Working with Extruded, Spherical & Cylindrical 3D Bodies in Altium Designer

汎用3Dモデルの配置は、3Dボディオブジェクトの推奨される使用方法です。これにより、PCB上で正確かつ詳細な部品表現が可能となり、PCBエディタでの3D干渉チェックもより精度が高くなります。ただし、3Dボディオブジェクトは押し出し、球状、円筒状の3Dボディ形状を配置するためにも使用できます。配置可能なシンプルな3Dボディオブジェクトには、以下の3つのスタイルがあります。

押し出し、球状、円筒状3Dボディオブジェクトの配置

直接配置

押し出し、球状、円筒状の3Dボディオブジェクトは、PCBエディタおよびPCBフットプリントエディタの両方で配置できます。

• メインメニューからPlace » Extruded 3D Bodyコマンドを選択します。
• Active Bar上の押し出し3Dボディコマンド（）を探して使用します。

押し出し、球状、円筒状3Dボディオブジェクトを配置するには：

1. コマンドを起動すると、カーソルが十字線に変わり、デフォルトの配置モード（押し出し3Dボディオブジェクトの配置）になります。
2. Tabを押すと配置が一時停止し、Propertiesパネルが3D Body modeで表示されます。デザインスペースには一時停止ボタンのオーバーレイ（）が表示され、Propertiesパネルのフィールドにアクセスできることを示します。
3. Propertiesパネルで、Identifierフィールドに3Dボディの名前を入力します（任意）。識別子は、複数の3Dボディを配置する場合の管理や、必要に応じて設計ルールでこの3Dボディをターゲットにする際に役立ちます。
4. 必要なBoard Sideを選択します。通常はTopに設定します。PCBライブラリエディタでは、フットプリントは基板の表面側用に作成されますが、必要に応じてPCB設計時に裏面に反転できます。
5. 3Dボディを配置する機械層Layerを選択します。部品タイプの機械層は、2つ目の機械層とペアにする必要があります。これにより、部品が基板の表面側から裏面側に反転された場合、3Dボディなどの機械的詳細もペアとなる機械層に移動します。機械層のペア設定は、Layers and ColorsタブのView Configuration panelで行います。詳細はパネルページを参照してください。
6. 利用可能な形状から3D Model Typeを選択します：Extruded、Cylinder、またはSphere。
7. 各形状は、配置前にサイズを定義する必要があります。選択した形状が：
   • Extrudedの場合は、Overall Heightを定義します。
   • Cylinderの場合は、HeightとRadiusを定義します。
   • Sphereの場合は、Radiusを定義します。
8. パネルのDisplay領域でColorボタンをクリックし、色を設定し、必要に応じてOpacityを調整します。
9. 編集が完了したら、一時停止ボタンのオーバーレイをクリックしてデザインスペースに戻ります。
   • 形状がCylinderまたはSphereの場合：
     1. カーソルに長方形の形状が付いてデザインスペース内を移動します。クリックして3Dボディを配置します。
     2. 右クリックまたはEscを押すと3Dボディオブジェクトの配置を終了します。
   • 形状がExtrudedの場合、カーソルは押し出し3Dボディの多角形ベース形状を定義する準備ができた状態になります：
     1. 最初の頂点をクリックして定義します。
     2. カーソルを動かして2つ目の頂点を配置します。デフォルトでは、クリックごとに2つの辺が配置され、その間にユーザー定義のコーナー形状が作成されます。詳細は下記の押し出し3Dボディ配置モードセクションを参照してください。
     3. マウスを動かし続けて、さらに頂点をクリックして配置します。
     4. 最後の頂点を配置したら、右クリックまたはEscを押して3Dボディの配置を閉じて完了します。3Dボディを手動で閉じる必要はありません。ソフトウェアが自動的に開始点と最後の点を接続して形状を完成させます。

