本書のねらい

本書は、大学あるいは専門学校の建築学科でAutoCADを初めて学ぶ学生に向けた教科書である。あわせて、設計事務所や工務店で設計の実務に携わる方々の参考書たり得ることをめざしている。

AutoCADを使うには、線を引く、円を描く、オフセットする、コピーする、回転する、等々のコマンドを覚えなければならない。ウインドウ上部には多数のコマンド・アイコンが並んでいる。コマンド・レファレンスを参照すると、数えきれないほどのコマンドが実装されていることがわかる。しかし、それらをすべて覚えなければ製図ができないというわけではない。本書では、必要最小限のコマンドを覚えることで、複雑な建築の設計図を描くことができることを示したいと思う。足りない部分は、筆者が実際の設計プロジェクトに際して、その都度作成し使ってきたカスタム・コマンドを導入して補っている。それらはLisp言語を使ったカスタム・コマンドであり、本書とともに配布する。

本書では、AutoCADを起動して直線や円を描くことから出発する。そして、平面図・断面図などの2次元の作図を学び、さらに直方体や球などの立体を扱う。立体を３次元の空間内に配置することをモデリングという。単純な立体だけでなく、複雑な曲面のモデリングも扱う。建築は常に３次元の立体として構想しなければならないと言ったのは建築家のアドルフ・ロースである。3次元モデリングという行為は建築の設計そのものである。

本書の構成

AutoCADは、従来の製図板と三角定規、コンパスを使った製図をコンピュータで置き換えることを意図して作られた。だから、そこでの製図は基本的に製図板の上で行う製図の延長線上にある。製図板の上で図面を描くとき、初めに薄い補助線を描いておき、断面線などの強調すべき線は、それらの補助線を強くなぞることで描かれる。補助線は捨て線とも呼ばれ、不要になれば消しゴムで消去される。

AutoCADを使って平面図や断面図を描くプロセスは、基本的には同じである。初めに補助線を描いて、補助線をなぞることで断面線を描いてゆく。本書の第１章から第８章までは、このような2次元の作図に焦点があてられる。

しかし、従来の設計プロセスがコンピュータ上の製図で置き換えられるのは、ここまでである。コンピュータを使った製図は建築の設計プロセスに大きな変革をもたらした。建築の設計は「線を引く設計」から「立体を配置する設計」へと進化した。AutoCADでは1990年代後半にソリッド・モデルが導入された。

それまでのAutoCADは直線や円、円弧、ポリライン（折れ線）などのデータを編集するためのソフトウェアであるに過ぎなかった。そこに立方体や球などの立体を扱うためのデータ形式が付加された。現在のAutoCADでは自由曲面も手軽に扱うことができる。

設計道具の進化が設計プロセスの変革をもたらし、そのことが建築デザインの進化を誘発した。あるいは逆に、新しいデザインへの希求が道具の進化を促したとも言える。本書の第９章から第12章では、このような3次元のモデリングを解説する。そして第13章では、完成したモデルをレンダリングする。レンダリングとは3次元モデルから透視図を作成する作業である。モデリングが完了すれば、そのモデルをレンダリングしてビジュアライズすることは、さほど難しい手順ではない。

第14章以降は応用編である。AutoCADを使ってプレゼンテーション・ボードを作成する方法を解説する。様々な縮尺の図面が、画像や文章とともに1枚のボード上にレイアウトされる。

第15章では自然の地形を扱う。Webを通してダウンロードすることができる等高線のデータをAutoCAD上で再現する。そこでは経度・緯度であらわされる座標系を直交座標系に変換するアルゴリズムがキーとなる。

第16章では国土地理院が公開している「基盤地図情報」をAutoCADで扱う方法を試みる。「基盤地図情報」には国内のあらゆる場所の等高線や河川、水路、鉄道、道路、建築物などの数値データが含まれ、建築設計での利用価値が高い。フリーのGIS（Geographic Information System）であるQGISを導入して、それらの基盤情報にアクセスするとともに、AutoCADとの連携を試みる。現状ではAutoCADとGISとの間でのデータ交換は簡単ではない。そこで、Python言語を使って、「基盤地図情報」のデータを直接解析し、AutoCADで読み込める形に変換する方法を紹介する。将来的には設計の道具としてのCADはデータ・サイエンスを取り込む方向で進化を遂げるだろう。世界は「データ」が価値を生む時代への過渡期にあるのだから。

本書を使ってAutoCAD を学ぶとき、LispやPythonなどのコンピュータ言語の知識は必須ではない。配布されるカスタム・コマンド群は基本的には製図作業の効率化をめざして作成したものだ。面倒な仕事は、なるべくコンピュータにやらせなければならない。そして、コンピュータ言語に習熟すれば、設計の道具を自由にカスタマイズできるようになる。AutoCADはそれが可能なように作られている。建築のデザインが道具に縛られていてはいけない。新しいデザインを生み出すためには、設計の道具を作り替えなければならない。AutoCADを学ぶことを通じて、人と機械とのコミュニケーションを体験し、コンピュータそのものの理解を深めてもらえれば幸いである。

佐藤健司