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三次元CADの評価とプリント基板設計CADへの応用
04 | 2008/05 | 06
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Acrobat 3D TOOLKIT
Acrobat 3Dに付属のTOOLKITは本格的な作業ができるようでその中で
動画作成機能があったのでご紹介します。
レンダリングメニューにある動画部分ですが
本格的にレンダリングすると数時間掛かるようなので
画面サイズを256X256にし
表示画面に近いラフなレンダリング処理。
それでも1フレームずつ移動しながらレンダリングするので数分かかりました。
こうやって3Dでは動画を作るのか初めて知りました。

サンプル動画はこちらです。
100コマのレンダリングですがあれだけ時間を掛けてレンダリングしてもやっと6秒です。
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三次元データへの文字記入
TurbocadV12Proの時も困ったのは3Dデータとした時の2D文字の欠落。
文字をベクター変換し線分として扱えたとしても厚みがないので立体物だけがデータとなるので、それを中間データ(VRML)として3DPDFを作成してしまうと無機質な図面で困ってしまいます。

アクロバット3Dでは寸法測定機能があるので自分自身の作業に支障はないのですが、問題なのは受け取った側。
それを回避するために台形の線分を押し出しで0.1mmの厚みを持たせ、文字も0.1mmの厚みでその短冊の上に配置するという方法を取りました。
最近の3DPDFデータはこちらです。
常識的な部品は発行登録を終えたので今後は「図脳RAPID3D」の使い勝手の改善です。

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モデルツリー
以前から気になっていたアクロバットリーダーでモデルの内部構造を示すモデルツリー。
図脳RAPID3Dでモデル作成時に部品でグループを意識して作成したファイルをVRML経由で作成したPDFだとアクロバットリーダーで表示されるモデルツリーも同じ構造が継承されることを確認。
その表示順序まで一緒です。
アクロバットリーダー側でチェックボックスにチェックを入れることで表示のオンオフや確認ができるので便利です。
最新版のサンプルデータのPDF形式はこちらです。
XVL形式はこちら
半固定抵抗やコネクタ類の部品を作成し追加配置しました。

Z3D_ACRO_MENU
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TurbocadV12proとのやり取り
図脳RAPID8からVRMLデータ経由でTurbocadV12proへの取り込み。
立体画像としては表示されるのでレンダリングしたものがこちら。
(以前のデータに放熱器とTO220の新規部品を追加したバージョンです。)

VRML経由だと円柱などの多角形部分の粗さが目立ちます。
ワイヤーフレームで見た限りではTurbocadV12proで直接それを編集できるデータとしては認識していないので両者をデータでやり取りできるという意味ではありません。

model2_v3_tw

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ACROBAT3D TOOLKIT
「ACROBAT3D」VER.8に内部プログラムとして「TOOLKIT」があります。
それのレンダリング機能で一つ前のPDFファイルをレンダリングしてみました。
図脳RAPID3Dはレンダリング機能が優秀という訳ではないので
こういう機能は利用価値ありです。
MODEL2_V2_REN

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図脳RAPID3Dの部品登録
図脳RAPID3Dでよく使う部品を作成し登録をし始めました。
製作したサンプルを前回に続いてHPにアップしてみました。
新しく作った部品は主にはリード線がついている部分です。

PDF形式はこちら
XVL形式はこちらですが
これだとオリジナルどおりケース部分が青色透明アクリルということがわかってもらえるでしょう。

MODEL2_V2

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「図脳RAPID3D」のファイルサイズ
本格的に業務で使用開始した「図脳RAPID3D」ですが
1時間ぐらいの作業(B5サイズの基板上の部品の立体化)で生ファイルのサイズが33Mバイトになってしまいました。
まだ同じ素材で実験はしてませんがTurbocad12proよりファイルサイズが多くなり、動作が重くなる程度も倍以上の模様。

「図脳RAPID3D」のファイルには形状作成や操作などの履歴を持っているのでファイル保存時にその履歴を読み込まない設定で保存したら11Mバイトぐらいになりました。
他の30Mバイトのファイルでも行ってみましたが9Mバイトに縮小。
読み込み時間がかなり減り、これである程度は動作画面も早くなりますが単純に比例して早くなるという程でもありません。

単純に加工して複雑になったものとコピーして複雑になったものでは後者の方が
重く感じてしまいますがそういう履歴が関係しているのかもしれません。
軽いXVLファイルを出力するのにそういう大きいサイズのファイルからだと(内部解析のためなのか)5分ぐらい掛かってしまうのは驚きでした。

