MATLABで作成し​た曲線をstlに描き​出したいです

MATLABでベジエ曲線を導き、その曲線（２次元or３次元）部分のみをstlファイルに描き出し、3dCADでモデル作成に用いたいです。

また、その曲線の縮尺設定（例：グラフ上の数値1＝１㎜）をMATLAB内ですることは可能でしょうか。

[HY]

このコードで可能な方法はありますでしょうか

[Atsushi Ueno]

作成したベジエ曲線のシンボリック式は多項式なので、sym2poly 関数で係数の抽出、polyval関数で多項式の計算が出来ます。ここまで書いて気付いたのですが、STL フォーマットは三角形分割された3次元の面情報を記述するフォーマットなので、ベジエ曲線(2D/3D)の情報をどうやって載せるかが問題になります。何らかの形で線データを面データとして扱う様にするか、線分を扱えるDXF等のフォーマットを採用するか、等の対応が必要です。

【前者の参考】曲線をstlデータにする方法 - MATLAB Answers - MATLAB Central (mathworks.com)

P = [0 -2; 1 -3; 2 -2; 3 2; 4 2; 5 0];
syms t
B = bernsteinMatrix(5,t);
bezierCurve = simplify(B*P);
bc1 = sym2poly(bezierCurve(1)); % ベジエ曲線の多項式係数を抽出
bc2 = sym2poly(bezierCurve(2)); % ベジエ曲線の多項式係数を抽出
plot(polyval(bc1,0:0.01:1), polyval(bc2,0:0.01:1)) % 数値解(点群)を得てからプロット

%stlwrite(TR,'test.stl','text'); % TRは triangulation オブジェクトまたは 2 次元 delaunayTriangulation オブジェクト

[HY]

ご回答いただき誠にありがとうございます。

『何らかの形で線データを面データとして扱う様にするか、線分を扱えるDXF等のフォーマットを採用するか、等の対応が必要です。』こちらの文の内容を実行する方法はUeno様はご存じでしょうか？

また、参考で載せていただいた内容のようにMATLAB内で曲線に肉付けし、STLフォーマットを利用したほうが良いのでしょうか？

Answer 1

[Atsushi Ueno]

> MATLAB内で曲線に肉付けし、STLフォーマットを利用したほうが良いのでしょうか？

3DCADがSTLフォーマットしか受け付けないのであれば、STLフォーマットを利用した法が良いでしょう

>曲線（２次元or３次元）部分のみをstlファイルに描き出し、3dCADでモデル作成に用いたいです。

リンク先を参考に、自分でもやってみました。XY平面の曲線をZ方向に伸ばして、triangulation 関数で三角形メッシュに区切り、stlwrite 関数でSTLフォーマット形式ファイルを書き出しました。

>その曲線の縮尺設定（例：グラフ上の数値1＝１㎜）をMATLAB内ですることは可能でしょうか

MATLABでも可能です。単に頂点リストの数値をスケーリング(係数倍)するなり移動(加減算)すれば良いです。

P = [0 -2; 1 -3; 2 -2; 3 2; 4 2; 5 0];
syms t
B = bernsteinMatrix(5,t);
bezierCurve = simplify(B*P);
bc1 = sym2poly(bezierCurve(1)); % ベジエ曲線の多項式係数を抽出
bc2 = sym2poly(bezierCurve(2)); % ベジエ曲線の多項式係数を抽出
range = 0:0.1:0.9; szrng = size(range); s = szrng(2); h = s/2;
dat = [polyval(bc1,range); polyval(bc2,range); zeros(szrng)]'; % ベジエ曲線の頂点を抽出
P = repmat(dat,2,1); P(size(dat,1)+1:end,3) = 1; % ベジエ曲線の頂点リスト(Z方向にずらしてコピー)
T = repmat([1,2,1;1,2,2],s-1,1) + repelem(0:s-2,3,2)' + repmat([0,0,s;s,s,0],s-1,1); % 三角形分割連結リスト
TR = triangulation(T,P); % ３次元三角形分割データの作成
stlwrite(TR,'test.stl','text'); % STLファイルの作成
type test.stl

