pyconshizu2024

[hrsano645]

アウトラインや調査した内容の記録です。

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アウトライン（本番用）

• 前置きものづくりと3Dモデリング：今回扱う3Dモデリング、3DCADの概要を説明します

• CadQueryの使い方: Pythonで扱える3D CADデモを交えて紹介

• 3DCADの概要

  • 二次元と三次元について: 2DCAD, 3DCADの違い、3Dのメッシュデータとソリッドデータ。
  • 3DCADの種類: プロプライエタリやOSSを交えて
  • パラメトリック/ノンパラメトリックの違い: 特徴を説明します 点、エッジ、フェース、ソリッド、サーフェス、スプラインの概要

CadQueryとは

プログラマブルな3DCAD: そのほかの同種のCADもご紹介: OpenSCAD Open CASCADE kernelを使ったプログラマブルな3DCAD 環境の作り方: VSCode での作り方を紹介

How to Use CadQuery Basic: デモを交えて紹介します

作業面について: ソリッドを作る: 立方体、球体など モデルを組み合わせたり、ブーリアン演算について扱います。 ファイルを出力する。メッシュデータのSTL、 ソリッドデータのSTEPを書き出します。 3Dプリンタで出力してみる: 実際に3Dプリンタを動かす様子もお見せします（遠隔で操作をするので通信環境によっては中断する可能性もあります）

まとめ: 2分

3Dデータを自分たちで作れるようになるために Maker文化を紹介します 3Dプリンタを扱う上では必要不可欠な存在

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アウトライン（CfP内容）

まえがき

3Dデータを自分たちで作れるようになるために Maker文化を紹介します 3Dプリンタを扱う上では必要不可欠な存在

3DCADの概要

二次元と三次元について: 2DCAD, 3DCADの違い、3Dのメッシュデータとソリッドデータ。 3DCADの種類: プロプライエタリやOSSを交えて パラメトリック/ノンパラメトリックの違い: 特徴を説明します 点、エッジ、フェース、ソリッド、サーフェス、スプラインの概要

CadQueryとは

プログラマブルな3DCAD: そのほかの同種のCADもご紹介: OpenSCAD Open CASCADE kernelを使ったプログラマブルな3DCAD 環境の作り方: VSCode での作り方を紹介

How to Use CadQuery Basic: デモを交えて紹介します

作業面について: ソリッドを作る: 立方体、球体など モデルを組み合わせたり、ブーリアン演算について扱います。 ファイルを出力する。メッシュデータのSTL、 ソリッドデータのSTEPを書き出します。 3Dプリンタで出力してみる: 実際に3Dプリンタを動かす様子もお見せします（遠隔で操作をするので通信環境によっては中断する可能性もあります）

まとめ

[hrsano645]

このプレゼンテーションのアウトラインに基づき、調査や作業が必要な項目をリストアップします。

1. Maker文化の紹介

• 調査内容: Maker文化に関する背景情報の収集。
• 作業内容: 3Dプリンタとの関わりや重要性に関する具体的な事例を調査・整理。

2. 2DCADと3DCADの違い、および3Dデータの種類の説明

• 調査内容: 2DCADと3DCADの技術的な違い、メッシュデータとソリッドデータの定義と比較。
• 作業内容: これらの違いを視覚的に示す資料の作成（例：図解、表）。

3. 3DCADの種類（プロプライエタリとOSS）

• 調査内容: 主なプロプライエタリCADソフトウェアとオープンソースCADソフトウェアのリストアップおよび特徴比較。
• 作業内容: 比較表やグラフなど、視覚的にわかりやすい資料の作成。

4. パラメトリック/ノンパラメトリックCADの違い

• 調査内容: それぞれの特徴、利点、欠点をまとめる。
• 作業内容: パラメトリックとノンパラメトリックの違いを示す実例を調査し、デモ用資料を準備。

5. 基本的な3Dモデル要素の概要（点、エッジ、フェースなど）

• 調査内容: 各要素の技術的説明とそれらがどのように連携して3Dモデルを構成するかの調査。
• 作業内容: 各要素の説明に使用する図解やアニメーションの作成。

6. CadQueryの紹介

• 調査内容: CadQueryの機能や他のプログラマブルな3DCAD（例：OpenSCAD）との比較。
• 作業内容: CadQueryの基本的な操作手順を示すスライドやデモの準備。

