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ダウンロード
PC (※スマートフォンでは動きません) でダウンロードし、ZIPファイルを右クリックメニューから展開して、できたフォルダ内の「 VCSSL.bat(バッチファイル) 」をダブルクリックすると起動します。 Linux等では「 VCSSL.jar 」をコマンド実行してください。
» 詳しい使用方法や、エラーで展開できない際の対応方法などはこちら

ファイルを3Dグラフにプロットする(曲面/メッシュグラフ)

このVCSSLプログラムは、座標値が記載されたファイルの内容を、3Dグラフにプロットします。 サンプル的な短いコードなので、改造や流用のベースに適しています。

» 関連ページ: Java言語での3Dグラフ描画についてはこちら

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使用方法

ダウンロードと展開(解凍)

まず、PC(スマホは未対応)で上の画面の「 ダウンロード 」ボタンを押してください。 するとZIP形式で圧縮されたファイルがダウンロードされるので、そのZIPファイルを右クリックして「すべて展開」や「ここに展開」などで展開(解凍)してください。 展開が成功すると、ZIPファイルと同じ名前のフォルダができ、その中にZIPファイルの中身が入っています。

» 展開がエラーで止まってしまう場合は…

なお、Linux® 等をご使用で、右クリックメニューから展開するとファイル名が文字化けしてしまう場合は、 コマンドライン端末でZIPファイルのある場所まで cd した上で「 unzip -O cp932 ZIPファイル名 」で展開してみてください。

プログラムの起動

Microsoft® Windows® をご使用の場合

上記の通りにZIPファイルを展開したフォルダ内にある、 「 VCSSL.bat(種類はバッチファイル) 」をダブルクリック実行してください。 もしプログラムの内容を書き変えながら使いたい場合は、代わりに「 VCSSL_Editor.bat 」を実行してください。

実行すると、最初にメモリー使用量や、(必要な場合のみ)Java®実行環境を自動で入手するか 等を尋ねられるので、適時答えると、プログラムが起動します。2回目以降はすぐに起動します。

※ ここで入手したJava®実行環境は、ZIPファイルを展開した中の「 jre 」フォルダ内にダウンロードされ、このプログラムの実行のみに使用されます。PC全体に影響する形でインストールされる事はありません。

Linux® 等やその他のOSをご使用の場合

ZIPファイルを展開したフォルダ内へコマンドライン端末で cd して、以下の通り入力して実行してください:

java -jar VCSSL.jar
(プログラムの内容を書き変えながら使いたい場合は、代わりに VCSSL_Editor.jar を実行)

» javaコマンドが使用できない等のエラーが表示される場合は…

起動後

起動すると、まず適当な内容の座標値ファイルが書き出されて( sample3d.txt )、続いて3Dグラフが起動し、 ファイルの内容がプロットされます。

グラフ画面

プロットする内容を変えるには、コード中の座標値値配列を書き出している部分( for 文の中身 )を適当に書き換えてください。

なお、色の鮮やかさや光の加減を調整するには、3Dグラフのウィンドウ上部のメニューバーから 「 編集 」 > 「 光の設定 」を選択してください。 その他、様々な設定を行う事ができます。 (※ 設定をファイルに保存して、プログラムから setGraph3DConfigurationFile 関数で読み込ませて反映させる事もできます。 )

コード解説

それでは、このプログラムのコード内容について解説していきます。 このプログラムのコードはVCSSLで記述されています。

コード全体

まずは、コード全体を見てみましょう。30行程度のごく短いコードです。

以上です。流れとしては、前半部で座標値ファイルを書き出し、後半部でそれをグラフにプロットしています。

先頭部分

先頭部分を見てみましょう。

先頭の「 coding Shift_JIS; 」では、プログラムの文字コードを明示しています( UTF-8も可 )。必須ではありませんが、書いておくと文字化けするのを防げます。

「 import tool.Graph3D; 」の部分は、3次元グラフを扱うためのライブラリ「 tool.Graph3D 」を読み込んでいます。

サンプル座標値ファイルの書き出し

続いて、サンプル座標値ファイルの書き出し部分です。

ここで何をやっているかというと、テキストファイル「 sample.txt 」内に、

x1,1    y1,1    z1,1
x2,1    y2,1    z2,1
x3,1    y3,1    z3,1

のような3列の形式で、1行につき1つの点の座標(x,y,z)を書き出しています。

( ※ 列の区切りは、いまのタブ空白区切りとしていますが、8行目の「WRITE_TSV」の部分を「WRITE_CSV」とすれば、カンマ区切り(CSVファイル)になります。 )

さて、上で (x1,1,y1,1,z1,1) は点P1,1の座標、 (x2,2,y2,2,z2,2) は点P2,2の座標 ... として、各点は下図のように並んでいるものとしましょう:

各点を繋ぐ線がメッシュ状になっていますね。これは、3Dグラフにプロットする曲面のメッシュを、 真上から見下ろしたものだと思ってください。つまり各点は、メッシュグラフの格子点に位置しています。 この格子点の座標を、上で見た形式でファイルに全て書き出す事で、グラフソフトに曲面の形を伝えて、描かせるわけです。

