PythonSCADでサイコロを作ろう

00

準備：PythonSCADの使い方を知ろう

上のボタンからPythonSCADの画面を開いてみましょう。コードを入力する欄と、そのすぐ下に3Dモデルが表示される欄があるのがわかりますか？
上側がプログラムの「コード」を書く場所、下側が完成した3Dモデルが表示される場所です。

上側：コードエディタ

ここにPythonの命令を打ち込みます。

下側：3Dプレビュー

コードを実行すると、すぐ下に3Dで表示されます。

【超重要】コードを実行して3D表示するには？

コードを書いただけでは右側の画面に形は現れません。3Dモデルを表示（更新）するには、以下のどちらかの方法で「実行」する必要があります。毎回使うので覚えておきましょう！

方法1（マウスで操作） 左側の「再生ボタン」を押す

画面の操作とボタンの場所

まずはサンプルを動かしてみよう！

PythonSCADを開くと、最初からサンプルのコードが入力されています。
まずは、上の方法（「再生ボタン」か「Shift+Enter」）で３Dモデルを表示してみましょう。

表示されたら、右側の画面をマウスで操作して、３Dモデルを色々な角度から観察してみましょう。

左ボタンでドラッグ： 視点の回転
マウスホイール： ズームイン・アウト

新しいファイルを作ろう！

今回はゼロからサイコロを作っていくので、画面の右上にある「Code」ボタンをクリックして、新しい画面を準備しましょう。これで準備は完了です！

01

立方体を作成する

課題

はじめに、一辺60 mmの立方体を作ります。どのようなコードを書けばよいか考えてみましょう。

ヒント：以下のコードの続きを考えてみよう

from pythonscad import *

# 一辺60 mmの立方体を作成
box = ???


show(box)

立方体を作る命令は cube([Xの長さ, Yの長さ, Zの長さ]) です。今回作りたいのは一辺が60mmなので、X・Y・Zすべてに同じ数字を入れます。

目標のカタチ

コードの意味

cube([60, 60, 60])

cube()は直方体を作る命令です。
角かっこの中は、次の順番で大きさを指定します。

[X方向の長さ, Y方向の長さ, Z方向の長さ]

今回はすべて60 mmなので、立方体になります。

やってみよう！

cube([60, 30, 20]) のように、X, Y, Z の数字をバラバラにして実行してみよう！立方体以外のどんな形（直方体）になるか観察してみよう。

Python

from pythonscad import *

# 一辺60 mmの立方体を作成
box = cube([60, 60, 60])


# ==========================================
# XYZ軸
# ==========================================

AXIS_LENGTH = 100
AXIS_RADIUS = 1.5

ARROW_LENGTH = 10
ARROW_RADIUS = 4

# X軸
x_axis = cylinder(h=AXIS_LENGTH, r=AXIS_RADIUS, fn=32)
x_axis = x_axis % [0, 90, 0]
x_axis = x_axis.color("Red")

x_arrow = cylinder(h=ARROW_LENGTH, r1=ARROW_RADIUS, r2=0, fn=32)
x_arrow = x_arrow % [0, 90, 0]
x_arrow = x_arrow + [AXIS_LENGTH, 0, 0]
x_arrow = x_arrow.color("Red")

# Y軸
y_axis = cylinder(h=AXIS_LENGTH, r=AXIS_RADIUS, fn=32)
y_axis = y_axis % [-90, 0, 0]
y_axis = y_axis.color("Green")

y_arrow = cylinder(h=ARROW_LENGTH, r1=ARROW_RADIUS, r2=0, fn=32)
y_arrow = y_arrow % [-90, 0, 0]
y_arrow = y_arrow + [0, AXIS_LENGTH, 0]
y_arrow = y_arrow.color("Green")

# Z軸
z_axis = cylinder(h=AXIS_LENGTH, r=AXIS_RADIUS, fn=32)
z_axis = z_axis.color("Blue")

z_arrow = cylinder(h=ARROW_LENGTH, r1=ARROW_RADIUS, r2=0, fn=32)
z_arrow = z_arrow + [0, 0, AXIS_LENGTH]
z_arrow = z_arrow.color("Blue")

xyz_axis = (
    x_axis
    | x_arrow
    | y_axis
    | y_arrow
    | z_axis
    | z_arrow
)

show(box | xyz_axis)

