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捩りボーンのススメ

 MMDユーザーの知り合いとの雑談にて気になった事があったので記事にしてみます。

 準標準ボーンというよりは、実の所、MMD標準付属の初音ミクver2から搭載されているので標準ボーンと言えなくもない捩りボーン。
 2009年以前はともかく、それ以降のモデルには搭載されている率が高い捩りボーンですが、実のところ現時点でも有効利用されているかどうかは、判断が付き辛い所です。
 逆に、比較的新しいモデルで準標準化されているものでも捩りだけが無い場合もあります。

 捩りボーンは、モーション作り手側にとっても動画制作側にとっても重要なボーンであり、かつ今となっては必須とも言えるボーンの一つです。
 実の所、言うほど捩りボーンの効能を把握している人はそう多くはないのかな?(特にモーション作成側)と思う節もあったので、説明記事を記しておきます。


■捩りボーンとは

基礎的な部分は、VPVP wikiにて説明があります。
さらにここでは、より詳しく実用的な記述をしていきます。

▼捩りボーンの中心位置とウェイト
捩りボーンは [] [ひじ] ボーンの中心位置とは違う部分に存在し、ウェイト(ボーンと連動する頂点、とその連動の割合)が異なります。

捩り_01
 ↑左腕ボーンのウェイト(初音ミク_ver2モデル)

捩り_02 
 ↑左腕捩りボーンのウェイト(初音ミク_ver2モデル)

手首ないし指先の最終位置がほぼ同じようになるよう、腕ボーンと捩りボーンそれぞれを単独で使ってみると……

捩り_03 

ウェイト設定状態と合わせてみると分かりやすいでしょう。
腕ボーンでは肩まで影響が出てしまうのと、二の腕が大きく回転してしまっています。また、腕全体の軸が微妙にズレてしまいます。
単純な回転の場合での差異は大きく見られない場合もありますが、捩りではなく腕ボーンの回転で行うと、想定とは異なった軌道を描いてしまう事もあります。
一方、捩りボーンでの回転を行えば、回転軸の中心が腕の中心となっており、肩に影響を出さずに綺麗に捩り回転を行えます。
腕だけでなく、ひじの方も同じような構造です。

モデルによって、肩から指先までのボーン位置・ウェイトはまばらです。肩ボーンの角度や腕や肘の長さは当然ながらモデルの体系によって変わります。
ですが捩り方向に限ってではありますが(捩りのウェイト設定こそ異なれど)、効果としては共通化しやすいので、モーション配布・流し込み等を行う場合には非常に便利なボーン構造となります。

▼捩りボーンの回転について
捩りボーンは軸制限が掛かったボーンです。基本的には腕が伸びている方向に対し、X軸(捩り)のみ動くよう設定されています。
また、ボーン操作時において、Global/Local設定に関わらず同じ動作をします。

▼捩りボーンの名称について
MMD付属の標準モデルに合わせる場合、
[左腕捩] [右腕捩]
[左手捩] [右手捩]
となっています。
ですがモデルによっては
[左腕捩り]
など送り仮名があったり、
[左ひじ捩]
など、「手」ではなく「ひじ」表示になっているケースもあります。
MMDではボーンの名称が異なると、ポーズ・モーション流用時に読み込まなくなります。
名称が異なるボーン構造を持つモデルへ読み込みを行う場合、同じプロジェクト内で配布元と同じモデルを用意し、そこから『別フレームへペースト』機能を使うなどしてモーションを移植させる必要があります。

▼捩りボーンのウェイト設定
捩り_04捩り_05捩り_06捩り_07
(左上から [左腕] [左腕捩] [左ひじ] [左手捩] それぞれのウェイト状態)
モデルはかこみきさんの『アリアBモデル』

基本的なウェイト設定は標準モデルなどを参考にすると良いでしょう。
モデルの腕が素腕ではなく長袖タイプのモデルや、腕にテクスチャが貼ってあるモデル等では、より細かくウェイト設定を行う事で綺麗な変形が望めます。
上図のアリアBモデルではその様子が見れます。

捩り_08 捩り_09

▼捩りボーンを含めた腕周りの親子関係
これについても同様に、標準モデルなどを参考にしてみて下さい。
構造は単純で、肩から順に

肩 → 腕 → 腕捩り → ひじ → 手捩り → 手 → 指

となっています。

■モーション作成時における捩りボーンの活用

モーションを作成する場合において、捩りボーンの有無は大きく作用します。作業効率も段違いになります。
旧標準ボーン構造(捩りのないモデル)にて腕周りの動き(特に指先ないし手首の軌道)が思ったように動いてくれず、キーフレームを多く打ってしまうケースもあるのではないでしょうか。
また、モデルに搭載されていても捩りボーンを使用しない場合も同様です。
軸もウェイトも違えば、最終的な仕上がりにも影響を出します。
最近配布されたモデルでも捩りボーンの有無は確実ではないですし、配布を前提としたモーションを作成する場合には悩む事もあるでしょう。
どちらにしろ、腕周りの構造はモデルによって変わってしまうので、ある程度切り捨ても考えて割り切ってしまった方が楽な場合も多いです。

