Pythonで
3次元CG を作りたい
人のための PyVista 入門

• @tkoyama010

• 3D 可視化ライブラリ @pyvista メンテナ兼ドキュメント翻訳者

• 概要

  • PythonでCG作成

• 基礎編

  • モデリング

  • テクスチャ

  • ライティング

  • マテリアル

• 応用編

  • 空間のデータ分析

  • 空間のデータ可視化

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• 仮想3次元空間上に個々のポリゴンをつくる。

• CGを作る際に最も基本的な作業。

• 仮想3次元空間上に自分の作成したい物体を配置することができる。

• 質感を表現するための画像をモデルに貼り付ける。

• モデリングで作成したオブジェクトに、テクスチャを貼り付けることで、CGをよりリアルに表現することができる。

• 仮想3D空間に光を配置してオブジェクトを照らす。

• 光源を配置することで、モデリングしたオブジェクトに影をつけることができる。

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# PyVistaをインポートする。

import pyvista as pv

# 円柱のモデルを作成する。

mesh = pv.Cylinder()

# 円柱のモデルを描画する。

mesh.plot()

# Plotterオブジェクト

pl = pv.Plotter()

# 円柱を追加します

mesh = pv.Cylinder()
pl.add_mesh(mesh)

# 矢印を追加します

mesh = pv.Arrow()
pl.add_mesh(mesh)

# 追加されたモデルを描画します

pl.show()

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# テクスチャに使用する画像を読み込み

from pyvista import examples as ex

filename = ex.mapfile

# 画像をテクスチャとして読み込み

texture = pv.read_texture(filename=filename)

# テクスチャをオブジェクトに貼り付け

mesh.plot(texture=texture)

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# Plotterクラスでlightingを無効にします。
plotter = pv.Plotter(lighting='none')

# 仮想3D空間に光を配置します。
light = pv.Light(
    position=(0, 0, 1),
    light_type='scene light'
)

# Plotterクラスに光を追加します。
pl.add_light(light)
plotter.show()

# 光源の位置を(0, 0, 1)に変更します
light = pv.Light(
    position=(0, 0, 1),
)

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from pyvista import examples as ex

# スカイボックスをダウンロードする

cube_map = ex.download_sky_box_cube_map()

cube_map.plot()

# スカイボックスを背景に設定する
pl.add_actor(cube_map.to_skybox())
# 背景の映込をテクスチャとして設定する
pl.set_environment_texture(cube_map)

# 物理ベースレンダリングを使用して
# 表面に反射する光の強さを設定する
pl.add_mesh(
   mesh,
   pbr=True,
   metallic=0.8,
   roughness=0.1,
   diffuse=1
)

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• threshold() メソッドは、メッシュ上のスカラー配列からnan値を持つセルを削除します。 (Region Manifold Extraction)

# 海域の領域を抽出する
sea_region = region.threshold()

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.. pyvista-plot::
   :include-source: False

   # pyvista-plotディレクティブを使って、
   # Sphinxドキュメントに右のような
   # 3D可視化を追加することができます。

   import pyvista as pv
   mesh = pv.Cylinder()
   mesh.plot()

   # このスライドもSphinxで作成しています。
   # 詳しくはsphinx-revealjsで検索！