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図脳RAPID3Dの選択作業
以前から気になっていた図脳RAPID3Dでの図形の選択。
サンプル図形などで図形選択モードをグループにすると図面全体が選択されるので
全図面移動や消去、複写で違和感がありシェル選択モードで作業していました。
しかし、複雑な図面では左のモデルツリーを見ればわかる通りグループ分けして管理することとなります。グループ選択ではそのカレントのグループ(赤色文字)だけが選択されるということになりやっと納得しました。
2DCADのレイヤに代わりこの3DCADでは作図段階でこのツリーでのグループ管理(個別部品名)が重要だと実感した項目でもありました。

もう一点、重要なのが図の削除や複写
3Dメニューでは形状削除、2Dメニューでは図形削除と呼ばれていてよく似ています。
3Dの形状削除コマンドはコマンドの優位性からなのか2D図面の図形も削除できるのですがその図面にて円や四角などのどこかが互いにクロスしている図面は全体が選択されるのでブロック消去となってしまいます。
そういう場合は面倒でも2Dメニューの図形削除で選択モードを線分にして個別消去しなければいけません。
複写などの場合も2D、3Dで似たようなメニュー、コマンドがあるので注意が必要です。

通常のCADのようにブロックコピーというコマンドはないので
ツリー構造のグループ単位でのコピーで対応することになります。

訂正、補足
複数選択で個別に追加またはマウス四角形のドラッグでの指定にてブロックコピーが可能です。

そのコピーしたものもうまく管理しておかないと個別シェルでのコピー、削除となり後悔します。

z3d_menu

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3Dファイルサンプル
図脳RAPID3Dで製作したサンプルをHPにアップしてみました。
以前作成したものを少しだけ立体化してケース入れしたカットモデルです。
生CADデータは15Mバイトですが動作はまだ重くありません。
PDFは500kバイト、XVLは30kバイトです。

PDF形式版はこちら
(アクロバット8.1以上で閲覧)

XVL形式版はこちらです。
(ブラウザはIEでXVLプレーヤをプラグインしてください。)
model2_xv3

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XVL形式
「図脳RAPID3D」で出力可能なXVL形式
XVL形式だと今回「図脳RAPID3D」でテストした形状ぐらいだと、ファイルサイズが数十kbyte程度で済むのでどんな仕様のものなのか調べてみました。

ラティス・テクノロジー社が提唱するXVL(eXtensible Virtual world description Language)の略でXMLをベースとした3Dデータを軽量化する形式でした。
3DCADの生データに比べて1/100ぐらいにはなります。3DPDF形式と比べても1/10ぐらい軽量なものです。
ラティス・テクノロジー社ではブラウザIEなどに対応した無償の閲覧ソフト「XVL Player」のダウンロードが可能です。
また、後から気がついたのですがPHOTORON社からもDL可能でした。

図脳RAPID3Dで出力したXVL形式のファイルをIEプラグインの「XVL Player」で閲覧してみましたが軽量で操作も問題なしです。
アドビ社のアクロバット3DでXVL形式を読み込んだ場合に一部分に壁の欠落がありましたがそれはアクロバット3D側の問題のようです。

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「図脳RAPID3D Ver.8」の円の分割
電気用部品として電解コンデンサを図脳RAPID3Dで作図してみました。

図脳RAPID3Dは分割した表面の色を個別に変えれ機能があり便利です。
それを利用して極性を表示する白い縦帯を入れてみました。
但し、円をデフォルトの4分割ではなく18分割しその一つを白くしました。
上の部分はアルミの金属色とする為に灰色に彩色。

見栄えはいいのですがこれだけのデータで2Mバイトとは少し重過ぎます。
基板上の部品を常識的なファイルサイズにすることを考慮すると、部品はどれも簡略して作図するしかなさそうです。

ZUNOU_CEMIE6
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「図脳RAPID3Dver.8」の評価8
四角形の平行押し出しによる立体化と
別のソリッドとの集合演算(差)
そしてソリッドの薄肉化コマンドを使って成型品の設計をしてみました。
作業時間10分ぐらいですが複雑な立体もかなり簡単に作成できるのには驚きでした。
フィレット処理もしてあります。
「花子」や「Turbocad」と共通となるようにショートカットキーを割り付けて作業しています。
マウスの右クリックによるドラッグでの図形の回転の調子がよく作図作業は捗ります。