02

立方体の位置を合わせる

課題

先ほどの立方体は、角が原点に置かれています。立方体の「中心」を原点に合わせるようにコードを変更してみましょう。

ヒント：かっこの中にオプションを追加しよう

from pythonscad import *

# 中心を原点に合わせて立方体を作成
box = cube(
    [60, 60, 60],
    ???
)


show(box)

かっこの中に center=True という「オプション」をカンマ区切りで書き足すだけで、中心が原点に合います。

目標のカタチ

正解は center=True を追加することでした！
立方体の中心を原点にすると、各面の位置は次のようになります。

X軸

右の面：X = 30

左の面：X = -30

Y軸

奥の面：Y = 30

手前の面：Y = -30

Z軸

上の面：Z = 30

下の面：Z = -30

一辺が60 mmなので、中心から各面までの距離は半分の30 mmです。

やってみよう！

center=False に変更したり、このオプション自体を消したりして、立方体の位置がどう変わるか（元の位置に戻るか）確認してみよう。

Python

from pythonscad import *

# 中心を原点に合わせて立方体を作成
box = cube(
    [60, 60, 60],
    center=True
)


# ==========================================
# XYZ軸
# ==========================================

AXIS_LENGTH = 100
AXIS_RADIUS = 1.5

ARROW_LENGTH = 10
ARROW_RADIUS = 4

# X軸
x_axis = cylinder(h=AXIS_LENGTH, r=AXIS_RADIUS, fn=32)
x_axis = x_axis % [0, 90, 0]
x_axis = x_axis.color("Red")

x_arrow = cylinder(h=ARROW_LENGTH, r1=ARROW_RADIUS, r2=0, fn=32)
x_arrow = x_arrow % [0, 90, 0]
x_arrow = x_arrow + [AXIS_LENGTH, 0, 0]
x_arrow = x_arrow.color("Red")

# Y軸
y_axis = cylinder(h=AXIS_LENGTH, r=AXIS_RADIUS, fn=32)
y_axis = y_axis % [-90, 0, 0]
y_axis = y_axis.color("Green")

y_arrow = cylinder(h=ARROW_LENGTH, r1=ARROW_RADIUS, r2=0, fn=32)
y_arrow = y_arrow % [-90, 0, 0]
y_arrow = y_arrow + [0, AXIS_LENGTH, 0]
y_arrow = y_arrow.color("Green")

# Z軸
z_axis = cylinder(h=AXIS_LENGTH, r=AXIS_RADIUS, fn=32)
z_axis = z_axis.color("Blue")

z_arrow = cylinder(h=ARROW_LENGTH, r1=ARROW_RADIUS, r2=0, fn=32)
z_arrow = z_arrow + [0, 0, AXIS_LENGTH]
z_arrow = z_arrow.color("Blue")

xyz_axis = (
    x_axis
    | x_arrow
    | y_axis
    | y_arrow
    | z_axis
    | z_arrow
)

show(box | xyz_axis)

03

球を作成する

課題

次に、サイコロの目を作るための「球」を作成します。直径16 mmの球を作ってみましょう。

ヒント：球を作る命令を書こう

from pythonscad import *

# 直径16 mmの球を作成
ball = ???


show(ball)

球を作る命令は sphere(r=半径, fn=64) です。「直径」が16 mmのとき、「半径（r）」はいくつになるでしょうか？

目標のカタチ

コードの意味

sphere(r=8)

sphere()は球を作る命令です。rは半径を表します。

直径16 mm ÷ 2 = 半径8 mm

fn=64について

fn=64

球の表面を滑らかにするための設定です。数字を大きくすると滑らかになりますが、コンピュータの計算量も増えます。

やってみよう！

滑らかさを決める fn=64 の数字を、fn=10 のように小さくしたり、逆に fn=100 にしたりしてみよう。球の表面のカクカク具合がどう変化するか観察してみよう！

Python

from pythonscad import *

# 直径16 mm、半径8 mmの球を作成
ball = sphere(
    r=8,
    fn=64
)


# ==========================================
# XYZ軸
# ==========================================

AXIS_LENGTH = 100
AXIS_RADIUS = 1.5

ARROW_LENGTH = 10
ARROW_RADIUS = 4

# X軸
x_axis = cylinder(h=AXIS_LENGTH, r=AXIS_RADIUS, fn=32)
x_axis = x_axis % [0, 90, 0]
x_axis = x_axis.color("Red")

x_arrow = cylinder(h=ARROW_LENGTH, r1=ARROW_RADIUS, r2=0, fn=32)
x_arrow = x_arrow % [0, 90, 0]
x_arrow = x_arrow + [AXIS_LENGTH, 0, 0]
x_arrow = x_arrow.color("Red")

