【Blender 5.1】Gridとは？使い方や概念：ジオメトリノード

Volume（ボリューム）って聞くと、大体の人は

• 煙、雲、霧、炎、などの気体
• 水などの液体
• メッシュの中身

を表現するときに使うもの、みたいに思うと思うんですが、まぁ大体その通りです。
結局、スザンヌとかのメッシュは表面しかないですよね。中身はスカスカのジオメトリです。
気体や液体とか、中身は表現できません。

BlenderのVolumeは、内部的にはグリッド構造（Grid）で管理されています。

グリッド構造とは、空間をボクセルで区切り、その各ボクセルに値（密度など）を持たせたデータです。

Volumeは、こうしたGridを複数まとめて保持するコンテナのような存在です。

Volume = コンテナ（入れ物）
Grid = 中に入っているデータ本体

Gridの種類

1つのVolumeが複数のGridを持つことができます。例えば以下のような値

• density（密度）
• temperature（温度）
• velocity（速度）

また、それぞれのGridには意味があります。

• 密度が入ったグリッド → Density Grid
• 距離情報（SDF）が入ったグリッド → SDF Grid

● Density Grid
データ型：float（数値）
密度を表す
ボリュームレンダリング用

● SDF Grid（Signed Distance Field）
データ型：float（距離）
表面までの距離を持つ

• 0 = 表面
• マイナス = 内側
• プラス = 外側

● Vector Grid
データ型：ベクトル（方向＋強さ）

• Curl Noise
• 風
• 流体っぽい動き

このように、Gridの種類によって扱い方が変わるため、対応するソケットも異なっています。（ソケットが違っても使えることもある）

ボクセル（Voxel）とは

3D空間の最小単位
位置ごとに値を持てる

タイル化

Blenderはメモリ節約・計算高速化のため、ボクセルをそのまま持たず、タイル（tile）単位でまとめて持っています。（タイル化）

具体的には、8×8×8のボクセルを1つの塊として保存します。（同じ値が入っていた場合など）

つまりデフォルト状態ではボクセルがまとめられて荒い分布になっていることがあり、これを展開するためにはVoxelize Gridノードなどを使う必要があります。

• VolumeからGridを取り出す
  • 使用ノード：Get Named Grid
  • Volume → Gridに分解
  • ここで初めて中身にアクセスできる
• Gridを加工する
  • ノイズをかける
  • 計算する（curl / gradientなど）
  • 値を書き換える
  • フィールド値を使うとき
    • 使用ノード：Field to Grid
• Gridを使う、書き戻す
  • 名前付きでGridに保存する
    • 使用ノード：Store Named Grid
    • 新しいGridをVolumeに追加

空間全体に物理っぽい場を作れるようになりました。

Grid Curlを使って渦の動きのアニメーションを作っています。以下の動画で過程やグリッドデータの扱い方について簡単に解説しています。

【Blender5.1】Grid CurlでFlow Animationを作る:流体ぽいアニメーション

Blender5.0で追加されたボリュームグリッド系のノードを使って、水の渦のような動きを作成するチュートリアルです。複雑な計算をすることなく、グリッドデータを操作することで簡単に複雑な動きのアニメーションができます。★参考動画：CGMat...

youtu.be

グリッドの計算ノードである以下のノードについては右側の記事で解説しています。

• Grid Gradient
• Grid Divergence
• Grid Laplacian
• Grid Curl

Get Named Gridノードで、ボリュームから、内部データのGridを名前を指定して取得することができます。

Gridの名前はスプレッドシートのGrid Nameにかいてあります。

RemoveをOnにすると指定したGridデータを削除できます。Volume出力からはGridデータ削除後のVolumeが出力されます。（Grid出力からは削除前？のデータが出力されます。）

