【完全版】3DプリンターでNゲージサイズの人物模型を作る方法

2022 9/04

2022年9月4日

こんにちは！ぷなぱてぃです！

みなさんは街の模型屋さんで売られている人間の模型を使った経験はありますでしょうか？

ジオラマを作ったことがない方でも、人間の模型（このブログでは以後人物模型と呼びます）が極めて重要な要素であることは想像しやすいのではないかと思います。

筆者の過去作品にも多くのエキストラの方々に出演いただいていますが、やはり『人』がいると面白味が違います。
※すべて市販品を加工せずの出演です

同じ場所の写真で見比べるとより鮮明ですが、人がいない世界の殺風景さは意図しない限り恐ろしいものです。

電車を動かす運転手さんや車掌さん、ホーム上の人、街をゆく人などなど、人の数だけ人生があり、ドラマがあり、それを生み出せるのが人物模型の大きな魅力です。

人間の生活、人情やその雑多な暮らしが積み重なった結果として都市や田舎などの景色が生まれ、それをモデラーは凝縮してジオラマの世界に落とし込むのですから、その重要性は計り知れません。

そのドラマを簡潔に表現するためにも、人間1人1人の表情や仕草がとても重要と言えます。

現在の模型市場で売られている人物模型には、TOMYTECの『ザ・人間』やKATOの人間シリーズ、YFSの人間などがあげられますが、どのような表情や仕草をしているかは各社の人間ごとに画一的に決まっており、自分はこんな表情を出したいのに・・と思ってもなかなかその表情にありつけないケースがあるように思います。

少し印象の悪い言い方になってしまうかもしれませんが、市販の人間は鉄道を引き立てるための人間としては十分な製品である一方で、人間の生活の積み重ねが都市の一部であると考え、その一要素として鉄道模型を含んだジオラマを作成しようとすると、痒い所に手が届かない、自分の手でどうにか作ることができないだろうかと考えることも少なくありませんでした。

そこで私は考えました。

ないのなら作ってしまおうニンゲンを

手順の確立まではいけてないですが、前回の記事で人物模型を作ることができる可能性について考えています。

全体の流れ

まずは全体の流れを追って、大枠を捉えるところから進めていきましょう！
スライサーソフト以降はかるっと触れますが、熟知している方が多いとも思うので流れ図からは省略しています。

STEP

3DCGの人体を生成する

人体生成3DCGソフトである『MakeHuman』を活用し、
作りたい人物像に近い3DCGを生成します。

今回は例として、座っている人々を作ろうと思います。

STEP

人物にポーズを取らせる

3DCGアニメーション作成用ソフトである『Blender』を活用し、
『MakeHuman』で生成した人物にポーズをとってもらいます。

STEP

ポーズをとった人物を読み込む

引き続き『Blender』を活用し、ポーズの決まった人物データをとりまとめます。

STEP

取り込んだデータを3Dプリンターで出力できるようにする

STEP3までで生成した人物データはただ取り込んだだけでは出力できません。その工夫をご紹介します。

STEP

出力してみる

実際に出力してどのような結果となるか見ていきしょう！

【STEP1】3DCGの人体を作成する

まずはじめに、無料人体生成3DCGソフトである『MakeHuman』を活用し、
作りたい人物像に近い人体を生成します。

ソフトの導入については過去記事をご覧ください！

ソフトを起動する

ソフトの準備が整ったら起動します。
起動直後は性別のよくわからないデフォルトの人間がスタンバイしています。

ボーン（骨格）をつけよう

はじめにボーンの設定を入れましょう。

ボーンはそのままの意味で、この人間くんの『骨格』にあたります。つまりこれがない状態の人間くんはクラゲと一緒です。

このボーン（骨格）の設定がないと、今後のポーズ変更の作業がうまくできません。
茨の道を避けるためにもしっかりと設定するようにしましょう。

設定は、「ポーズ/アニメーション」タブから「スケルトン」タブを選択し、設定しましょう。
特にこだわりがなければDefaultを選択すればよいと思います（個人的には違いがわかりませんでした）

