山にトンネルを掘る方法

SketchUpは、直感的にモデリングできるソフトで、地形も[等高線サンドボックス]ツールを使用して比較的簡単に地形モデルをつくることができます。

地形モデルにトンネルを掘るにはどういった方法があるか、実験してみました。
あくまでも自己流で使っているため、実際はもっといい方法もあると思います。
では始めましょう。

まず適当な等高線より[等高線サンドボックス]ツールで地形モデルを作成します。

コンターから地形モデルを作る方法はこちら　
http://support.google.com/sketchup/bin/answer.py?hl=ja&answer=95050

ここで地形モデルはグループ化されていくつかのオブジェクトが作られます。３Dを本格的に扱ってないのでよくわかっていないのですが、まず自分なりに理解してみます。

まず[グループを編集]を選択してグループ内に入ってみます。
グループ内には元のコンターが配置されています。

グループ内の曲線（元のコンター）

さらに下のグループに入るとサーフェスが生成されています。Googleのヘルプではサンドボックス、TIN、地形と用語が色々と呼ばれていますが、TIN（不定形三角網）というのが一般的なんでしょうか。

さらに下の階層のグループ(サーフェス）

下図は隠しジオメトリを表示させたサーフェスの状態です。これをみるとすべて三角形ポリゴンで、エッジをソフトニングしています。一般的な３Dソフトでいうところのサブディビジョンサーフェス（再分割曲面）でしょうか。

三角形で構成された擬似曲面

前置きがちょっと長くなりましたが、このモデルを元にしてトンネルを掘ってみます。

１．交差を使う方法

スケッチアップには[交差]ツールで地形に孔を空ける方法でやってみます。サンドボックスで生成された地形は上で書いたようにグループが階層化されているので、グループを分解して行う方法と、階層に入ってから交差を行う方法が考えられます。

一般的にコンターを残す場合と残さない場合がありますが、コンターはあったほうがなんとなく地形的でわかりやすいと思ってますが、いらないのであれば先に削除すると話は簡単になるでしょう。

１）グループを分解して交差を行う

交差を使うにあたってグループを分解して行ってみました。　

トンネル内は、多角形の面が張られている。

下方より確認

 コンターは円筒部分で分割されているため、手動で消しています。孔はきれいに開いていて下方から確認すると、外周の円筒部（トンネル部）は残っているため、ほぼ目的どおりです。


2)グループを分解せずに交差を行う。

次にグループを分解せずに、2階層それぞれのグループ内に入ってから交差を行ってみます。
下図左側は2段目のグループ（サーフェス）にはいって交差を行ったもので右側は、1断面（コンター）に入って交差を行ったものです。

左側はサーフェスに対して交差、右側はコンターに大して交差

下方から確認

下方から見ると、1段目のグループに入ってから交差したものは、内部に円筒の面は出来ているのですが、地形表面には、孔が開きません。グループがある場合は交差は出来ないということでしょうか。

一方2段目のグループに入ってから行った場合は地形に孔は開きましたが、円筒部の面は出来ていないのと、コンターは線分のまま残っています。


２．[スタンプ]ツールを使用する方法

スタンプツールは本来地形上に家の敷地や道路を投影して敷地を作る（スタンプする）ツールです。本来スタンプツールは鉛直に投影するツールなため、図形を回転させて円を鉛直に投影させて作成します。また実験ではオフセットは０ｍｍとしています。

内側が何かおかしい

下方から確認　内側の面は三角形に分割され所々面が欠如

コンターもサーフェスも消えて意外とうまくいっているみたいです。
しかし内部を見てみると面は三角形に分割されていて、また面がところどころ欠如しています。これは円筒部（トンネル部）もTINになるための不具合だと思われます。

３．考察

一番いいと思われるのは、コンターを削除して分解後に交差が一番確実に出来そうです。内側の面がいらない、もしくは一回り小さい内側面を挿入する場合には、スタンプツールが簡単でよさそうでした。ただし、勾配がついたトンネルを掘る場合は少し手間がかかります。