# Y軸
y_axis = cylinder(h=AXIS_LENGTH, r=AXIS_RADIUS, fn=32)
y_axis = y_axis % [-90, 0, 0]
y_axis = y_axis.color("Green")

y_arrow = cylinder(h=ARROW_LENGTH, r1=ARROW_RADIUS, r2=0, fn=32)
y_arrow = y_arrow % [-90, 0, 0]
y_arrow = y_arrow + [0, AXIS_LENGTH, 0]
y_arrow = y_arrow.color("Green")

# Z軸
z_axis = cylinder(h=AXIS_LENGTH, r=AXIS_RADIUS, fn=32)
z_axis = z_axis.color("Blue")

z_arrow = cylinder(h=ARROW_LENGTH, r1=ARROW_RADIUS, r2=0, fn=32)
z_arrow = z_arrow + [0, 0, AXIS_LENGTH]
z_arrow = z_arrow.color("Blue")

xyz_axis = (
    x_axis
    | x_arrow
    | y_axis
    | y_arrow
    | z_axis
    | z_arrow
)

show(ball | xyz_axis)

04

球の位置を合わせる

課題

立方体の上面は、原点からZ方向に30 mmの位置にあります。作成した球が立方体の上面に乗るように、移動させてみましょう。

ヒント：移動量を足し算しよう

from pythonscad import *

# 球を作成
ball = sphere(r=8, fn=64)

# 球をZ方向に30 mm移動
ball = ball + ???


show(ball)

図形を移動させるには、元の図形に [Xの移動量, Yの移動量, Zの移動量] を足します。今回はZ方向（上）にだけ30mm動かします。

目標のカタチ

移動量は次の順番で指定します：

[X方向, Y方向, Z方向]

今回の移動は [0, 0, 30] なので、X方向とY方向には動かさず、Z方向に30 mm移動します。
これにより、球の中心が立方体の上面に置かれます。

やってみよう！

[30, 0, 30] や [0, -30, 30] のように、XやYの移動量も変更してみよう。球が右や手前にどう動くか確認してみよう。

Python

from pythonscad import *

# 球を作成
ball = sphere(
    r=8,
    fn=64
)

# 球をZ方向に30 mm移動
ball = ball + [0, 0, 30]


# ==========================================
# XYZ軸
# ==========================================

AXIS_LENGTH = 100
AXIS_RADIUS = 1.5

ARROW_LENGTH = 10
ARROW_RADIUS = 4

# X軸
x_axis = cylinder(h=AXIS_LENGTH, r=AXIS_RADIUS, fn=32)
x_axis = x_axis % [0, 90, 0]
x_axis = x_axis.color("Red")

x_arrow = cylinder(h=ARROW_LENGTH, r1=ARROW_RADIUS, r2=0, fn=32)
x_arrow = x_arrow % [0, 90, 0]
x_arrow = x_arrow + [AXIS_LENGTH, 0, 0]
x_arrow = x_arrow.color("Red")

# Y軸
y_axis = cylinder(h=AXIS_LENGTH, r=AXIS_RADIUS, fn=32)
y_axis = y_axis % [-90, 0, 0]
y_axis = y_axis.color("Green")

y_arrow = cylinder(h=ARROW_LENGTH, r1=ARROW_RADIUS, r2=0, fn=32)
y_arrow = y_arrow % [-90, 0, 0]
y_arrow = y_arrow + [0, AXIS_LENGTH, 0]
y_arrow = y_arrow.color("Green")

# Z軸
z_axis = cylinder(h=AXIS_LENGTH, r=AXIS_RADIUS, fn=32)
z_axis = z_axis.color("Blue")

z_arrow = cylinder(h=ARROW_LENGTH, r1=ARROW_RADIUS, r2=0, fn=32)
z_arrow = z_arrow + [0, 0, AXIS_LENGTH]
z_arrow = z_arrow.color("Blue")

xyz_axis = (
    x_axis
    | x_arrow
    | y_axis
    | y_arrow
    | z_axis
    | z_arrow
)

show(ball | xyz_axis)