ポーズを取らせる

詳細なポーズは後述の『Blender』を使用した方法で変更するのですが、
大まかなポーズは『MakeHuman』側でも変更ができます。

どちらのソフトでポーズをとればいいの？という疑問もあるかと思うのでざっくり基準をまとめました。

立っている/座っているなどの大きな違いは『MakeHuman』で予め設定する
一挙手一投足など詳細は『Blender』で設定する

今回は座っている人を作りたいので、ボーンと同じく「ポーズ/アニメーション」タブから「Pose」タブを選択し、作りたいポーズに合わせたポーズを選択します。

今回は座っている人を作りたいのでSittingnaturalを選択しました。
ポーズが変わり椅子か何かに座っているようになりました。

ただ少し姿勢が悪いので後述の『Blender』を用いた手順で修正したいところです。

体型を整え服を着せる

人物の個性が最も出る部分化もしれない『体型』を整えていきましょう。
~~※筆者は最近運動不足が祟って少しおなかが出てきました。~~

いじるのは最初の画面で開いてあったであろう、「モデル」タブから「メイン」タブを開いた箇所です。
ここで様々な人物の設定を決めることができます。

デフォルトは性別からなにまで一通り中央、そしてアフリカ人とアジア人、白人成分が3等分されているようです。

ここで今回作る人物の設定を考えてみます。
座っている人々ということでしたが、今回は特に『電車で移動中の女性』をイメージして取り組もうと思います。

表現したい人物像が決まったら、あとはMakeHumanのタブから様々な設定を加え、理想に近づけます。

ということで出来上がった人物がこちらです！
ここはインターネットという公共の場である以上、モデルさんには服を着ていただきました。

顔を整えていくうちに、綾〇はるかさん似の女性になりました
以後はるかさんと呼ぶことにします。

『MakeHuman』なのですが、無料ソフトだからか選べる洋服のレパートリーは多くありません

こればかりは仕方がないんですかね～、、
男向けの服装はいっぱいあるのに、おしゃれな女性向けの素材が少ないのは少しもったいないです。

今回は渋々こちらのTシャツ姿にしました。
1/150サイズとなると、服の境目がほとんどわからないかと思うのでこれで十分なのではないかと思います。
※特に電車の中で座っている人を想定しているのでなおさらです

靴はこの後の処理でいらなくなるので設定を割愛しました。
こちらも男用の靴しかないというのも問題ではありますが・・！

ここまでできたらデータの保存もお忘れなく！

【STEP2】人物にポーズを取らせる

『MakeHuman』での人物の作成が終わると、その人物により自由なポーズを取ってもらうステップに入ります。

この際使用するのが先ほどから何度か登場している 3DCGアニメーション作成用ソフト『Blender』です。

『MakeHuman』で作成した人物のボーン（骨格）を使用してポーズを修正していきます。

データを読み込む

それでは『MakeHuman』で作成した人物データを『Blender』に取り込んでいきましょう。

Blenderを起動する

まずは『Blender』を起動するわけですが、ここで注意事項があります。

作成した人物の映った『MakeHuman』を起動した状態 で『Blender』を起動してください。

起動直後の画面中央にある立方体は削除してしまいましょう。

MakeHumanとBlenderを連携させる

そしてもう一つここでやっておくことがあります。

『MakeHuman』と『Blender』を連携させるアドオンを追加する

これをしないと『MakeHuman』でせっかく作った人物モデルを『Blender』に取り込むことができません。

『MakeHuman』をインストールしてある前提であれば一瞬で終わるのでササっと連携してしまいましょう。

下記画像のように、「編集 > プリファレンス」を選択するとプリファレンス画面が出現します。
そこからさらに「アドオン > インストール」を選択します。

するとファイルビュー画面が出現するので、『MakeHuman』のインストール先（makehuman-community-1.2.0-xxxxxという名前のフォルダ）を探します。

すると明らかに『Blender』との連携ができそうなzipファイルがあるのでこれを選択しインストールします。

インストールができたらプリファレンス画面の検索窓から『MakeHuman』で検索し、アドオンを有効化します。

これで『MakeHuman』で作成したデータを『Blender』へ取り込む準備が完了となります！

アドオンのインストールが成功していると、画面右上の < マークを選択すれば『MakeHuman』のタブが出てきます。

これを選択して『import human』ボタンを選択すると、現在起動している『MakeHuman』の人物が取り込まれます。

成功すると画像のように先ほど作成した人物が出現します。
（先ほどまでの綾〇はるかはどこへやら・・どちらかというとイモ〇では…？）

ポーズをいじる

出現した人物データに黒い線が映っていますが、これがボーン（骨格）です。
これをいじることでポーズは自由自在になります。

このボーン（骨格）のうちどこでもいいので選択します。するとボーンが選択された状態（オレンジ色）になります。
その状態で左上のボックスから「ポーズモード」を選択します。