Turbcoadでも似たような動作をするのではないかと探ったら
ホイールボタンを押したままドラッグすると図形が回転することに気がつきました。
Turbcoadでは図形の回転作業が面倒だったのでこれは重宝します。

ZUNOU_MODEL5

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「図脳RAPID3Dver.8」の評価7
図脳RAPID3Dのショートカットを設定してサンプルデータではなく
新規設計してみました。
ショートカットは事前に使用されたキーがあると上書きは無理で
そのショートカットに割振られているキーをその項目までいって削除して
新規登録しないといけないようです。
ファンクションキーは事前にコマンドが割振られていることが多いので面倒です。

図脳RAPID2DのZRDデータを直接読めるのは便利です。
簡単な図形をZRDデータから読み込んでさらっと3D化するのに向いているソフトウェアだといえそうです。
ただ途中から複雑な図形になった場合はデータ変換で他に乗り換える手法は現実的では
ないので図面の複雑さでTurbocadと使い分けた方がいいのではないかと思い始めています。
こちらがZRD時の図形です。
PCB_ZRD
ただ文字はフォント扱いされている為が図脳RAPID3Dに読み込んだ時点でなくなります。
そういう場合は文字もベクターフォントにするかDXFでインポートする必要があります。
こちらが3D化したものです。
作業時間は15分ぐらいです。フィレット処理すると全体を演算するので画面全体が再描画のように
ちらつくのが面倒です。
オレンジの部分は線分が接触している状態表示(端点)です。
ZUNOU3D_PCB
もう一点、いい点は基板の四角形を1.6mmマイナス側に押し出す作業のときにその内側の図形を
穴と認識させる部分をチェックすると内部の図形が丸、四角を問わず穴として一括処理されるので板金図製作の時には有利でしょう。
見た目はまるでメタルマスクのようです。
但し、その間の演算には時間が掛かります。
(ワイヤーフレーム表示のままで30秒ぐらい)
ZRD_PCBHOLE

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「図脳RAPID3Dver.8」の評価6
ソフトウェアの良し悪しは簡単には表現できないので他のソフトウェアとの比較で示します。
図脳RAPID3Dにはレンズの画角や一点消失などの代わりに視点設定しかなく
光源設定も簡単なので複雑なレンダリングは期待できず
仕上がりに対しては「六角大王」に少しリアリティがでてくるだけです。
恐らく図脳RAPID3Dproにバージョンアップしても機能的にはTurbocad12Proには
かなわないと感じています。
利点は機構設計に特化している点とモデルがツリー構造で管理できることでしょう。
見た目は中堅のCADの操作にも似ているので三次元CADを初めてさわる人のための
エントリー的なソフトウェアとしては意味がありそうです。

操作、作図のしやすさでは
1.六角大王
2.図脳RAPID3D
3.Turbocad

機能では
1.Turbocad、VW
2.図脳RAPID3D
3.六角大王

トータル的には
DXF経由で押し出しで3Dモデルを機構設計するにはTurbocadが有利です。
簡単な図面で寸法図が必要な場合は図脳RAPID3D。
それ以外のイラスト的な図面なら六角大王となるでしょう。

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「図脳RAPID3Dver.8」の評価5
次はソフトウェアの作業時の重さについての評価です。
その前に選択については、具体的なコマンドを選んでから初めて選択設定にしたがって
モデルの要素を選択するという手法のようです。
その為に何もコマンドを選んでいない場合はマウスで図形をクリックしても何の変化が起こらないということでした。

元になる図形を細かくコピーして3x3(9個)のモデルを制作しました。
コピー時の演算には何秒から数十秒の時間が掛かります。
これを一気にコピーして18個にした場合は演算に65秒掛かりました。
(CPU:E6600 + 2Gメモリー)
一旦図形が作図できてしまえば図形をマウスで右クリックでドラッグしても何とか耐えれる遅延で回転可能です。
しかし図形の一部分の色が変わってしまうというバクあり。
さらにこれをコピーして(27個)に増やそうとすると演算途中でエラー終了したりしました。
ワイヤープレーム表示でコピーすれば何とか作図(演算時間は90秒程度)は可能でしたが
レンダリングを実行すると2分ぐらいの演算後にエラー表示なしで勝手にアプリを終了してしまいました。

この図形では9個ぐらいが作業の限界なのでしょう。
この3DCAD図面のRAPID3Dでのデータサイズは7.2Mバイトぐらいでした。
zunou3d9x9

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「図脳RAPID3Dver.8」の評価4
レンダリングに関しては設定項目が少ないのですが
サンプルのライターの設定に対して背景をCAD付属の青系の雲にして
レンダリングしてみました。
zunou3d_rend_li


