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CGを活用して“創る楽しさ”を広げる

  • 明治大学 総合数理学部 専任講師
  • 五十嵐 悠紀

コンピュータグラフィックス(CG)は、映画やゲームなどエンターテインメントの世界においていまや欠くことのできない技術です。また、アートや建築、医学など様々な分野でも活用が進んでいます。さらに、プロのクリエイターや技術者ばかりでなく、一般の人もCGを応用して、オリジナルの様々なモノ作りが行えるソフトの研究が進められています。

CGをモノ作りの支援に活用する

五十嵐 悠紀 コンピュータグラフィックスには、シーグラフ(SIGGRAPH/Special Interest Group on Computer GRAPHics)という世界最大の学界があります。そこで発表される技術は、以前はコンピュータの中で描かれる図形や形状データであったり、描画がいかに写真と見まがうほどリアルできれいか、というものが多かったのですが、ここ10年くらいで、ファブリケーション(製造、組立て)をキーワードとするトピックが急速に増えてきました。コンピュータの画面の中で見るだけではなく、手にとって触れることができるモノ作りを初心者が行うときに、支援する技術をCGを研究する立場で考案しようという動きです。私も2007年に、立体形状であるぬいぐるみをオリジナルデザインで作ることを支援するシステム「Plushie(プラッシー)」を発表しました。

「PCの作業画面」
「PCの作業画面」
 このソフトは、画面が2つに分かれており、一方にぬいぐるみの3次元CGが、もう一方に2次元の型紙が表示されます。ぬいぐるみの型紙は、通常専門家の手作業によって作られています。職人さんが積み重ねた経験をもとに、試行錯誤を繰り返し作られているため、知識のない初心者がデザインするということは非常に困難です。そこで私は、ユーザーがお絵かきソフトのように作りたいぬいぐるみの外形を線で描くと、入力した線をもとにコンピュータが自動的に型紙を生成し、できあがりのぬいぐるみ形状をシミュレーション結果として提示するシステムを提案しました。例えば、長方形の型紙を使って、2枚布を裁断し、縫い合わせて綿を入れたとしましょう。できあがりの形状は長方形ではなく一回り小さくへこんだ、ちょうど枕のような形になります。そこで、このような長方形の外形が入力としてきたときには、できあがりの形状が長方形になるような型紙を得る。これが私のシステムで行っていることです。しかし、このような内部計算はユーザーに見せることは一切せず、ユーザーから見ると、2次元の外形を描きながら、立体のぬいぐるみのできあがりを確認でき、それを作るための型紙も自動的に作られる、というわけです。

実際のユーザーの姿を見られるワークショップは重要な情報源

私は、このソフトを使って小学生を対象に親子で参加するワークショップを行っています。最初にソフトの使い方を30分くらいで説明します。子どもたちはその後、ぬいぐるみのデザインを始めます。外形を描いたり、物体を横切る線を描くことでその物体をカットしたり。突起をつけたり、パーツを摘まんで引っ張ったり・・・。3次元モデルをデザインしていくと、それに応じて型紙が自動生成され、できあがりのシミュレーションも変化します。子どもたちはお絵かきソフトで遊ぶ感覚で、30分ほどでデザインを完成させていきます。その後、できあがったデザインの型紙をプリンタで出力し、あとは親子で協力して縫い上げてもらいます。スタートから4時間ほどで、自分だけのオリジナルなぬいぐるみが完成します。

こうしたワークショップを開催し、実際に子どもたちがソフトを使っている姿を観察することは、私の研究においてとても重要です。子どもたちが本当に楽しんでいるのか、創造性を支援できているのか、また、逆に何に困っているのか、その場で観察することは、研究室で考えている以上に大きな情報になります。例えば、初めてのワークショップの際に「さぁ、デザインをしてみましょう」と言っても、手の動かない子が少なくありませんでした。どんなデザインのぬいぐるみにするか考え中なのか、それとも作りたいものは浮かんでいるがどのようにデザインしたら良いかわからないのか、はたまた単純にシステムの使い方がわからないのか…。見ている私たちスタッフには、わかりませんでした。そこで、紙と鉛筆を配布したところ、紙にならデザインを描ける子もいたことで、子どもたち一人ひとりで異なる戸惑いや、やりたいデザインに応じたアドバイスが必要であることがわかりました。また、自分だけのオリジナルデザインを考えることで創造性を育てたい、というのが目的だったのですが、一からデザインをするということはそもそも難しいということもわかってきました。このような経験は、その後ネックレスのデザインソフトを開発する際、ストックされた第三者のデザインを組み合わせながらオリジナルデザインを作る、対話型進化計算を取り入れたシステム開発にもつながっていきました。