Sample Gridノード

指定した空間内の位置において、ボクセルグリッドから値を取得するノードです。

Gridデータはフィールド系のソケットで受け渡しできませんが、Sample Gridを通すと、グリッドの値を、フィールドとして参照できる形にしてくれます。

パラメータ

Position（位置）
グリッドの値を評価する空間上の位置（オブジェクト空間）。各位置は、周囲のボクセルの値をもとに補間されます。

Interpolation（補間）
隣接するボクセル間で値を計算する際の補間方法：

• Nearest Neighbor（最近傍）
  最も近いボクセルの値をそのまま返します。最も高速ですが、ブロック状で不連続な見た目になります。
• Trilinear（三線形補間）
  周囲の8つのボクセルを使って線形補間を行います。滑らかな変化になり、一般的な用途に適しています。
• Triquadratic（三次的補間）
  より高次（2次）の補間を使用し、さらに滑らかで連続的な結果を得られます。
  その分、計算コストは高くなります。

さっきのグリッド→フィールドとは反対に、
フィールド→グリッドを作成する方法

Field to Gridノード

既存のグリッドのトポロジー上でジオメトリフィールドを評価し、1つ以上の新しいボクセルグリッドを生成するノードです。（※グリッドの作成にはその構造情報（トポロジー）が必要です。）
これにより、フィールド入力から、密度・温度・速度・距離場などのボリュームデータを直接作成できます。

各入力フィールドは、指定されたトポロジーグリッドのボクセル位置でサンプリングされ、同じ解像度・トランスフォーム・ドメインを持つ対応する出力グリッドが生成されます。

Store Named Gridノード

Store Named Gridノードは、ボクセルグリッドを指定した名前でボリュームジオメトリ内に保存するノードです。
これにより、1つのボリュームオブジェクト内に複数のグリッド（例：density、temperature、velocityなど）を含めることができ、後でGet Named Gridノードを使って取得できます。

同じ名前のグリッドがすでに入力ボリューム内に存在する場合は、新しいグリッドで上書きされます。

Voxelize Gridノード

Voxelize Gridノードは、スパース（疎）なボクセルグリッドに含まれるアクティブタイルを展開し、すべての領域を密なボクセルとして扱える状態に変換するノードです。
通常、SDFやフォグボリュームでは、値が一定の領域はタイルとしてまとめて保持されますが、このノードによってそれらも個々のボクセルに分解されます。

その結果、近傍ボクセルを参照するような処理（フィルタリングや精密なサンプリングなど）が正しく行えるようになります。

解像度（32，32，32）だと、（8×８×８）個のボクセルが同じ値だった場合、１個のタイルとしてまとめられてしまい、全てのボクセルがタイル化しています。それをVoxelize Gridノードで展開すると、それぞれのボクセルに細かい値が入るようになります。

Prune Gridノード

Prune Gridノードは、ボクセルグリッド内の値がほぼ同じ領域（均一な領域）をまとめて簡略化し、データを軽くするノードです。
これにより、メモリ使用量が減り、処理も高速になります。

このノードは、Voxelize Gridノードの逆の処理を行います。
Voxelizeがスパースな構造をすべてボクセルに展開するのに対し、Pruneは均一な領域を再びまとめてスパース化（圧縮）します。

特に、塗りつぶし・クリッピング・しきい値処理などで同じ値が広がる処理の後に効果的です。

パラメータ

Mode（モード）

グリッドをどのように簡略化するかを指定します：

• Inactive
  非アクティブなボクセルやタイルを、まとめて非アクティブな背景タイルに変換します。
  空の領域を整理する、基本的な軽量化モードです。
• Threshold（しきい値）
  値がほぼ同じ（指定したしきい値以内の差）で、かつアクティブ状態も同じ領域をまとめてタイル化します。
• SDF
  SDF（符号付き距離場）専用のモード。
  非アクティブな領域を効率よくまとめてノード化します。
  特に、内部・外部が広く一定値になっているSDFで高速に処理できます。

Threshold（しきい値）

この値以下の差であれば「同じ値」とみなされます。

• 値を大きくする → より強く簡略化（細かい違いを無視）
• 値を小さくする → 細部を保つ（あまり簡略化しない）