paper-cad_宮崎PJ_未踏ジュニア成果発表会

宮崎航大 PJ（石丸翔也メンター） 撮影OK!SNS歓迎 #PaperCAD#ペパキャ ド

何がやりたいか 建物模型を自作するときに 大変な設計作業 を簡単にするためのCAD PJ

印刷 A4の厚紙に印刷 家電量販店等で販売されている

展開図の線に沿って切断

接着 のりしろは使わず、 角棒や紙の辺で

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宮崎航大 Kodai MIYAZAKI 鉄道模型ジオラマを4年制作 コンピュータも好き 7

模型への愛 なぜこれが必要か？

生きていて見ることない 現実世界では不可能な 視点から街を見る 建物・空間を 模型によって再現する

模型の中に暮らす人々を 想像し想いを馳せる

生きていて見ることが できない視点から 街をみれる これが建物模型 紙で作られている 13

建物模型を作りながら思ったこと とにかく設計だけがつらい！！

模型を作るフロー（紙） 1.実際の建物を 現地視察 2.展開図に落とす 3.紙に印刷する 4.塗装,切断する 完成！ 15

手書き or 2DCAD Jw_CAD,AutoCAD → これはAutoCAD この作業を設計と呼んでいる！ 16

模型を作るフロー → 自分の頭の中で展開する→ノウハウ頼り 設計時点で完成図は想像するしかない→不安 17

7 全体の 割くらいの時間 （宮崎の経験則） 1.実際の建物を 現地視察 2.展開図に落とす 3.紙に印刷する 4.塗装,切断する 完成！ 18

設計の闇 これでいけるやろ！→失敗の繰り返しで センス・直感が磨かれて上達 技術継承が困難で数をかますしかない 経験者でも辛い。ノウハウがない初心者は尚更 20

このプロジェクトが目指すのは、 模型制作における一番のボトルネックである 設計を楽な作業にし、 経験者がストレスフリーに、 時間をかけるべきところにかけられるように。 初心者も簡単に模型を作れる世界に。 21

具体的にどう設計を 簡単にするの？

とは？ |国土交通省が公開する3D都市モデル（オープン データ） |精度が高い建物モデルを簡単に入手可能！！！！ →モデリング不要で 現実の建物の展開図 作成可能に 24 24

建物の3Dモデルから 展開図を生成して、 設計を自動化しよう

Paper CAD 印 刷 ・ 組 み 立 て 展開図を 自動生成 ユーザーが作成した 建物3Dモデル or 国土交通省が制作する 都市空間3Dモデルプラットフォーム 27

3Dモデルからの展開図生成の良い点 は？ ✓ノウハウに頼ることなく、簡単に見たままの模型を作れる ✓完成後と3Dモデルが対照してるので、想像の必要なし ✓Plateauなどの建物3Dモデル基盤のリソースを活用できる ✓計算不要で正確な展開図を生成できる などなど 28

従来 現地視察 図面おこし 完成後の模型 （ノウハウ） を想像 図面完成 29

従来 現地視察 図面おこし 完成後の模型 （ノウハウ） を想像 図面完成 60m+ Paper CAD 作りたい建物の 3Dモデルを 用意/作成 自動展開|Paper CAD 図面完成 5m+ Plateau等から3Dモデルをインポートする場合は、人間の介入は不要！ その他でもモデリングのみでOK！ 31

Paper CADの機能紹介

未踏ジュニアに採択後、開発を始めた 模型を作ってきた経験と、周りの人たちからの こんな機能あったら、もっと建物模型制作が楽 になりそう！を大事に実装を進めた。 33

3Dモデルの編集機能 展開図の編集機能 35

住所・施設名からの STEP・CityGML・STL等の 建物インポート 汎用3Dモデルのインポート 36

3Dモデル→展開図の自動生成 37

組み立てモード 38

テクスチャーパターンの貼り付け 39

他にもいろいろ。 40

3Dモデル→展開図の自動生成 41

3Dモデル→展開図の自動生成 Paper CAD Backend 1.形状解析 2.入り組んだ形状を簡略化 3Dモデル 3. 面の向きを元に2D展開 展開図 4. 展開図のレイアウト最適化 5. SVG/PDF生成 44