押し出し3Dボディ配置モード

押し出し3Dボディを配置する際、5つのコーナーモードが利用可能で、そのうち4つにはコーナー方向のサブモードもあります。配置中は：

• Shift+Spacebarを押すと、5つのコーナーモードを順に切り替えられます。
• Spacebarを押すと、2つのコーナー方向サブモードを切り替えられます。
• アークコーナーモードのいずれかの場合、またはキーを押し続けるとアークを縮小または拡大できます。Shiftキーを押しながら操作するとアークのサイズ変更が加速します。
• 1ショートカットキーを押すと、 1クリックで2辺配置と 1クリックで1辺配置を切り替えられます。後者のモードでは、点線の辺がlook-ahead segmentと呼ばれます。
• Backspaceキーを押すと最後の頂点を削除できます。

押し出し3Dボディオブジェクトの例。2Dおよび3Dビューで参照点が表示されています。

閉じた形状からの作成

3Dボディを使って部品形状を素早く構築するために、ソフトウェアはフットプリント内で検出された閉じた形状を基に一連の押し出し3Dボディオブジェクトを作成できます。この機能は、部品が特殊な形状をしており、その形状がすでにフットプリントの部品オーバーレイで定義されている場合に便利です。また、機械層に追加のオブジェクトをフットプリントに追加し、それらから追加の3Dボディオブジェクト（例えばピンなど）を作成することも可能です。

下の画像は、TO-92トランジスタのフットプリントを示しています。ここから、Top Overlayレイヤーに描かれたアウトラインが、選択した3D Bodyレイヤーペア（ダイアログ内ではRegistration Layerと呼ばれます）上でトランジスタ本体を定義するために使用されます。また、メカニカルレイヤー上に3つの小さな四角（各四角は4本の線で構成）が作成されており、これらは選択した3D Bodyレイヤーペア上でコンポーネントのピンを定義するために使用されます。設定内容は下のダイアログ画像に示されています。

フットプリント内の既存オブジェクトを利用して、新しい3D Bodyオブジェクトを作成できます。

フットプリント内の図形から3D Bodyオブジェクトを作成するには、Tools » Manage 3D Bodies for Current Componentコマンドを実行してください。Component Body Managerダイアログが開きます。このダイアログを使って、現在コンポーネントで使用されている3Dボディと未使用のものを確認できます。必要に応じて、ボディをコンポーネントに追加・削除できます。ボディには、以下の3つのタイプがあります：

• 意図的に配置された3D Body（説明内ではComponent Bodyと呼ばれます）。
• ソフトウェアがバウンディング矩形から自動的に作成する長方形の形状。
• ソフトウェアが設計プリミティブから自動的に作成する閉じた多角形の形状。

また、ボディの高さ、投影、登録レイヤー、色や不透明度など、他のプロパティも変更できます。Body State列には、4つの図形が3D Bodyオブジェクトの作成に使用されることが示されています。

コンポーネントの3Dボディが必要に応じて定義されたら、Close ボタンをクリックすることで変更が反映されます。

ソフトウェアは、既存オブジェクトの形状に基づいて3D Bodyオブジェクトを作成できます。

このダイアログの使用に関する注意点：

• 検出アルゴリズムは、バウンディング矩形から作成される長方形の形状、またはプリミティブのアウトライン（トラックやアークの端点が一致している場合は中心線に沿ってトレース）によって形成される図形の輪郭に沿った多角形の形状のいずれかを提案します。

• 既存オブジェクトから3D Bodyを作成するには、Body State列の青いテキストをクリックしてください。

• Overall Heightは、デフォルトでHeight（Propertiesパネルで定義）に設定されています。

• 基板を貫通するコンポーネントピンの場合は、Body ProjectionをBottom Sideに設定してください。

• 3D Bodyオブジェクトは、ダイアログ内のCloseボタンをクリックしたときに作成されます。表示がすでに3Dモードの場合は、表示をリフレッシュ（Endショートカット）、2Dに切り替えてから再度3Dに戻す、またはShow 3D BodiesオプションOffとOnをView OptionsタブのView Configurationsパネルで切り替えて新しいオブジェクトを確認してください。

• PCBフットプリントエディタで現在開いているアクティブなPCBフットプリントライブラリ内のすべてのコンポーネントの3D Bodyを編集するには、メインメニューからTools » Manage 3D Bodies for Libraryコマンドを選択してください。

