POV-Ray で描く 3D 自転車(ロードレーサー)




使用ソフトは、 Persistence of Vision(tm) Ray Tracer (POV-Ray) Version 3.1。
POV-Ray については、本家サイト POV-Ray - the Persistence of Vision Raytracer を参照。


▼ FRAME (フレーム)

円柱(cylinder)プリミティブの組み合わせ。リアブレーキ台座には超2次曲面 (superellipsoid)を使用。


▼ FORK (フォーク) & STEM (ステム)

フォークに使われている曲がった金属パイプは、 球(sphere)のプリミティブを多数個連続して並べたものを CSG(Constructive Solid Geometry)で和をとることにより表現。 始点と終点における方向ベクトルの重ね合せの比率を一定の割合で変化 させながら#whileで回すことにより滑らかに曲がった円柱を表した。
ステム部分は、ブロブ(blob)プリミティブによって、球と円柱を滑らかに 結合させた。


▼ HANDLE (ハンドル)

フォークと同様の手法で、曲がった金属パイプを表現。


▼ SEAT PILLAR (シート ピラー)

最も簡単にサドル部分を表現するには一体どうすればいいのだらう?
ベジエ曲面(bicubic_patch)プリミティブが有力候補だが・・・。


▼ FRONT HUB (フロントハブ)

外形は、回転体(lathe)プリミティブそのまま。軸終端のねじ部分は、 球を螺旋状に配置したオブジェクトとの論理差(difference)をとっただけなので、 実際の規格通りではない。ハブそのものは、SHIMANO ULTEGRAを意識。


▼ SPOKE (スポーク)

32穴リム、スポーク片側16本を使って6本組みにした。 ハブの穴から出て曲がる部分は、フォークの時と同様の手法。


▼ NIPPLE (ニップル)

スポークをリムに固定する部品。ニップルを回転させてスポークにかかるテンションを調節することで、リムを真円に近づける。


▼ RIM (リム)

トーラス(torus)を円柱(cylinder)でクリッピング(clipped_by)することでリムらしく(?)仕上げる。


▼ QUICK RELEASE (クイックリリース)

ホイールがフレームから外れないように固定するための部品。


▼ REAR HUB (リア ハブ)

フロントハブとの違いはスプロケット(ギア板)受けがあること。


▼ SPROCKET (スプロケット)

リアハブに差し込むギア板。 現在は9sが主流のようなのですが、、、。
CSGで、これ以上精密に歯を表現するのはちょっと難しいという感じです。
当然 SHIMANO の HG(Hyper Glide)なんて無理(^^;;。


▼ CHAIN WHEEL (チェンホィール)

クランク部分の滑らかな曲線を表現するのが難しく、結局挫折しました。 なので、ちょっと不自然な形状になってます。
左図の歯の数を数えれば分かりますが、アウターが52T、インナーが39Tです。


▼ REAR DERAILLEUR (リア ディレイラー)

スプロケットへのチェンをかけかえる装置。 実物は非常に複雑な形状をしているのですが、 かなり荒っぽい仕上げにしました。


▼ FRONT DERAILLEUR (フロント ディレイラー)

フロントチェーンホイールのギヤを掛けかえるもの。
2本のストローク調整ボルトによって、アウター側とインナー側の動きの限界 が制御されます。


▼ PEDAL (ペダル)

ビンディングぺダル。
シューズ側のクリートと呼ばれるアダプターを引っかける為の構造と、 強力なバネからなっています。


▼ BRAKE (ブレーキ)


大きな制動力の得られるデュアルピボッド方式(SHIMANO が90年に発表)が、 現在は主流になっているようです。


▼ CHAIN (チェン)


チェンの形状そのものはそれほど複雑ではないのですが、 正しい場所に配置するのが多少困難でした。
最初の一駒を置いてしまえば次の駒の自由度は一つしかない為、 チェンだけ色々動かしてみても他のパーツとの干渉がなかなか避け られないからです。



サドルの形状はベジエ曲面(bicubic_patch)プリミティブを使用することで、なんとか解決(2001-06-17)。


▼ 全ての部品をしかるべき座標に配置

ケーブル類は全く無いのですが、それ以外はとりあえず 完成(2001-06-17)。
シーンファイル(レンダリングをする前のソースコード)を書き終るのに 週末だけの使用とはいえ二カ月以上かかりました。
レンダリングにかかった時間は、上記の K7 900MHz(実メモリ1GB)マシンで 12541秒(Parse: 13秒, Trace: 12528秒)でした。


参考サイト

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