次に質感設定にてライターのボディーをピンクに置き台を金属のタングステンにしてみました。金属にすることでライターのピンクがタングステンに鏡のように映りこんだり、背景の青い雲もタングステンにほのかに映りこんで一部分を青く変えてくれています。
「図脳RAPID3Dver.8」でこれだけ設定できるとは意外でした。
zunou3d_rend_li

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「図脳RAPID3Dver.8」の評価3
「図脳RAPID3Dver.8」の操作系についてですが
マウスの右ドラッグでモデルの回転がいつでも出来るのは便利です。
またマウスのホイールボタンを押しながらドラッグすると上下左右にモデルを移動可能です。
他の機能も試しましたがどちらかというと全体的に素人でも簡単に操作できるようになっています。

要素の個別選択に関してはツリー構造から変更が可能ですが、直接掴んだりするコマンドはまだ見つられません。(通常は斜め矢印の選択コマンド)
単位は無名数なので単に数字を入力するだけです。(インチ、ミリの概念なし。)
寸法測定や表記やCADデータの互換などを考えると、これがいい手法なのか今のところ不明です。

図脳RAPID3Dver.8と図脳RAPID3Dver.8Proとの違いはこちらに掲載されていますが
(表にしたものはこちら)
入出力ファイルの数はVectorWorksやTurbocadほど多くはないので変換ツールや
3DPDF作成のために他の形式へ変換処理がしたい時には不利です。

板金製作などの用途では図脳RAPID3Dver.8で問題なさそうです。
マニュアルには携帯電話のモデリング例があり、そういう樹脂成型品の設計には曲面やサーフェスモデルに強い図脳RAPID3Dver.8Proでないと駄目なのでしょう。

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「図脳RAPID3Dver.8」の評価2
次はレンダリングについて評価してみました。
デフォルトでは付属のBMPファイルを繰り返して背景としていますが雲やウィルスとい
タイトルのものだけです。

そこでVUE6Espritで背景をBMP形式で作りそのファイルを直接指定しレンダリングしてみました。
位置は「図脳RAPID3Dver.8」側で上下左右に調整しました。
ZUNOU3DREND1

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「図脳RAPID3Dver.8」の評価1
作図方法はともかく各種出力がどういう風にできるかチェックしてみました。

図脳2DCAD出力機能があり、3図面およびアイソメ図を出力という項目を選べば
ZRD形式で出力されるので図脳RAPID15proでなくとも
手持ちで一番古い図脳RAPID8proでも読めました。
線図なので3DCADでいうワイヤーフレーム的な図面となります。

3DPDF出力は3Dキャプチャ機能では以前きれいにリンクしてくれないので一旦中間ファイルで出力して
PDF変換することにしました。
XVL形式はファイル量が小さくてすむので簡単に変換できますが一部厚みがある筈の部分が透けかけて
しまいました。
VRML形式はやや角ばっていて色落ちしてくすんだ感じの色になります。
IGES形式はカラーのモデリングでもモノクロにようなアルミ色に変換されてしまうようで使えそうもありません。

画像形式の出力ではPNG形式で出力してみましたが、PC画面がそのまま綺麗に出力されます。
ZUNOU3D_WORK1

この図面はZRDファイルをRAPID8proで見た3図面+アイソメ図のうち
2つを花子にコピペしてGIF形式で切り出したものです。

ZUNOU2D

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図脳RAPID3Dver.8
以前から気になっていた図脳RAPID3D。
Ver.8になったので機構設計の支援になるのではないかとテスト購入。
図脳RAPID2Dからの追加購入は3月末で終わったと思ってフォトロンの通販サイトより
67,000円で購入。
後から気がついたのですがその期間は1年延長されていました。
その差額は4,000円ではありますがHPにはっきり表示してくれていないので損してしまいました。
ただ、逆に新規と2Dからの優遇購入がそれだけしか価格差がないのも残念ではあります。
ProバージョンはUSBキーが必要ですがこの通常バージョンは不要です。
説明書はProと共用ですが220ページぐらいであっさりと説明してあるだけで詳しいとはいえません。
ソフトウェアのメニューは図脳RAPIDの2Dに似てますが3D独自の機能が多いので特に2Dユーザーだから有利だとはいえません。
想像していたとおり3Dモデリングに特化しペーパー空間がないので用紙印刷には向かないソフトウェアです。
デフォルトではCD-ROMのサンプルはインストールされないようで手動でDATAフォルダにコピーして動作テストしています。
別売りの図脳RAPID3Dver.7.5のマニュアル本もサンプルとして電卓をモデリングしてますがあまり詳しい説明とはいえません。

