TOPIC 8｜Blenderで活用する[1/2]｜3D都市モデルのBlenderでの読み込み方

TOPIC8：Blenderで活用する

Blenderは、オープンソースの3DCG制作ツールです。このトピックでは、BlenderでPLATEAUを活用する方法を説明します。

【目次】

8.1　 Blenderとは

　8.1.1　 Blenderのダウンロード

　8.1.2　 Blenderの起動とセットアップ

　8.1.3　 プロジェクトの新規作成

8.2　 3D都市モデルの基本的な読み込み方

　8.2.1　 OBJ形式ファイルの入手

　8.2.2　 OBJファイルをBlenderにインポートする

　8.2.3　 視点の調整

8.3　 別のデータを重ねる

8.1 _ Blenderとは

Blenderは3DCG製作のほか、2Dアニメーション、デジタル合成、動画編集も行える統合型のオープンソースのツールです。Blenderを使うと、3D都市モデルをインポートして、必要な建物だけを取り出したり、複数の3D都市モデルをインポートしてマージしたりするなど、3Dモデルとしてさまざまな加工ができます。

8.1.1 _ Blenderのダウンロード

Blenderは、Blenderの公式サイトのダウンロードページから入手できます。このトピックでは、2022年10月時点の最新版である3.3.1を扱います。

ダウンロードしたインストーラを起動し、画面の指示通りに進めていけば、インストールできます。

【Blenderの公式ページ】

https://www.blender.org/

8.1.2 _ Blenderの起動とセットアップ

初めて起動すると、クイックセットアップの画面が開きます。ここでは言語を［日本語（Japanese）］にして他の設定はデフォルトのまま、［次］をクリックし、これを以降用いる設定として保存して進めます。

8.1.3 _ プロジェクトの新規作成

Blenderは、3DCG製作以外に、2Dアニメーションや動画編集にも使えるソフトです。起動すると、図 8-4に示すスプラッシュ画面が表示され、どのようなファイルを新規作成するのかが尋ねられます。

以下では、PLATEAUの3D都市モデルをBlenderで開いて3DCG製作をしていきます。そのようなときは、［全般］からプロジェクトを新規作成します。

初期画面では大きな透視図が表示されます。このエディター画面を「3Dビューポート」と呼びます。ここに3Dのオブジェクトを配置していきます。

配置先は「シーン」と呼びます。シーンに配置されているオブジェクトの一覧は、右上の「アウトライナー」と呼ばれるエディターに表示されています。最初の状態では、カメラ（Camera）とキューブ（Cube）、ライト（Light）の3つのオブジェクトが配置されています。これらは、シーンコレクションと呼ばれるグループ化機能で、ひとまとめにされています。

コラム：操作ウィンドウを切り替える

起動直後、右上にはアウトライナーが表示されています。［エディタータイプ］をクリックすると、別のエディターに切り替えることもできます。左側の3Dビューポートについても同様に、ほかのエディターに切り替えられます。

以降、PLATEAUの3D都市モデルをダウンロードするにあたって、最初に表示されている中央のキューブが邪魔になるので、あらかじめ削除しておきます。

削除するには、3Dビューポートでキューブ自体をマウスでクリックして選択、もしくは、アウトライナー上で［Cube］をクリックして選択し、［Delete］キーを押します。

8.2 _ 3D都市モデルの基本的な読み込み方

Blenderでは、OBJ形式やFBX形式のファイルをインポートできます。ここではOBJ形式の3D都市モデルを読み込んで、表示する方法を説明します。

8.2.1 _ OBJ形式ファイルの入手

次のいずれかの方法で、OBJ形式の3D都市モデルを準備します。

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①G空間情報センターから、利用したい3D都市モデルのOBJ形式ファイルをダウンロードする

G空間情報センターでは、一部の都市で、CityGML形式以外に、OBJ形式やFBX形式に変換したファイルを提供しています。
2022年11月現在、提供されている都市は、下記のとおりです。

②PLATEAU SDK【TOPIC 17】やFME Form【TOPIC 4】などを使って、CityGMLから変換する

CityGMLから変換する工程を工夫することで、必要な建築物だけを取り出すなどのカスタマイズが可能です（FME Form等での変換は【TOPIC 3 3D都市モデルデータの基本】「3.5 座標と高さの取り扱い」、【TOPIC 4 CityGMLから各種データ形式へのコンバート】参照）。
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ここでは①の方法で、東京都23区の3D都市モデルをダウンロードしたものを使います。