ポーズモードとなっていると、ボーン（骨格）選択時に水色に変化します。

あとは好きにボーン（骨格）の向きを調整します。

基本的にはRキーでそれぞれの平面に対してボーンを回転させるのが良いかと思います。

例えばずれている右足を下の画像のようにXY平面から見ることで修正します。

修正したものは他の角度から問題ないか確認するようにしましょう。

この作業を幾度となく繰り返すことで、理想のポーズに近づけていきます。

ということで、はるかさんの姿勢が矯正されました！👏

それではこのはるかさんを保存していきましょう。

「ファイル > エクスポート」から拡張子「.obj」を選択し、好きな場所に保存します。

これにてSTEP2終了です！
ここまでの手順を繰り返し、複数体の人体を生成できたら次に進みましょう！（1体でも大丈夫です）

【STEP3】ポーズをとった人物を読み込む

ここではポーズを取った人物を読み込んでいきます。

STEP2で作ったBlenderのファイル内でそのまま出力のための加工を行う、でも問題ないのですが、例えば、同じ人物で基本的にポーズを作りたいけど加工してしまったのでデータを戻せないといった事件が起きることがあります。

同じ人物なのに改めて『MakeHuman』で作ろう、というのは効率が悪いです。

そこでSTEP2で作った人物はそのまま保存しておき、加工は別ファイルで行うのがお勧めです。

せっかくなら複数体まとめて加工できるとスケールも合わせやすいということもあり理想的です。
そんな方法を考えてみたのがこのSTEP3になります。

複数体を一斉に出力する上での課題

このSTEPでは、ポーズをとった複数人物を効率的に出力することを考えます。

ここまでくるとあなたの手元には複数人分の.objファイルがあるかと思いますが、ここで大きな問題があります。

例えば複数人分のデータををFusion360に取り込もうとすると、あまりにメッシュが多く動作が重くなってしまい、作業どころではありません。Fusion360は工業製品向けの3DCADソフトなので、線形の複雑な人物データの取り込みには向かないようです。

そこでこれまで人物のポーズを整えたBlenderならどうか？

Blenderの場合、1体ずつインポートすることで複数人物を混ぜた出力元データを実現することができそうでした。

ただしこの方法だと1体ずつのインポートが必要で効率的とは言えません。

そこで調べていくと、スクリプトを組むことで複数人物一括でインポートできるとのことで、
試してみるととても簡単だったため情報として残しておきます。

複数体一括でインポートする方法

複数体一括でインポートする方法は以下の通りです。

好きな場所にscriptフォルダを作る
scriptフォルダ内にPythonスクリプトを配置する
scriptフォルダ内に作成した.objファイルを配置する
Blender内でPythonスクリプトを実行する

Pythonスクリプトと聞いて頭が痛くなった方！とても簡単なので大丈夫です。
このまま進めればまとめてインポートができるようにまとめるので、真似してみてください。
それでは詳しく見ていきましょう！

1. 好きな場所にscriptフォルダを作る

ご自身のPCの好きな場所にscriptフォルダを配置します。

2. scriptフォルダ内にPythonスクリプトを配置する

タイトルの通り、scriptフォルダ内にPythonスクリプトを配置します。

スクリプトの中身は下記をまるっとコピペすればOKです。
適当なエディターにコピペしたファイルにobj2blender.pyとでも名付けて配置しましょう。
（応用をしたい場合や詳しく知りたい方には公式APIドキュメントがあるので参考にしてください）

import os
import bpy

obj_dir = os.path.join("D:\OBJデータ\script") #Windows向け
# obj_path = bpy.path.abspath('絶対PATH') #Mac

# ディレクトリ内のすべてのファイルのリストを取得
file_list = sorted(os.listdir(obj_dir))

#「obj」で終わるファイルのリストを取得
obj_list = [item for item in file_list if item[-3:] == 'obj'] # obj, fbx, vrm, etc...

# obj_listの文字列をループし、ファイルをシーンに追加
for item in obj_list:
    path_to_file = os.path.join(obj_dir, item)
    bpy.ops.import_scene.obj(filepath = path_to_file) ## obj, fbx, vrm, etc...