さて、捩りボーンを使用する場合はどのようにしていくと良いか説明していきます。

▼腕周りは必ず Local 設定で行え!
腕周りも含めて(IK以外)、Global設定でボーン操作する事は稀かもしれませんが、一応注意喚起しておきます。
基本的には回転操作のみのボーンは Local 設定で行うと良いでしょう。

▼腕・ひじのX軸は絶対に弄るな!
上記を前提とし、特殊な場合でない限り、腕・ひじボーンのX軸は弄らずY/Z軸のみとしましょう。
さらにひじについて弄るのは、Y軸のみです。
肘のZ軸回転方向は、腕の捩りボーンに分散させる事で軌道調整がかなり楽になります。

▼腕全体を捩る場合は段階を踏め!
腕から手先にかけて大きく捩る場合は、[腕捩] [手捩] [手首] の順に、徐々に回転させる事により、自然な回転をさせる事ができます。
一気に腕だけ、もしくはひじだけで回転させると軌道に影響が出ますし、何より不自然な回転に見えてしまう事もあります。
手首については、本来の人間の構造としてはX軸には周りませんが、若干の補正や雰囲気作りとして手首も含めた回転はアリです。
(モデルのウェイト設定によりけりですが、捩りとの兼ね合いで綺麗に曲がる場合もあります)

▼捩りボーンは、腕・ひじの多段ボーンである事を徹底しろ!
構造上は親子関係にあり、また中心軸も異なるボーンではありますが、モーション作成時においては単なる親子ではなく、腕・ひじそれぞれの多段ボーンとして利用・活用する事を強く勧めます。
X軸回転を分離する事により、より少ないキーフレームで多用な軌道を描く事ができます。
補間曲線設定と共に使う事で、トレース時の省力化、細かいブレの表現などが楽になります。

多段として分離することにより、必ず腕ボーンと同じキーフレームに捩りボーンを配置する必要はありません。
それにより連続したなめらかな動きで、より複雑な軌道を少ないキーフレームで表現できます。

■捩りボーンの活用例

動画で見た方が早いと思うので、動画にまとめてみました。
説明が被る部分もありますがご覧頂ければと思います。


今回は以上です。


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導入と準備 - MikuMikuMoving Tips

※この記事はパソコンの操作とMikuMikuDanceをある程度知っている、もしくは簡単には弄った事のある人を対象にしています。

■ MikuMikuMovingの導入
MikuMikuMovingの最新版は下記アドレスより入手できます。
https://sites.google.com/site/mikumikumoving/

32bit版と64bit版と両方用意されていますが、ここ数年のパソコンとOSであれば、ほぼ64bit版のみを準備すれば大丈夫です。
ご自身のパソコン環境やOS、ランタイム等については検索サイトなどを利用して調べてください。

ダウンロード後は任意のドライブ、フォルダ等に圧縮ファイルを解凍します。
すると以下のフォルダとファイルが生成されます。

MMM Tips-001

この段階で、今後生成されるファイルを整理するため、自らフォルダを作成しておき今後の利便性を高めます。
ここではMikuMikuDanceと似たような環境を作った方が便利なので、近しいフォルダ構成を作っておきます。
まず『UserFile』というフォルダを作成します。

MMM Tips-002

『UserFile』の下(クリックしてフォルダを開いた状態)には、新たにいくつかのフォルダを追加します。

『Accessory』……アクセサリ用3Dモデルデータフォルダ
『BackGround』……背景静止画・動画用フォルダ
『Effect』……エフェクトファイル用フォルダ
『Model』……キャラクター用3Dモデルデータフォルダ
『Motion』……モーションデータフォルダ
『Movie』……AVI出力用フォルダ
『Pose』……ポーズデータフォルダ
『Vsq』……VOCALOIDソングデータフォルダ
『Wave』……音声ファイルフォルダ

MMM Tips-003

これらのフォルダ名は任意でも構いません。このブログでの説明記事では上記フォルダ名を基準とします。
各フォルダの役割などは都度説明を加えていきますが、使用頻度が高いものは先に説明します。

『Accessory』:アクセサリ用3Dモデルデータフォルダ
MikuMikuDance / MikuMikuMovingでは、ボーン・モーフなどの変形機構を持たない3D形状ファイルのことを『アクセサリ』と定義しています。
ファイルの拡張子は『.x』となっているファイルです。
MikuMikuMovingでは更に、下記のファイルがアクセサリとして読み込めます。

『.obj』……汎用3D形状ファイル。多くの3Dソフトで使われているファイル形式。
『.mqo』……メタセコイア3D形状ファイル。3Dモデリングソフト「metasequoia」で作成されるファイル形式。
『.fbx』……Autodesk 3D形状ファイル。「Maya」「3dsMAX」等、プロ用ソフトなどで使用しているファイル形式。

MikuMikuDance等では『.x』形式が主流です。
上記3つの形式は、フリーや販売形式の汎用3Dモデル配布サイトなどで使用されている形式です。
MikuMikuMovingではMikuMikuDanceに比べ、使用できるファイル形式が増えていることになります。