アクロバット3Dにて3DPDFを作成してみると、デフォルトではモデルが小さく出力されてしまうのでいい一旦ズームしてから通常通りドラッグすることでモデルをブラウジングする必要があるようです。
図脳RAPID3Dver.8の利点は部品がツリー構造で表示できることですが、そのツリー構造は今のところ3DPDFには反映されていません。

来週も仕事が込んでいるので殆どこのソフトウェアのテストはできないでしょうが、現状ではTurbocad12Proの方が操作は難しいけれど便利そうです。

図脳RAPID3Dver.8Proへのアップグレードは同封の用紙には84,000円と書かれているので固定資産にならずに済みますがそれだけの価値があるかまだ未知数です。

ZUNOU3DS

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新型乾電池「エボルタ」
急にデジカメを使おうとして困るのが電池残量。
一眼レフデジカメは専用電池仕様なのですがコンパクトデジカメは以前から
単三電池が使用(代用)できる製品を選んできました。

今までは単三オキシライド2本を使っていましたが開放電圧がアルカリ電池より微妙に高いので心配でしたが
改良型でその電圧の問題も解決した「エボルタ」の発売はありがたいです。

以前、フジフィルムのリチウムの単三一次電池もモータードライブユニットの電池ケースに入れて使用してましたが軽いのがメリットですが高額でした。
コードレスマウスも単三電池2本必要ですがアルカリ電池で1-2ケ月ぐらいしかもたないのですが
流石にこういう部分にエボルタやオキシライドを使用する気にはなれませんが。

evolta3
DVDの寿命
以前にも文献を載せた記事を書いたことがあるのですが
昨日、NHKの「ニュースウォッチ9」でもDVD-Rの寿命を取り上げてました。

それによると
DVD-Rに高温高湿下(85度、80%)に置くと金属反射層の張り合わせ部分が剥がれ空洞や腐食が現れるというテスト。
屋外に20日放置すると色素層が紫外線による影響を受け、再生時にブロックノイズを発生してしまうとのことでした。
これは過酷な加速テストですが
一般的には11年、19年(加速テストの数学的処理で算出)ぐらいでエラーで読めなくなるというメディアも存在していました。
ノーブランドや海外製の廉価なメディアを使用されている方は特に注意が必要です。

大事なDVD-Rは保存用と再生用の2枚焼いておいて再生用がエラーを起こしたら保存用を下ろしてそれをコピーした新しいものを新たな保存用として繰り返し作業をエラーになった時点ですればいいとのことでした。
しかしCPRM対応メディアでコピー不可の場合もあるし、費用的な面でも大変で現実的には無理がありそうです。
DVD-R_LIFE
PC用単体デジタルチューナ比較
最近発売解禁されたPC用デジタルチューナ
どれを選んでいいのか困っていましたがそれを比較するサイトがありました。
ただ残念なのはBS/110度CS受信できるのは1機種のみでした。
ここには掲載されていませんが
I-O DATAから発売予定の
地上デジタルハイビジョンチューナー「HVT-T100」では
アナログテレビだけではなく付属のD端子-アナログRGB変換ケーブルでPC用アナログRGB端子にも接続可能です。
D端子はD4規格(1080i)に対応しており、1440×1080ドットのインタレース方式で映像出力が可能です。

t100img_tansi
エネプラグ
ありそうで無かったUSB機器に直接ACプラグから電源を供給するアダプタのエネプラグ
AC100VからUSBコネクタ経由で5V/0.6Aを供給可能です。
実売価格は980円ぐらいで今月あたりから入手できそうです。

近頃ではUSB接続で扇風機やヒーターなどPC関連の物ではない場合が多いのですが
そういうグッズにも利用できそうです。

gh_acc_usb_300x


プロフィール

SOPHIL

Author:SOPHIL
神奈川県でプリント基板のパターン設計業務をしています。
使用CADはP-CAD2002/2006、三次元CAD/SOLIDWORKSで実装部品を立体化
3DCAD、CG、グラフィックソフトを利用し
パターン設計ソフトの更なる使い勝手の改善にトライ。

メール

質問や仕事などのメール送付は下記アドレスまで お願い致します。

sophil@mug.biglobe.ne.jp

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