3Dモデリングの基礎知識！種類や活用例、学習方法を初心者向けに解説

3Dモデリングとは、パソコン上で多様な立体物を組み合わせながら、製品やキャラクターを3Dモデル化する一連の流れを指します。3DCADを用いた設計や、3DCGで作られた映像の中で3Dモデルを目にする機会も少なくありません。

3Dモデルを制作してみたいけれども、どのように作ればよいか疑問を抱える方も多いのではないでしょうか。

この記事では、3Dモデリングの詳細から、活用できる分野までさまざまな観点から解説していきます。初心者でも3Dモデリングが簡単に行えるおすすめのソフトも紹介しているので、3Dモデリングを行ってみたい方は最後まで是非ご覧ください。

3Dモデリングとは
モデリングにおける3Dと2Dの違い
3Dモデリングの種類
3Dモデリングが活かせる分野と活用例
3DCGと3DCAD、モデリングで使うならどっち？
3Dモデリングを初心者から学ぶには
3Dモデリングを学べばさまざまな業界で活躍の幅が広がる

3Dモデリングとは

3Dモデリングとは、パソコン上でソフトウェアを活用し、立体物を組み合わせて3Dモデルを制作する過程です。モデリングとは、製品や模型などを組み立て制作する手法を意味します。

平面で描かれた2Dモデルとは違い、奥行きがある立体的な3Dモデルを制作できる方法です。パソコンでモデルの元となる立体物を作り、立体物に外装のデータを整えてモデルを作っていきます。

モデリングに使用するソフトにはさまざまな種類が存在し、制作可能なモデリングの様式も異なります。3Dプリンターで創造される部品やパーツ、映像に登場するキャラクターなど、作成されるモデルは多岐にわたります。

医療や建築、ゲーム業界と、使用される場面は多種多様です。人々の生活の中で、3Dモデリングは不可欠な技術といえるでしょう。

モデリングにおける3Dと2Dの違い

3Dモデリングは、構造が複雑なモデルを作成でき、3Dプリンターやアニメーションに活用可能です。一方2Dモデリングは、主にロゴデザインや、設計図を考案する際に利用されています。下記に具体的な違いを紹介していきます。

3Dモデリングは、3次元の立体物を適用しています。立体物どうしをくっつける、削るなどの方法でモデリングしていきます。3Dモデリングでは軸に縦、横、奥行きの3種類の軸が存在しており、現実世界のように立体的な部分が特徴です。作成したい3Dモデルの基本形状に、テクスチャと呼ばれる外装データを貼り付け、レンダリングし、仕上げます。

対して2Dモデリングは、平面のデータを使用して行われます。縦軸と横軸で制作するモデルの大きさを定め、ベクターやラスターと呼ばれるグラフィックを活用してモデリングしていきます。普段使用している画像データは2D要素で生成されており、非常に身近な存在です。

	3D	2D
見た目	立体的	平面
作成方法	専用のソフトウェア	手書き専用のソフトウェア
技術	テクスチャメッシュレンダリング	ベクターグラフィックラスターグラフィック
軸	縦、横、奥行き	縦、横
主な使用用途	3D印刷映像制作設計図	印刷物ロゴデザイン設計図

3Dモデリングの種類

2Dと3Dで作成方法が違うように、3Dモデリングを表現する方法にも種類があります。下記はその一例です。

サーフェスモデル

サーフェスモデルとは、3Dモデルの外側だけつくる表現方法です。面だけがデータとして存在するため、データが軽い利点を持ちます。面の表現材質を細かく表現し、モデルの見た目に大きく変化をもたらします。キャラクターや3Dプリンターの印刷物のモデリングに利用される事例が多いです。

面と面をつなぎ合わせてモデリングが可能です。質量はないですが、表面積は計算できます。大抵の場合はソリッドモデルやワイヤーフレームとどうじに活用され、モデリングの見た目を視覚的に滑らかにします。

例としては、色紙に似ています。ソリッドモデルやワイヤーフレームでモデリングした内容に、色紙を貼り付けていくイメージです。

サーフェスモデルに用いられる方法は主に下記が挙げられます。

ポリゴン
スプライン
ベジェ

ソリッドモデル

ソリッドモデルは、3Dモデルに中身が詰まっており、面が存在する表現方法です。中身が存在するので、質量があります。そのため、大きなモデリングになると、データが重くなりがちです。主に製品の設計や、建築物のモデリングに活用されています。

円柱や真四角などさまざまな形状で立体物を作成します。サーフェスモデルが色紙であれば、ソリッドモデルは形を自由自在に変えられる粘土に近いです。粘土の形を整えた後に色紙を貼って、外装を綺麗にしていきます。

