deformモディファイヤで Twistを掛けます。５周分ひねるということで、Angleの数値を1800度に設定しています。でも、少し形が変ですね。ひねりが均等に入っていないため、DNAというより螺旋階段状の梯子になっています。

この原因はオブジェクトの左右センターにオブジェクトの原点（ギズモ矢印の根元にある小さなオレンジ色の丸印）が位置していないことにあります。原点は、最初に形状を作り始めたキューブのセンターに残ったままなのです。ここで一旦 Simple Deform モディファイヤの効果を切ります。モディファイヤ名の右にある目玉アイコンをクリックして明るいグレーにすると、一時的にモディファイヤが無効になるのです。

エディットモードに入り、オブジェクト全体を選択します。ショートカットでは、A キーです。画面下の Select メニューから、Select All でもOK。選択後、オブジェクトの左右センターにオブジェクト原点が来るよう、オブジェクトを移動します。

全体をぐにゃりと曲げるために、そのカーブを調整するための Empty オブジェクトを作ります。Empty という形のない「調整用オブジェクト」を用い、その位置を基準にして曲げ具合を調整するのです。画面下の Add メニューからEmpty, Plain Axis を選択します。

Empty がシーン全体の原点に作られます。 — Empty がシーン全体の原点に作られています。

このEmptyをカーブの調整に用いるために、DNAのオブジェクトを選択します。Add Modifiers から Simple Deform の Bendをクリックし、Origin と書かれたところの下にあるボックスをクリックします。調整に用いることの出来るオブジェクトの候補が出ますので、そこから Empty を選択します。

見やすいように、Empty をオブジェクトから少し離します。この距離によってもカーブのかかり具合が変化しますので、後ほど位置を調整します。 — Empty をオブジェクトから少し離します。この距離によってもカーブのかかり具合が変化しますので、後ほど位置を調整します。

Empty を移動した方向を軸として、DNA のオブジェクトを90度回転させます。すると、オブジェクト全体がぐにゃりと弧を描いて曲がります。Empty の位置を少しずつ動かしてみて、DNA が好みのカーブを描くようにしましょう。

DNA の鎖を複製します。DNA オブジェクトと調整用の Empty 両方を選択し、Alt + D でインスタンス複製し、適当な見やすい位置に移動します。（回転・位置の調整がしやすいように、トップからのパースが付かないオルソビューにしています）

そのまま新しい鎖を90度回転させ、一つ目の鎖と接続するように位置を調整します。 — そのまま新しい鎖を Z 軸基準で90度回転させ、一つ目の鎖と接続するように位置を調整します。

座標系をローカルモードにすれば、思い通りにオブジェクトを回転させられます。鎖は長いので、ビューを左右二つに分割し、回転ギズモをアップで表示させるためのビューと実際に接続される部分をそれぞれ注視しながら回転させます。

DNA_03_17 — 微妙な位置合わせをするために、画面を３つに分割しています。色々な方向から見て、ずれが最小限になるよう、調整します。この時は、移動のショートカットキーである G を使うと便利です。各ビューで G のキーを押して、マウスを少しずつ動かしてみて下さいね。

出来上がった DNA の鎖と Empty 全てを選択し、さらに Alt + D でインスタンス複製します。複製したら X 軸を基準にして180度回転させます。

形状が出来上がったら、雰囲気を出すためにDisplaceモディファイヤを掛け、表面をデコボコにします。デコボコの形を設定するため、Displace モディファイヤの Texture 設定で New ボタンを押します。

Texture パネルに移動し、Texture のタイプをClouds に設定します。

Clouds の大きさを調整します。Size のパラメーターの値を好みで調整します。１〜２の中間あたりが良さそうです。

最後にもう一回Subdivision Surfaceモディファイヤを掛けて、表面を滑らかに整えれば出来上がり。 — 最後にもう一回Subdivision Surfaceモディファイヤを掛けて、表面を滑らかに整えれば出来上がりです。

いかがでしたか？
自分好みの二重螺旋が出来たでしょうか？
長い長いチュートリアルを最後までお付き合い下さいまして、ありがとうございます！
3DCGでの形状の作成方法は一通りではありません。人によって様々な方法やノウハウがありますので、もっとずっと効率良く作れる方法がきっとあると思います。現時点で、僕の出来ること、ということでご了承下さればと思います。

質感設定とレンダリングについては、機会があればまた書きたいと思います。リクエストがあれば、お寄せ下さいね。（こうやればもっといいよ！　というご意見もお待ちしています）

それでは、この記事が、いつか誰かの役に立ちますように！

淡波ログ

DNAの作りかた：Blenderチュートリアル

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