solid MATLAB_1
facet normal -0.50665158 -0.862150908 0
  outer loop
   vertex 0 -2 0
   vertex 0.5 -2.29382992 0
   vertex 0 -2 1
  endloop
 endfacet
facet normal 0.50665158 0.862150908 0
  outer loop
   vertex 0 -2 1
   vertex 0.5 -2.29382992 1
   vertex 0.5 -2.29382992 0
  endloop
 endfacet
facet normal 0.224647418 -0.974440098 0
  outer loop
   vertex 0.5 -2.29382992 0
   vertex 1 -2.17856002 0
   vertex 0.5 -2.29382992 1
  endloop
 endfacet
facet normal -0.224647418 0.974440098 0
  outer loop
   vertex 0.5 -2.29382992 1
   vertex 1 -2.17856002 1
   vertex 1 -2.17856002 0
  endloop
 endfacet
facet normal 0.681694984 -0.731636465 0
  outer loop
   vertex 1 -2.17856002 0
   vertex 1.5 -1.71269 0
   vertex 1 -2.17856002 1
  endloop
 endfacet
facet normal -0.681694984 0.731636465 0
  outer loop
   vertex 1 -2.17856002 1
   vertex 1.5 -1.71269 1
   vertex 1.5 -1.71269 0
  endloop
 endfacet
facet normal 0.814817071 -0.579718173 0
  outer loop
   vertex 1.5 -1.71269 0
   vertex 2 -1.00992 0
   vertex 1.5 -1.71269 1
  endloop
 endfacet
facet normal -0.814817071 0.579718173 0
  outer loop
   vertex 1.5 -1.71269 1
   vertex 2 -1.00992 1
   vertex 2 -1.00992 0
  endloop
 endfacet
facet normal 0.84533757 -0.534232557 0
  outer loop
   vertex 2 -1.00992 0
   vertex 2.5 -0.21875 0
   vertex 2 -1.00992 1
  endloop
 endfacet
facet normal -0.84533757 0.534232557 0
  outer loop
   vertex 2 -1.00992 1
   vertex 2.5 -0.21875 1
   vertex 2.5 -0.21875 0
  endloop
 endfacet
facet normal 0.820128202 -0.572179794 0
  outer loop
   vertex 2.5 -0.21875 0
   vertex 3 0.497920007 0
   vertex 2.5 -0.21875 1
  endloop
 endfacet
facet normal -0.820128202 0.572179794 0
  outer loop
   vertex 2.5 -0.21875 1
   vertex 3 0.497920007 1
   vertex 3 0.497920007 0
  endloop
 endfacet
facet normal 0.696457565 -0.717597961 0
  outer loop
   vertex 3 0.497920007 0
   vertex 3.5 0.98319 0
   vertex 3 0.497920007 1
  endloop
 endfacet
facet normal -0.696457565 0.717597961 0
  outer loop
   vertex 3 0.497920007 1
   vertex 3.5 0.98319 1
   vertex 3.5 0.98319 0
  endloop
 endfacet
facet normal 0.239555582 -0.970882654 0
  outer loop
   vertex 3.5 0.98319 0
   vertex 4 1.10655999 0
   vertex 3.5 0.98319 1
  endloop
 endfacet
facet normal -0.239555582 0.970882654 0
  outer loop
   vertex 3.5 0.98319 1
   vertex 4 1.10655999 1
   vertex 4 1.10655999 0
  endloop
 endfacet
facet normal -0.541710556 -0.840565085 0
  outer loop
   vertex 4 1.10655999 0
   vertex 4.5 0.78433001 0
   vertex 4 1.10655999 1
  endloop
 endfacet
facet normal 0.541710556 0.840565085 0
  outer loop
   vertex 4 1.10655999 1
   vertex 4.5 0.78433001 1
   vertex 4.5 0.78433001 0
  endloop
 endfacet
endsolid MATLAB_1

[Atsushi Ueno]

DXFファイルについては、線分の頂点リストをDXFフォーマットに従い出力すれば良いです。MATLABはDXFファイルを扱っていませんが、File Exchangeには同士の作成したDXFファイル作成関数が多数あります。今回の目的(線分データをDXFファイルに出力)に最も近い下記の関数を実行してみました。

dxf export for 3d line elements - File Exchange - MATLAB Central (mathworks.com)

P = [0 -2; 1 -3; 2 -2; 3 2; 4 2; 5 0];
syms t
B = bernsteinMatrix(5,t);
bezierCurve = simplify(B*P);
bc1 = sym2poly(bezierCurve(1)); % ベジエ曲線の多項式係数を抽出
bc2 = sym2poly(bezierCurve(2)); % ベジエ曲線の多項式係数を抽出
range = 0:0.1:0.9;
writedxf('temp',polyval(bc1,range),polyval(bc2,range),zeros(size(range))); % DXFファイルの作成
type temp.dxf

999
created by Matlab
 0
SECTION
 2
ENTITIES
 0
LINE
 8
 0
10
 0.0000
 20
 -2.0000
 30
 0.0000
11
 0.5000
 21
 -2.2938
 31
 0.0000
 0
LINE
 8
 0
10
 0.5000
 20
 -2.2938
 30
 0.0000
11
 1.0000
 21
 -2.1786
 31
 0.0000
 0
LINE
 8
 0
10
 1.0000
 20
 -2.1786
 30
 0.0000
11
 1.5000
 21
 -1.7127
 31
 0.0000
 0
LINE
 8
 0
10
 1.5000
 20
 -1.7127
 30
 0.0000
11
 2.0000
 21
 -1.0099
 31
 0.0000
 0
LINE
 8
 0
10
 2.0000
 20
 -1.0099
 30
 0.0000
11
 2.5000
 21
 -0.2188
 31
 0.0000
 0
LINE
 8
 0
10
 2.5000
 20
 -0.2188
 30
 0.0000
11
 3.0000
 21
 0.4979
 31
 0.0000
 0
LINE
 8
 0
10
 3.0000
 20
 0.4979
 30
 0.0000
11
 3.5000
 21
 0.9832
 31
 0.0000
 0
LINE
 8
 0
10
 3.5000
 20
 0.9832
 30
 0.0000
11
 4.0000
 21
 1.1066
 31
 0.0000
 0
LINE
 8
 0
10
 4.0000
 20
 1.1066
 30
 0.0000
11
 4.5000
 21
 0.7843
 31
 0.0000
 0
ENDSEC
 0
EOF

[HY]

遅くなってしまい申し訳ございません。無事実行することができました！

ありがとうございました。