7. VSCodeでの環境設定

• 調査内容: CadQueryをVSCodeで使用するための環境設定方法の調査。
• 作業内容: 環境構築の手順書やインストールガイドの作成。

8. CadQueryの基本的な使い方のデモ

• 調査内容: CadQueryを使用して基本的な3Dモデル（立方体、球体など）を作成するための手順を詳細に調べる。
• 作業内容: デモのためのサンプルスクリプトや、スクリーンキャストの準備。

9. ブーリアン演算やモデルの組み合わせ

• 調査内容: CadQueryでのブーリアン演算（加算、減算、交差）の調査。
• 作業内容: ブーリアン演算を実演するデモの準備。

10. ファイルの出力方法（STL, STEP）

• 調査内容: CadQueryでのSTLおよびSTEPファイルの出力方法の調査。
• 作業内容: ファイル出力プロセスを示すスライドやデモの準備。

11. 3Dプリンタでの出力デモ

• 調査内容: 遠隔操作で3Dプリンタを使用する際の留意点と設定方法の調査。
• 作業内容: 3Dプリンタの遠隔操作のデモに使用する通信環境のテストおよび準備。

12. まとめ部分の整理

• 調査内容: プレゼンテーション全体の要点を集約し、結論をまとめるための調査。
• 作業内容: 各セクションの内容を簡潔にまとめたスライドを作成。

このリストを基に、必要な調査や作業を進めていくと効果的なプレゼンテーションが作成できると思います。

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2から作業開始

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2D CADと3D CADの特徴を比較ベースで整理したアウトラインを以下に示します。

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2. 2DCADと3DCADの特徴比較 図式を使って

2.1 基本概念と操作方法

スライド: 2Dは図面、3Dはモデル 概念として簡単な図形を作る

• 2DCAD

  • 基本概念: 平面（2次元）上での設計・図面作成を目的とする。
  • 操作方法: 主に線、ポリライン、円、弧などの図形を描画して形状を表現する。

• 3DCAD

  • 基本概念: 三次元空間（3次元）上での立体物のモデリングを目的とする。
  • 操作方法: スケッチやソリッドモデリングを用いて、立体的な形状を生成・編集する。

2.2 データの構造と表現方法

スライド: 2.1から2Dは図面、3Dはモデル 簡単な図形に対して注釈を入れる

• 2DCAD

  • データ構造: 線、点、面などの2D要素が主なデータ構造。
  • 表現方法: 図面として平面的に表現され、主に製図やレイアウトに使用。

• 3DCAD

  • データ構造: ソリッドモデル（ボリュームを持つ形状）、サーフェスモデル（表面のみ）、メッシュモデル（ポリゴンの集合体）。
  • 表現方法: 立体的に視覚化され、実際の物体を模したリアルなモデリングが可能。

2.3 具体的な作成データの種類

スライド: 2.1から続けて ここは 要素の種類をアイコン的な絵で示す

• 2DCAD

  • 線（Line）とポリライン（Polyline）: 図形の基本要素。直線や曲線で構成される。
  • ハッチング（Hatching）: 特定のエリアにパターンや塗りつぶしを適用し、材質やパターンを示す。
  • 寸法（Dimensions）: 図面内の測定データ。長さや角度を正確に示す。

• 3DCAD

  • ソリッドモデル（Solid Model）: 立体的な形状を表現し、体積を持つデータ。
  • メッシュモデル（Mesh Model）: ポリゴンの集合体として定義される3Dデータ、特に3DプリンタやCGに利用。
  • サーフェスモデル（Surface Model）: 物体の表面のみを表現するデータ、主に自由曲面の設計に使用。

2.4 使用用途と応用分野

2.5 利点と制約

スライド: 利点制約は2D, 3Dで分けて表にする。

• 2DCAD

  • 用途: 建築、機械設計、電子回路の製図、平面レイアウトの作成。
  • 応用分野: 図面作成、工場のレイアウト設計、簡単な設計や配置計画。

• 3DCAD

  • 用途: 自動車部品、建築物、機械装置、プロダクトデザインの詳細なモデリング。
  • 応用分野: 製品設計、シミュレーション、3Dプリンティング、リアルなプロトタイプ作成。

• 2DCAD

  • 利点: シンプルで直感的な操作、軽量なデータサイズ、図面の作成が迅速。
  • 制約: 立体的な形状の把握が難しく、複雑な設計には不向き。

• 3DCAD

  • 利点: 立体的な視覚化が容易、複雑な形状の詳細設計が可能、製品のリアルなモデリング。
  • 制約: 操作が複雑で学習コストが高く、データサイズが大きくなりがち。