住所・施設名からの読み込み |Plateau（国土交通省）の 建物の３Dデータ（CityGML）を変換して読み込み |CityGML→STEPというファイル変換を行う モジュールを独自実装し実現 | 面の傾きを自動補正 | 形状抽出を賢く行う | 地理座標(経度緯度)→投影座標（m) | モデルに開いた穴を自動修復 | 極端な曲面は三角化 48

ユースケース | 模型経験者はサクッと模型が作れるように。 | 模型が好きではないけど、建物模型を作らなきゃいけない | 例えば建物を新しく作るときに、どんな雰囲気か知りたい | 趣味としての建物模型が気軽に 49

技術的な視点から見た Paper CAD

技術的な構成 フロントエンド バックエンド Chili3d(OSS WEB CAD)をフォーク 展開処理・CityGMLからの +α展開図機能:SVG編集・面番号等を実装 読み込み等はバックエンドで動作 52

技術的な深み | 3Dモデルから2D展開図への自動変換 | 簡略化、面のグループ処理 | 模型制作経験に基づいた実装 | なかなか苦労した | 3D都市モデル（CityGML）の完全サポート | 世界的に見ても、CADで使えるSTEPへの変換例はほぼ無し！ | Vibe Coding?できません。 | 変換ライブラリ等ではなくフルスクラッチ | 非常に苦労したけれども未踏的 53

ユーザーからの声

模型経験者に使ってもらった際の感想 @himiyurunさんより 部活で3年間主に模型制作をしていた。 有名な建物だと設計図があったりするので、それを活用した。ない場合は、 Google Earthやgsi mapsを使って設計した。高さは正確ではないので、CAD で見た目から調整していた。 FusionやAutoCADを使って設計をしてきた。細かい寸法も全部決定してく れるので、作業の割り振りが楽だから。 設計は複数人でできないので、設計が短くなると制作に早く入れて嬉しい。 まず展開図機能は素晴らしいと思った。全て3DCADで設計できるようにな り、カッティングマシン用のデータに変換できる。テクスチャマッピング 機能も面倒くさいピクセルとセンチメートルを変換を自動でやってくれる のでとても楽。この二つの機能が組み合わさることで、作業の効率化が期 待できる。特にカッティマシンを駆使した模型制作や、複数人での模型制 作においてはその魅力を発揮することができると思った。 ウェブで動かせるのは便利かもしれないが、こういうものはデスクトップ アプリケーションのものがほとんどで慣れが必要。形状の編集はちゃんと 作ってると思うが、やはりFusionやAutoCADと比べると信頼できない。ま た、展開図がバラバラで生成されるので、接着面が多くなり見た目がよく ないので使う場面は限られると思った。 結論としては、展開図出力、テクスチャのマッピング用として、Fusionや AutoCADなどと一緒に使いたいなと思った。 CADにはいろいろな用途があり、その一つが模型設計であるが、なかなか それにフォーカスしたものはなかったので、まだまだ課題はあるが可能性 を感じた。今後に期待したい。今後部活に普及させていきたい。 設計は複数人でできないので、 設計が短くなると 制作に早く入れて嬉しい。 複数人での模型制作においてはその魅力 を発揮することができると思った。 CADにはいろいろな用途があり、 その一つが模型設計であるが、 なかなかそれにフォーカスしたものは なかったので、 まだまだ課題はあるが可能性を感じた。 55

Paper CADを作ってみて まとめ

Paper CADをつくってみて |自分でも使ってみて笑っちゃうほど便利で感動した。 |今まではまとまった時間がないと模型を作れなかったが、 これで好きな時に作ることができる！ | 夏休み等しかこれまでは作れなかった 57

今後の展望 ✓展開の精度検証・向上 ✓結局は3Dモデルの質に依存してしまう問題を解決したい ✓建物モデルのみを共有するプラットフォームを作るなど ✓建物に最適なモデリング方法を探る ✓模型コミュニティーへの周知活動 58

Paper CADのまとめ ✓Paper CADは、建物模型を作る中で一番大変な “設計”を簡単にするためソフトウェア ✓WEBで動作し、学校の部活等でも使用できる ✓作りたい建物を3Dモデルにして、自動展開図生成が可能 ✓Plateau等との連携により、モデリング不要で建物を模型 に 59

おわり 未踏ジュニア期間中 支援してくださった皆様、石丸さん、団体やスポンサーの皆様 本当にありがとうございました。 皆さんのサポートのおかげでPaperCADを実現できました!