• このダイアログを使ってPCBエディタで3D Bodyを編集するには、メインメニューからTools » Manage 3D Bodies for Components on Boardコマンドを選択するか、コンポーネントを右クリックしてコンテキストメニューからComponent Actions » Manage 3D Bodiesを選択してください。

• ダイアログにTools » Manage 3D Bodies for Components on Board コマンド（PCBエディタ内）またはTools » Manage 3D Bodies for Libraryコマンド（PCBフットプリントエディタ）でアクセスした場合、ダイアログ上部にComponents領域が表示されます。この領域には、アクティブなライブラリ内の各コンポーネントフットプリント（実際の設計では基板上のすべてのコンポーネントのリスト）が表示されます。各エントリには、デジグネータ（設計側のみ）、フットプリント名、高さ、ソースライブラリ情報が表示されます。

  また、追加のBatch Updateタブが利用可能です。このタブでは、すべてまたは選択したコンポーネントに対して一括で3D Bodyオブジェクトを素早く追加できます。3D Bodyの検出・作成条件やプロパティを定義できます。バッチ処理のすべてのオプションを設定した後、Execute Batch Updateボタンをクリックしてください。プロセスに含まれる各コンポーネントについて検索が実行され、3D Body形状が検出・作成された場合、定義したプロパティ基準でそのボディがコンポーネントに追加されます。このモードでは、バッチ更新の実行時に変更が適用されます。

• このダイアログを使えば、コンポーネントの3D Bodyを一箇所で管理でき、Propertiesパネルを各3D Bodyごとに開く必要がなくなります。

選択したプリミティブからの作成

3Dボディはインタラクティブに配置するだけでなく、閉じた形状を定義する既存のトラック、アーク、ソリッドリージョンオブジェクトのセットから作成することもできます。モデルがシンプルな場合に最適な方法です。既存の閉じた形状から3Dボディを定義するには：

1. 　　閉じた形状を構成するすべてのプリミティブを選択します。
2. 　　Tools » Convert » Create 3D Body From selected primitivesをクリックします。

3Dボディは、選択したトラックがどのレイヤーにあっても、プリミティブによって形成されたTop Layer上の閉じた境界から作成されます。つまり、メカニカルレイヤー上で形状を定義することも可能です。なお、リージョン作成後も元の選択プリミティブは残り、選択状態も維持されます。3Dボディの境界はバウンディングトラックオブジェクトの中心線に沿って作成され、3Dボディ自体は選択されません。

選択されたオブジェクトの中心線をCreate 3D Body From selected primitivesアルゴリズムが使用するため、接触しているオブジェクトの端点と始点の位置が正確に一致（同じX, Y座標）している必要があります。これが満たされていない場合、Confirmダイアログが表示され、アルゴリズムが失敗した位置が示されるとともに、オブジェクトのエッジから3Dボディを定義するようアルゴリズムに指示するオプションも提供されます。選択したオブジェクトがわずかに重なっていれば、このオプションにより、3Dボディのエッジが選択オブジェクトの外周をなぞる形で3Dボディが作成されます。

グラフィカル編集

グラフィカル編集方法では、設計空間内で配置済みの3Dボディオブジェクトを直接選択し、そのサイズ、形状、位置をグラフィカルに変更できます。

押し出し3Dボディの場合、オブジェクトを一度クリックして選択すると編集モードになります。3Dボディオブジェクトの外形は一連のエッジで定義されており、各エッジは両端に終端頂点（画像下のAで示す実線の白い四角）、中央に中心頂点（画像下のBで示す中抜きの白い四角）で表されます。各終端頂点は2つのエッジが交わる位置を示します。

標準的な多角形形状編集技法が形状編集に利用できます。

多角形オブジェクトの編集時には、Slide/Miter、Incurvate（アーク）、Moveの3つの編集モードが利用可能です。現在のモードはwhile dragging a vertex or an edgeでShift+Spacebarを押すことで3つのモードを切り替えられます。