G空間情報センターの東京都23区の3D都市モデルのページを開き、［OBJ］の部分からダウンロードします（図8-7）。

■ 東京都庁周辺のデータ

G空間情報センターからダウンロードした東京都23区のOBJ形式ファイルでは、3次メッシュの単位でファイルが分割されています。

以下では、新宿の東京都庁付近の3D都市モデルを例として扱います。この建築物は、3次メッシュの「53394525」に存在します。

■ ファイル構造

ファイルは、次の構造で格納されています。

13100_tokyo23-ku_2020_obj_3_op
├─bldg
│  ├─lod1
│  │  ├─53392546_bldg_6677_obj
│  │  │      53392546_bldg_6677.obj
│  │  │  …略…
│  └─lod2
│      ├─53392633_bldg_6677_obj
│      │  │  53392633_bldg_6677.obj
│      │  │  materials.mtl
│      │  │  
│      │  └─materials_textures
│      │          hnap0664.jpg
│      │  …略…
├─brid
│  ├─53392641_brid_6677_obj
│  │  │  53392641_brid_6677.obj
│  │  │  materials.mtl
│  │  │  
│  │  └─materials_textures
│  │          hnap0339.png
│  │  …略…
├─dem
│      53392545_dem_6677.obj
│      53392546_dem_6677.obj
│      …略…
├─metadata
│      obj_13100_2020_metadata_op.xml
└─tran
        533925_tran_6677.obj
                …略…

都庁を含む53394525というメッシュコードの3D都市モデルは、LOD1、LOD2それぞれで、次のファイルが相当します。

LOD1の場合：bldg/lod1/53394525_bldg_6677_obj/53394525_bldg_6677.obj

LOD2の場合：bldg/lod2/53394525_bldg_6677_obj/53394525_bldg_6677.obj

■ 座標系とスケール

G空間情報センターからダウンロードできるOBJ形式ファイルは、平面直角座標に変換されたものであり、その座標軸に合わせて、北方向がX軸、東方向がY軸、高さ方向がZ軸に設定されています（図3-27を参照）。単位はメートル単位です。

3Dソフトによって軸の向きや縮尺が異なるので、それに合わせて読み込む必要があります。

コラム：4次メッシュ

都市によっては、3次メッシュをさらに4分割した「4次メッシュ」で分割されることもあります。4次メッシュは、4分割した左下を「1」とし、反時計回りに連番が付けられています（図8-8）。

8.2.2 _ OBJファイルをBlenderにインポートする

3D都市モデルのOBJファイルをダウンロードしたら、Blenderにインポートして配置します。ここでは、LOD1の53394525_bldg_6677.objファイルを配置してみます。

［1］OBJファイルをインポートする

Blenderの［ファイル］メニューから［インポート］―［Wavefront(obj)］を選択します。

［2］OBJ形式ファイルを開く

フォルダをたどって、LOD1の53394525_bldg_6677.objファイルを選択します。

このとき［トランスフォーム］で、軸の向きを設定します。［前方の軸］を「Y」、［上向きの軸］を「Z」に設定し、［Wavefront OBJをインポート］をクリックして読み込みます。

Blenderのシーンのデフォルトの寸法単位は「メートル」であり、PLATEAUのOBJ形式ファイルもメートル単位であるため、原寸で読み込めます。

コラム：トランスフォームを間違えた場合

トランスフォームの軸が正しくないと、間違った向きでインポートされてしまいます。

［3］読み込んだ3D都市モデルを表示する

右上の［アウトライナー］を見ると、インポートによってデータが登録されたことがわかります。インポートされたデータは、原点に配置されますが、この段階では3Dビュー上に見えません。

コラム：FBX形式ファイルを読み込む

同様に［ファイル］メニューから［インポート］―［FBX(.fbx)］を選択すると、FBX形式ファイルを読み込めます。

FBX形式ファイルを読み込むときも、［トランスフォーム］のオプションで［方向を手動で設定］を選択し、それぞれの軸の向きを設定します。［前方］で［Yが前方］、［上］で［Zが上］を選択します。

そして［スケール］には「100.0」を設定します。これはBlenderのFBX形式のインポートでは、センチメートルを単位とするためです。

8.2.3 _ 視点の調整

データはインポートされていますが、視点の関係で、3Dビュー上では見えません。視点を調整して見えるようにします。

［1］視点を向ける

まずは視点を3D都市モデルに向けます。アウトライナー上で読み込んだ3D都市モデルをクリックして選択してから、テンキーの［.］キーを押します（もしくは［ビュー］メニューの［選択をフレームイン］を選択します）。この操作で、オブジェクト全体が見えるように視点が移動します。