ただし、ファイルに格子点の座標を書き出していく順序には、一定のルールがあります。 これは恐らく図で見るのが一番手っ取り早いので、まずは下図をご覧ください:

上の図で赤い矢印を追いかけるように、 まずYを端の位置に固定しつつ、メッシュのX方向について、端から端まで格子点の座標を全て書き出します。 そして、メッシュの端に到達すると、空白行を1行だけ挟み、Y方向に1個分移動します。 あとは、またX方向の端から端まで格子点の座標を全て書き出して … をくりかえします。 最終的にY方向の別の端まで到達し、全ての格子点を書き出せば終わりです。

イメージ的には、糸を一本ずつ、ずらしながら並べて「面」にしていく感じです。

ここで述べた形式は、一般的なグラフソフトでサポートされている、よく見る形式です。 VCSSLの標準環境では、3次元グラフのプロット機能に「 リニアングラフ3D 」が採用されていますが、 リニアングラフ3Dでもこの形式をサポートしているため、使用できます。 この形式は、慣れるまでは少しややこしいですが、 プログラミングで座標値ファイルを作るのに楽な形式です。 他の形式もサポートされているので、詳細はリニアングラフ3Dのガイドの 「 座標値ファイル書式 」をご参照ください。

プロット

さて、最後に、書き出したファイルを3次元グラフにプロットする部分です:

22行目のnewGraph3D関数で、3次元グラフソフトを起動しています。 この関数は、呼ぶ度にグラフソフトを1個起動し、そのグラフソフトに固有のID番号を割り振って返します。

例えば3次元グラフソフトを何個も起動した場合、12番グラフ、22番グラフ、101番グラフ、 …といったように、それぞれに番号が割り振られているわけです。 上では、生成したグラフに割り振られたID番号をint型変数「 graph 」に格納しているわけです。

続いてその下のsetGraph3DFile関数で、先ほど起動した3Dグラフソフトに、 ファイル「 "sample3d.txt" 」をプロットさせています。 ここで第一引数に、先ほどグラフ起動時に受け取ったID番号 graph を指定しています。 グラフが複数ある場合でも、このようにID番号で操作対象のグラフを区別できるわけです。

28行目からの3行は、setGraph3DOption関数を使用して、グラフのプロットオプションを指定しています。 標準では座標点の位置に点を描く「点プロット」オプションが有効になっているのですが、 それを無効化した上で、座標点をメッシュで繋ぐ「メッシュプロット」と、 曲面で繋ぐ「曲面プロット」のオプションを有効化しています。

詳しいVCSSLのプログラミングガイド(無料)はこちらへ!

上記のコードはプログラミング言語VCSSLで記述されており、VCSSLのプログラミングガイドは下記で無料公開しています。 上記のコードを改造したい方や、新しいコードを書いてみたい方はぜひご活用ください!

ブラウザで読めるWeb版だけでなく、PDF版も無料で配布しています!

スタートアップガイド( プログラミングがはじめての方向け )
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GUI開発ガイド
ボタンや入力項目などのGUI部品が並ぶ、画面を備えたVCSSLプログラムを開発するためのガイドです。
2DCG開発ガイド
画面上や画像ファイルなどに、2次元的な描画を行うVCSSLプログラムを開発するためのガイドです。
3DCG開発ガイド
画面上や画像ファイルなどに、3次元的な描画を行うVCSSLプログラムを開発するためのガイドです。
標準ライブラリ 仕様書
コード内で呼び出される関数は、大半が標準ライブラリのものです。その詳細仕様を掲載しています。

ライセンス

このVCSSLコード( 拡張子が「.vcssl」のファイル )は実質的な著作権フリー(パブリックドメイン) である CC0 の状態で公開しています。 そのままでのご利用はもちろん、言語の種類を問わず、改造や流用などもご自由に行ってください。

※ ただし、このVCSSLコードの配布フォルダ内には、ダウンロード後すぐに実行できるように、 VCSSLの実行環境も同梱されており、そのライセンス文書は「 License 」フォルダ内に同梱されています (要約すると、商用・非商用問わず自由に使用できますが、使用の結果に対して開発元は一切の責任を負いません、といった具合の内容です)。 配布フォルダ内の各構成物の一覧やライセンスについては「 ReadMe_使用方法_必ずお読みください.txt 」をご参照ください。

この記事中の商標などについて

  • OracleとJavaは、Oracle Corporation 及びその子会社、関連会社の米国及びその他の国における登録商標です。文中の社名、商品名等は各社の商標または登録商標である場合があります。
  • Windows は、米国 Microsoft Corporation の米国およびその他の国における登録商標です。この記事は独立著作物であり、Microsoft Corporation と関連のある、もしくはスポンサーを受けるものではありません。
  • Linux は、Linus Torvalds 氏の米国およびその他の国における商標または登録商標です。
  • その他、文中に使用されている商標は、その商標を保持する各社の各国における商標または登録商標です。

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