• Slide/Miter – エッジまたは中心頂点をクリック＆ホールドしてそのエッジをスライド、終端頂点をクリック＆ホールドしてコーナーを面取りします。 　
• Incurvate – エッジまたは中心頂点をクリック＆ホールドしてそのエッジを曲線化、終端頂点をクリック＆ホールドしてコーナーを曲線面取り（アーク面取り）します。 　
• Move – エッジまたは中心頂点をクリック＆ホールドしてそのエッジを2つに分割、終端頂点をクリック＆ホールドしてコーナーを自由に移動します。

編集中は、以下の操作も可能です：

• Ctrl+click and holdエッジ上の編集ハンドル以外の任意の位置をクリックして新しい頂点を挿入できます。 　

• 頂点を削除するには、頂点をクリック＆ホールドし、Deleteキーを押します。 　

• 3Dボディ上の編集ハンドル以外の任意の位置をクリックしてドラッグすると、3Dボディを再配置できます。ドラッグ中は、3Dボディの回転やミラーも可能です： 　　

  • Spacebarを押すと3Dボディが反時計回りに、Shift+Spacebarで時計回りに回転します。Rotation Stepの回転角度はPreferencesダイアログのPCB Editor – Generalページで定義されています。 　　　

  • XまたはYキーで、3DボディをX軸またはY軸方向にミラーできます。 　　　

   

STEPへの変換

選択した押し出し／円柱／球体3DボディオブジェクトをSTEPモデルに変換します。STEPモデルは自動的に設計ファイルに埋め込まれます。フリーの3Dボディオブジェクトを変換するには、設計空間で選択し、右クリックしてコンテキストメニューからConvert To STEPコマンドを選択します。オブジェクトが選択されていない場合や複数選択されている場合はコマンドは利用できません。STEPに変換されたオブジェクトは、設計空間でサイズ変更できなくなります。

X軸またはY軸で回転が必要な場合は、押し出し形状をSTEPに変換してください。

押し出し、球体、円柱3Dボディオブジェクトの基準点

押し出し、球体、円柱3Dボディオブジェクトには基準点（原点）があります。

• 円柱および球体の場合、基準点はX-Y平面上のオブジェクトの円形中心点です。 　

• 押し出しオブジェクトの場合、基準点は^X長さ/₂、^Y長さ/₂の位置（上から見た場合）に設定されます。 　

• この基準点の設計空間上の位置が、LocationのPropertiesパネルに表示されます。

押し出し、球体、円柱3Dボディオブジェクトには基準点があり、画像のように示されます。基準点の線は短いため、オブジェクトの外に表示されない場合があります。

押し出し3Dボディへのテクスチャ追加

押し出しオブジェクトには、最上面に画像を重ねて表示することも可能です。これにより、3D表示時の基板のリアリズムが向上します。Texture Fileが追加されると、自動的に3Dボディの上面全体にフィットするように拡大されます（下図参照）。テクスチャファイルはライブラリまたはボードファイルにリンクされます。

対応テクスチャファイル形式：*.bmp、*.dds、*.dib、*.hdr、*.jpg、*.pfm、*.png、*.ppm、*.tga。

押し出し3Dボディオブジェクトにテクスチャやロゴを追加できます。

これは、Center位置、SizeおよびRotation設定を3D BodyモードのPropertiesパネルで調整することで変更できます。

また、選択した押し出し3Dモデルに関連付けられたテクスチャオブジェクトの位置を、エディタが3Dレイアウトモードに設定されている際に、メインメニューからTools » 3D Body Placement » Move Texture Locationコマンドを選択して変更できます。コマンドを起動すると、カーソルが青いコーン（3D選択モードを示す）に変わり、テクスチャが関連付けられた押し出し3Dボディの選択を求められます。必要な3Dボディの上にカーソルを合わせてクリックまたはEnterを押します。もう一度クリックまたはEnter を押すと、テクスチャの最も近い角を「つかみ」ます。テクスチャを目的の位置に移動し、クリックまたはEnterを押して配置を確定します。オブジェクト移動時の標準操作（Spacebar/Shift+Spacebarで回転、XまたはYでミラー、矢印キーでテクスチャを微調整）は、テクスチャがカーソル上で浮いている間に実行できます。

または、選択した押し出し3Dボディ内のテクスチャを、マウスでクリック＆ドラッグして移動することもできます。