［2］遠くまで見られるようにする

既定のビューの設定では、1000m先までしか映しません。OBJ形式の3D都市モデルは、メートルを単位とした平面直角座標系でとても大きく、この設定では、全域が入るように視点を合わせたとき、遠くにありすぎて見えません。

そこで、より遠くまで見えるようにビューの設定を変更します。左側の3Dビューポートをクリックしてアクティブにしておき、［N］キーを押すと、右側にアイテムやツール、ビューを選択できる画面が表示されます。この画面で［ビュー］タブを開き、「終了」を「10000m」に設定します。これは10000m先まで表示されるようにする、という設定です。このように変更すると、3D都市モデルが表示されます。

8.3 _ 別のデータを重ねる

同じ平面直角座標系であれば、同様の方法でインポートすると、それらはピッタリ重なります。

例えば、隣接する代々木周辺の3次メッシュ「53394515」（53394515_bldg_6677.obj）を追加すれば、図 8-16のように、その横に表示されます。

もちろん、LOD1とLOD2とを重ねて表示することもできます。同じく隣接する新宿駅周辺の3次メッシュ「53394526」のLOD2モデルを追加した例を図 8-17に示します。

なお、LOD2であるのにテクスチャが表示されていないのは、3Dビューの既定の表示が「ソリッド」になっているためです。右上のボタン群で［マテリアルプレビュー］や［レンダープレビュー］に切り替えれば、テクスチャも表示されます。

重ねられるのは建築物だけではありません。地形や橋梁を重ねることもできます。同じメッシュコードの地形データであるdem/53394525_dem_6677.objを重ねた例を図 8-21に示します。マテリアルプレビューだとややわかりにくいですが、ワイヤーフレームに切り替えて少し拡大すると、地面の起伏が表現されていることがわかります。

【メモ】

拡大・縮小の操作は、マウスのホイールで行えます。手のアイコン部分をドラッグすることで上下左右に動かせます。

コラム：道路の高さを表現する

PLATEAUの3D都市モデルに含まれるLOD1及びLOD2道路モデル（tranモジュール）は、高さを持ちません（ただしLOD3には高さ情報があり、立体交差が表現されています）。他方、建築物モデルなど他のデータと組み合わせて道路モデルを3次元的に利用したい場合には、道路モデルの疑似的な高さを付与する方法が便利です。ここでは、地形（dem）のデータを利用して、道路モデルに高さを付与する方法を紹介します。

考え方としては、図8-23のように道路データを押し出して立方体を作り、それを地形データでブーリアン処理して切り出すことで生成します。

実際の操作としては、次のようにします。

［1］道路と地形のデータを読み込む

Blenderで、道路と地形のデータを読み込みます。

［2］道路を押し出す

道路の任意のオブジェクトを選択し、［Tab］キーを押して［編集モード］に切り替え、［選択］―［すべて（A）］、［面（Ctrl+F）］―［面を押し出し］の操作をして、地形と交差する立方体を作ります。

［3］ブーリアンを追加する

手順［2］の押し出した道路オブジェクトを選択し、［プロパティ］エディターの［モディファイアープロパティ］から［モディファイアーを追加］を選択し、［ブーリアン］を追加します。

［4］地形とブーリアン処理する

ブーリアンの設定でスポイトアイコンを使って、演算対象として、地形のオブジェクトを選択します。

［交差］を選択し、［下向きの矢印］ボタンから［適用］を選択します。

この処理によって、地形と同じ高さで道路を押し上げた立方体が切り取られます。

［5］同様の処理を繰り返す

同様の処理を繰り返します。

ひとつずつ編集するのは煩雑なので、複数まとめて処理することもできます。まとめて処理するときは、対象オブジェクトを選択して、［Ctrl］＋［Ｊ］キーでオブジェクトを結合しておきます。

結合したオブジェクトに対して、同じ処理をすると、図8-30のようにスパイク状の形状が作成されることがあります。その場合は、図8-27において［モディファイアー設定］から「自分自身」にチェックを付けると改善されます。

こうした処理によって道路を地形と組み合わせて処理すると、図8-31のように道路に高さを設定できます。