ソリッドモデルの例は下記の通りです。

CSG
B-Rep
NURBS

ワイヤーフレーム

ワイヤーフレームは枠組みのみを表現する方法です。線と頂点をつないで表現していきます。中身と面は存在せず、表面積も質量も存在しません。そのため、表示速度が軽い点が特徴です。

ソリッドモデルではデータが重くなってしまうため、ワイヤーフレームとサーフェスモデルを組み合わせたモデリングを行う場合もあります。手早くモデルの形状示せるので、モデリングの仮組に多く起用されています。

わかりやすい例を挙げると、針金でモデルの輪郭を作ります。作成したワイヤーフレームの間にサーフェスモデルを活用すれば、輪郭に沿って色紙を貼り付けることが可能です。

その他

上記で解説した方法は主なモデリングの手段ですが、モデリングを行うための方法はいくつも存在します。以下に簡単に解説を行います。

メッシュモデリング

線、頂点、面の3種を使用してモデリングする、ポリゴンメッシュとも呼ばれる方法です。3ⅮCGモデリングでは、多くの場合はポリゴンの集まりをメッシュと称しています。三角や四角のポリゴンデータに、面であるメッシュデータ貼り付けてモデリングしていきます。ポリゴンは図形の骨組み、メッシュは骨組みに貼る紙のイメージです。主に映像やアニメーションの制作に用いられます。

ボクセルモデリング

3Dの小さなデータ（ボクセル）を重ねてモデリングしていきます。平面データ上では画像の単位をピクセルと呼ぶのに対し、立体データ上では立体物の単位をボクセルと呼びます。医療業界での活躍が多いです。

スカルプトモデリング

ペンタブレットなど外付けのデバイスを用いて、立体物を直観的にモデリングします。やや上級者向けですが、他のモデリングより立体物を自由に創造できます。キャラクター制作に用いられるケースが多いです。

3Dモデリングが活かせる分野と活用例

3Dモデリングは自由な形状で制作できるため、活用できる分野は多岐にわたります。この項目では、3Dモデリングが主にどの分野で活かされているのか、紹介していきます。

エンタメ分野

アニメーションやゲームといったエンタメ分野で、3Dモデリングは不可欠な存在といっても過言ではありません。3DCGを活用し、細かなパーツの多いキャラクターの制作はもちろん、背景や滑らかな映像を3Dモデリングで実現しています。また、近年話題のバーチャルYouTuberにも3Dモデリングが活かされています。実際に見ている方も多いのではないでしょうか。

VRにも3Dモデリングは活用されており、映像を3Dで楽しむ側だけでなく、VR空間で3Dモデリングを行うことも可能です。

今後も娯楽を提供する上で、3Dモデリングの技術は続々と活躍していくでしょう。

建築分野

3DCADを使った3Dの設計は、建築分野を大きく支えています。設計以外にも3DCGの活用で、家の内装を具体的に形作れます。外装と内装、両方のモデリングで、顧客にとってより理想的な建築が提供可能です。建築の前段階なので、3Dモデルは修正もすぐに行えます。そのため顧客のニーズに応えるのも容易です。

また、不動産業界でも3Dモデリングは飛躍的な進歩を遂げています。家の間取りを3Dモデリングし、立体化を実現。インターネットを通じて、簡単に3Dで内見を行えます。実際に住宅に行く必要がなく、写真のみで決めるよりも正確に内装を理解できるので、賃貸を借りる際に「イメージと違った」といった失敗を防止できます。

製造分野

3Dモデリングは、製造の分野でも大いに活用されています。3Dモデリングで試作品をテスト的に作るのはもちろん、3Dモデルを利用し、パソコン上で製品の組み立てのシミュレーションも可能です。実際にモデリングした製品を、3Dプリンターや工作機械で制作も行えます。特に精密な機械などは、細かな部分もモデリングできる3Dと相性がいいです。

構造物や乗り物の設計図への活用も、有効な活用方法といえるでしょう。2Dモデルでは細かい設計部分の確認が困難ですが、3Dモデルであれば立体的に設計図を確認できるため、設計図もぐっと見やすくなります。設計図を読み解く時間が削減できれば、おのずと業務も効率化できます。

医療分野

3Dモデリングはさまざまな観点から医療現場に貢献しています。例として、3Dモデルで診断した部分の内容を確認できます。現実に近い立体物を用いているので、視覚的にもわかりやすいです。3Dモデルを用いて、病気の進行や治療のシミュレーションも行えます。目で見て具体的に治療内容を知れることは、患者にとってひとつの安心材料になるでしょう。