2.6 出力フォーマットと互換性

スライド: どの形式も2D 3Dは出せる。DFX, DWGは2Dよりにする 横に表を作るイメージ。 2D, 3Dで分けて、どの位置に入るかを示す

• 2DCAD

  • 出力フォーマット: 主にPDF、DXF、DWG形式での出力。
  • 互換性: ほとんどのCADソフトウェアで互換性が高いフォーマット。

• 3DCAD

  • 出力フォーマット: STL、STEP、IGESなど、立体データに対応するフォーマット。
  • 互換性: 3Dプリンティングや他の3Dモデリングソフトウェアとの高い互換性を持つが、フォーマットによってはデータ変換が必要。

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このアウトラインは、2DCADと3DCADの特徴を比較しながら解説するための基礎として役立ちます。各セクションで両者の違いを明確に示し、どのような場面でそれぞれが適しているかを理解する手助けとなるでしょう。

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3,4はセットでいいかな。表にまとめてみてもいいけど、見栄え微妙かな。会社のロゴを出すのもちょっと問題と思ってるから、CAD名だけ出しておくか。 グループ化として、三つぐらいの〇を作って、属するものとして挙げておくかな。

5は2の中に埋め込むイメージ

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6の時には、 OpenSCADとの比較とする。 ChatGPTでまとめてみた結果

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以下にCadQueryとOpenSCADの比較を表にまとめました。

比較項目	CadQuery	OpenSCAD
カーネル	Open CASCADE Technology (OCCT)	Constructive Solid Geometry (CSG)とExtrusion
カーネルの特徴	高度な形状処理が可能で、複雑なサーフェスやソリッドモデリングに対応	シンプルで軽量な処理が可能、簡単なソリッドモデリングに適している
操作言語	Python	OpenSCAD Script
言語の特徴	Pythonの柔軟性と拡張性を活かしたスクリプト作成が可能	3Dモデリングに特化したシンプルなDSLで学習が容易
対応ファイル形式	STEP（ソリッドデータ）、STL（メッシュデータ）、SVG（ベクトルグラフィック）	STL（メッシュデータ）、DXF（2D CAD図面）、CSG（モデルデータ）
適用シナリオ	高精度な機械部品や工業製品の設計、Pythonとの連携が重要なプロジェクト	シンプルなモデルやプロトタイプの作成、低コストで迅速なモデリング
選択基準	複雑で精密なモデリングが必要でPythonに慣れている場合	学習が簡単で、シンプルなモデリングを迅速に行いたい場合

この表は、CadQueryとOpenSCADの主な違いを簡潔にまとめたもので、各ツールの選択に役立つ情報を提供します。

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7は今用意している作成方法を元にする。といっても ocp cad viewerを使う例になるけど（m1 macはmambaか）

8,9は ソリッドで立体物を出したり、2Dラインを元に押し出す。 扱う事柄としては

• 箱を作る

  • ワークプレーンの操作方法
  • 図形いくつか
  • ワークプレーンを切り替えて、面取りをしてみる

• ロゴのコースターを作ってみる: ブーリアン

  • Pythonロゴかな SVGで輪郭をとる
  • 円柱 or 円錐かな。

• 文字を使った温度スケール

  • テキストを扱う
  • 実物として使えるようなものにする
  • 左側にデジタルの温度計をセットできるようにする

10, 11は同時にかな。モデル生成ができたら後は3Dプリンタに流し込んでみるとどうよ？

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1のメイカー文化は最後に持ってくる。3Dプリンタでできることの最後に、例えば自分が欲しいと思うものが作れる

• 3Dプリンタのスロープで自分でカスタマイズできるものができること
• 自分が以前やっていたお風呂IoTのプロジェクトも紹介

最後に二つの言葉を伝えて終わりにします。

「伽藍とバザール」のエリックレイモンド（Eric S. Raymond）さん

「How To Become A Hacker」https://cruel.org/freeware/hacker.html

• ハッカー的心構えの最初の言葉「この世界は解決を待つ魅力的な問題でいっぱいだ」

オライリーの「私たちはみなメイカーだ」の冒頭の部分

• P.21：昭和電機の土井さんの言葉
  • 子ども達が楽器を作りたい時にどう助言する？ -> 「自分の中に、いちばん面白いものを見つけ出して、自分で作るんだ。買うんじゃなくてね。」

3Dモデリングもだし、プログラミングもそう。ぜひ身近なものを見てハックして、メイクしていきましょう。