子どもたちの創造力を育むきっかけに

五十嵐 悠紀 私の研究の目標のひとつは、CGを活用して子どもたちや初心者のモノ作りを支援し、創造性を育むことです。ぬいぐるみのほかにも、ステンシルデザインやビーズデザインなど、手芸をテーマとした技術を考案し、ソフトを開発しています。

ステンシルとは、図形や文字が切り抜かれたプレートの上からインクをのせていくことで描くデザインですが、このプレートは1枚につながっているという制約が必要で、複雑な図形をデザインするのはとても難しくなります。そこで、ユーザーはそのような制約は気にせず、普通に絵を描いていけば、コンピュータが自動的に1枚につながるような型を作り出すソフトを開発しました。

ビーズデザインは、1本のワイヤーにビーズを通し、動物などの立体作品を作るアートです。これをデザインするのは本当に大変で、専門家は手作業でビーズを作ってはほどきの試行錯誤を繰り返し、それを書き留めていくことで、設計図をデザインしていきます。私は、初心者でもオリジナルなビーズをデザインできるようなシステム「Beady(ビーディー)」を開発しました。このシステムは「ここの面がちょっと飛び出てほしい」「この頂点がこっちの頂点とくっついてほしい」などと、ジェスチャーインタフェースを用いてマウスで線を描いていくだけで、“辺の長さがすべて一定の多面体”をデザインしていきます。このデザインされた多面体の辺が、ビーズに対応したビーズモデルもあわせてユーザーには提示されていて、制作も3次元CGを用いて支援していきます。1本のワイヤーで作る、というところは一筆書き理論でもあるオイラーグラフを用いて解いていたりと、内部ではCGや数学的な理論を使っています。こうしたツールを使って、自分でモノを創り出す楽しさを多くの人に体験してもらいたいと思っています。

創造性を養うということは、デジタルデバイスを使わなくても、例えば、牛乳パックを使った工作でも、もちろんできるでしょう。かつての子どもたちはそういった工作をはじめとして、身近なものを作ったり組み合わせたりすることで創造性を養っていたと思います。一方で、コンピュータの浸透とともに、これまでにできなかった分野の体験もすることができるようになってきました。SNSの普及や、ウェアラブルコンピュータの普及などからも、リアルとバーチャルの切れ目がなくなってきている時代です。コンピュータでデザインをして制作はリアルな世界で行う。そんな創造性の育み方も面白いのではないかと思っています。

このようなシステムを作るときには、何を支援して、何を支援しないシステムにするべきか、常に気をつけて研究、開発しています。コンピュータの支援が先回りしすぎると、子どもたちはそれに頼りきってしまい、本当に深く考えなくてはいけないところを考えられなくなってしまいます。それでは本末転倒です。最近では、小学校でも受け身の授業ではなく、発言を促し、個人の考えを伸ばすような授業が増えてきました。創造力を育み豊かにすることは、こうした授業の意図と同じで、一人ひとりが自ら考え、行動できる力を養うことにつながっていくものと考えています。

ここで紹介したソフトは、五十嵐先生のホームページにアップされています。
http://www.geocities.jp/igarashi_lab/index-j.html

>>英語版はこちら(English)

※M's Opinionの記事の内容は、執筆者個人の考え、意見に基づくものであり、明治大学の公式見解を示すものではありません。

プロフィール

五十嵐 悠紀

明治大学 総合数理学部 専任講師

研究テーマ
インタラクティブコンピュータグラフィックス、ファブリケーション、ユーザインタフェースに関する研究
主な著書・論文
  • 『Computer Graphics Gems JP 2015 -コンピュータグラフィックス技術の最前線- 』(共著・2015年)
  • 『カード織りのためのテキスタイルデザインおよび制作支援』 (共著・2014年)
  • 『創造的家庭科学習教材を目指した初心者向け立体手芸設計支援システム』 (共著・2012年)
  • 『Beady: Interactive Beadwork Design and Construction.』 (共著・2012年)
  • 『Plushie: An Interactive Design System for Plush Toys.』 (共著・2007年)

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