他に、臓器のモデル提供で多くの人々に役立っています。3Dプリンターで人間の臓器を印刷し、学術への応用や、より具体的な研修が可能です。臓器の3Dモデリングには、CT、MRIの画像データなどが元となっています。

また、3Dプリンターで印刷された臓器で、現場の手術に近いシミュレーションも行えます。医療現場において医師の育成はマストです。シミュレーションを行うことで、実際の手術のリスクを大幅に減らせます。

教育分野

教育分野では、3Dモデリング自体を教材に扱っています。動画教材や、3Dモデリングのスクールも存在しているため、学ぶ環境は想像以上に多いです。3Dモデリングの技術は、空間認識能力や制作のための論理的な思考を高められます。また、実際に想像したものを自分の手で制作する過程を学び、創造力や表現力を身に着けられます。従来粘土で行っていた図工の授業に近いです。

3Dモデルは世界中で活用されているため、将来の選択の幅を広げる手段にもなるでしょう。エンタメ、建築など上記にいくつか例があるように、3Dモデリングは多方面の分野で活躍しています。つまり、3Dモデリングは個人の市場価格をあげる手段にもなりえる訳です。

3DCGと3DCAD、モデリングで使うならどっち？

3DCGは動的な3Dデータの制作に、3DCADは動きのない立体物の制作に向いています。

3DCG（コンピューターグラフィックス）は、キャラクターの制作や3D映像、アニメーションをモデリングできるソフトウェアです。特に動きのあるモデリングを得意としており、作られたモデルは画面上で生き生きと動きます。ゲームやVR、建築などの幅広い分野で活用が可能です。

一方、3DCAD（キャド）は設計を得意とするソフトウェアで、静的な立体物の制作に向いています。動きのない建築物や製品の図面を3Dで作成、表示が可能です。CAD内で製品の組み立てや耐久度のシミュレーションができ、建築業界や製造業界で重宝されています。

	3DCG	3DCAD
主に行えること	キャラクター制作アニメーション背景制作	製品、部品、建築物設計図面作成試作品の組み立て
データ	3D	3D・2D
主な活躍分野	エンタメ建築医療 VR	建築機械製造製品製造土木

3Dモデリングを初心者から学ぶには

3Dモデリングは一見難しそうに見えますが、初心者から独学で学ぶ人も多いです。以下に、初心者の方が学ぶ方法を紹介していきます。

本や動画による独学

3Dモデリングに関する書籍や関連動画は膨大にあり、手軽に知識を深められます。特に有名な3Dモデリングソフトであれば関連動画も多く、勉強しやすいです。本や動画で学習を行う場合、自分の好きなタイミングで学習を行えるメリットがあります。

デメリットとしては、ひとりで勉強を行うため、継続のモチベーションの維持が難しい点です。加えて、不明点でつまずいた際に有識者に質問を行えない点も挙げられます。

しかしながら、最も費用がかからずに習得できる手段ともいえます。自主学習が得意な方であれば、おすすめの方法です。

オンライン講座の受講

オンライン講座の場合、インターネット環境さえあればすぐに勉強を開始できるので、自宅で3Dモデリングの勉強を行える利点があります。基本的にアウトプットをしながら進めるオンライン講座が多く、質の高い授業を受けられます。一般的なオンライン講座は教材に合わせて動画を見ることができ、分からない部分は動画で何度も確認が行える部分も魅力です。

デメリットとして、大体のオンライン講座は有料のケースが多い点です。また、インターネット環境も必要なため、環境がない際はオンライン講座を受講できません。

金銭的に余裕があり、自宅にインターネット環境がある方に向いているでしょう。ひとりで3Dモデリングの勉強を行いたい方にもおすすめです。

セミナーやコミュニティーへの参加

セミナーやコミュニティーへの参加は、講師の方や同じ内容を学習する人が周囲にいるので、3Dモデリングの勉強中に不明点が生じた場合でも、すぐに質問できる利点があります。コミュニケーションが取りやすいので、モチベーションも比較的維持しやすいです。無料のセミナーやコミュニティーもあり、学習の手助けとなってくれます。

一方、セミナーは定員数が決まっていることが多く、3Dモデリングのセミナーに必ず参加できるとは限らない欠点があります。また、コミュニケーションが苦手な方は、コミュニティーの利用は苦痛に感じてしまうかも知れません。

ひとりでは中々勉強に気が向かない方にはおすすめの学習方法といえます。