05

立方体から球をくりぬく

課題

最後に、重なった2つの図形を使って、立方体から球を「引き算」し、サイコロの目（くぼみ）を完成させましょう！

ヒント：図形の引き算をしよう

from pythonscad import *

# (立方体:box と 球:ball の作成は省略)

# 球を立方体の上面に移動
ball = ball + [0, 0, 30]

# 立方体から球をくりぬく
dice = ???


show(dice)

図形の引き算は、普通の計算と同じように -（マイナス）の記号を使います。立方体から球を引きましょう。

目標のカタチ

引き算による形状の加工

dice = box - ball

このコードでは、立方体から球と重なっている部分を取り除いています。

立方体 − 球＝球状のくぼみがある立方体

球の中心を立方体の表面に置いているため、くぼみは半球状になり、深さは球の半径と同じ8 mmになります。

やってみよう！

引き算の順番を逆にして ball - box にするとどうなるでしょうか？どんな形になるか予想してから、実際に試してみましょう！

Python

from pythonscad import *

# 一辺60 mmの立方体
box = cube(
    [60, 60, 60],
    center=True
)

# 直径16 mmの球
ball = sphere(
    r=8,
    fn=64
)

# 球を立方体の上面に移動
ball = ball + [0, 0, 30]

# 立方体から球をくりぬく
dice = box - ball

# 完成した形を表示

# ==========================================
# XYZ軸
# ==========================================

AXIS_LENGTH = 100
AXIS_RADIUS = 1.5

ARROW_LENGTH = 10
ARROW_RADIUS = 4

# X軸
x_axis = cylinder(h=AXIS_LENGTH, r=AXIS_RADIUS, fn=32)
x_axis = x_axis % [0, 90, 0]
x_axis = x_axis.color("Red")

x_arrow = cylinder(h=ARROW_LENGTH, r1=ARROW_RADIUS, r2=0, fn=32)
x_arrow = x_arrow % [0, 90, 0]
x_arrow = x_arrow + [AXIS_LENGTH, 0, 0]
x_arrow = x_arrow.color("Red")

# Y軸
y_axis = cylinder(h=AXIS_LENGTH, r=AXIS_RADIUS, fn=32)
y_axis = y_axis % [-90, 0, 0]
y_axis = y_axis.color("Green")

y_arrow = cylinder(h=ARROW_LENGTH, r1=ARROW_RADIUS, r2=0, fn=32)
y_arrow = y_arrow % [-90, 0, 0]
y_arrow = y_arrow + [0, AXIS_LENGTH, 0]
y_arrow = y_arrow.color("Green")

# Z軸
z_axis = cylinder(h=AXIS_LENGTH, r=AXIS_RADIUS, fn=32)
z_axis = z_axis.color("Blue")

z_arrow = cylinder(h=ARROW_LENGTH, r1=ARROW_RADIUS, r2=0, fn=32)
z_arrow = z_arrow + [0, 0, AXIS_LENGTH]
z_arrow = z_arrow.color("Blue")

xyz_axis = (
    x_axis
    | x_arrow
    | y_axis
    | y_arrow
    | z_axis
    | z_arrow
)


show( dice + xyz_axis )

PythonSCADで
サイコロを作ろう

今回の目標

準備：PythonSCADの使い方を知ろう

上側：コードエディタ

下側：3Dプレビュー

【超重要】コードを実行して3D表示するには？

画面の操作とボタンの場所

まずはサンプルを動かしてみよう！

新しいファイルを作ろう！

立方体を作成する

目標のカタチ

コードの意味

やってみよう！

立方体の位置を合わせる

目標のカタチ

やってみよう！

球を作成する

目標のカタチ

コードの意味

fn=64について

やってみよう！

球の位置を合わせる

目標のカタチ

やってみよう！

立方体から球をくりぬく

目標のカタチ

引き算による形状の加工

やってみよう！

完成コード

PythonSCADで サイコロを作ろう

今回の目標

準備：PythonSCADの使い方を知ろう

上側：コードエディタ

下側：3Dプレビュー

【超重要】コードを実行して3D表示するには？

画面の操作とボタンの場所

まずはサンプルを動かしてみよう！

新しいファイルを作ろう！

立方体を作成する

目標のカタチ

コードの意味

やってみよう！

立方体の位置を合わせる

目標のカタチ

やってみよう！

球を作成する

目標のカタチ

コードの意味

fn=64について

やってみよう！

球の位置を合わせる

目標のカタチ

やってみよう！

立方体から球をくりぬく

目標のカタチ

引き算による形状の加工

やってみよう！

完成コード

PythonSCADで
サイコロを作ろう