※MikuMikuMovingでのmqo読み込みは、法線マップ・頂点カラーにも対応しています。

『Model』:キャラクター用3Dモデルデータフォルダ
ボーン・モーフ等の変形機構が組み込まれたMikuMikuDance用3D形状データの収納場所となります。
拡張子は『.pmd』または『.pmx』です。
いわゆるMMDモデルデータの事ですが、1つのファイルではなく、モデルに張り付けている複数の画像ファイル等と一緒になっているファイル群のことを指す事が多いです。
ですので、1つのモデル毎に1つのフォルだを『.Model』フォルダの下に追加していき、整理しつつ使うと良いでしょう。
さらに、モデル作者やキャラクターのジャンル毎にフォルダ分けしておくと、更に便利になります。

MMM Tips-004

(MikuMikuDanceやMikuMikuMovingを使い続けると、アクセサリやモデルだけでも膨大な量になっていくことが多いです。面倒がらずに、普段からフォルダの整理をしておくことをお勧めします)

『Motion』:……モーションデータフォルダ
キャラクターモデルデータの動きを記録してあるファイルを収納するフォルダとなります。
MikuMikuDanceでも使用している『.vmd』ファイルの置き場となります。
また、MikuMikuMoving専用のモーションファイル『.mvd』もここに保存しておくと良いでしょう。

MikuMikuMoving専用となる『.mvd』は、MikuMikuMovingでは読み込めません。
ですが、MikuMikuDanceに比べ、より多くの情報を保存する事ができる独自形式となっています。
保存できる内容は多岐にわたるので、別途説明を行います。

少なくとも初期の段階では、この3つのフォルダについては把握しておきましょう。

■ MikuMikuMovingの起動と初期設定
フォルダの準備が終わったら、起動してください。
いちばん最初に起動した時には、小さめのウィンドウで表示されます。

MMM Tips-005

ウィンドウの大きさなどは任意に変更できます。また、ウィンドウの大きさや位置は、最後に終了した時のものを記憶していますので、ご自身の環境に合わせておくと良いでしょう。

この段階で、一度、MikuMikuMovingを終了してみます。正常に終了するかどうかの確認と、ウィンドウの位置などを保存するためです。
終了のやり方は以下の通りです。

まず、ウィンドウの左上にある『設定』ボタンの上にあるアイコンをクリックします。
MMM Tips-006

すると、表示が変わり、プロジェクトファイルの操作メニュー画面となります。
MMM Tips-007

これの一番下にある『終了』ボタンをクリックすれば正常終了処理となります。
「アプリケーションを終了しますか?」
というダイアログが出るので、OKボタンを押します。
これで各種設定ファイルなどが記録され、終了となります。

ここでもう一度、MikuMikuMovingを立ち上げましょう。
次は基本的な設定を行います。

画面左上にある『設定』ボタンを押します。
MMM Tips-007

すると、設定用のダイアログが出てきます。
ダイアログの上側には3つの設定タブが開かれます。
それぞれ『スクリーン』『エディタ』『システム』の3つの項目があります。

まず、『スクリーン』タブから設定しましょう。
MMM Tips-009

▽スクリーンFPS
通常操作画面などで表示させるFPS(Frame per second:1秒間に表示するコマ数)の設定です。
無制限、60fps、30fps、また任意のfps表示に切り替えができます。
パソコンの能力や環境、また制作物によって変えてみると良いでしょう。
標準となる60fpsのままでも問題ありません。
(コマ落とししてあるアニメっぽい表示にしたい場合など、fpsを任意に設定できます)

▽出力スクリーンサイズ
キャラクターモデルなどが表示されている操作画面のサイズの設定となります。ここで設定する数値が最大値となります。
MikuMikuMovingウィンドウ全体を動かす事で自動的に変わる事もありますが、縦・横の比率は維持されます。
特に指定が無い場合は、テレビと同じ比率(16:9)にしておくと良いかもしれません。
初期状態では320 x 240となっており、比率は4:3となっていますので、変更しておくと良いでしょう。
例として、幅1920、高さ1080などにしてテレビサイズにしておき、あとはウィンドウの大きさで調整しておきます。

▽視界深度
モデルやアクセサリの表示深度の設定です。カメラの位置からどこまで遠く(奥行)を表示させるか、という設定となります。
基本的には初期状態のままでも問題ありませんが、より遠くを映したい場合や、負荷を軽減させたい時などに変更します。
『前面』は、カメラからの最短距離です。この距離よりカメラ側は表示をカットします。
『後面』は、カメラから一番遠い距離です。この距離より遠い部分の表示をカットします。

▽セルフシャドウ
セルフシャドウのバッファ容量を設定します。詳しい説明は別途となります。
基本的には初期状態のままで問題ありません。
グラフィックボードの能力によって、数値を上げる設定をすれば、影がより綺麗に表示されます。
標準の1024、高解像度となる2048、4096のいずれかを選ぶのが良いとされています。

▽レンダリング
スクリーン出力(操作画面表示)、AVI出力時に影響が出る設定です。
詳しい説明はここでは省きます。
これもグラフィックボードの能力に関わります。
ミップマップ、異方性フィルタリングはそれぞれチェックを入れると綺麗にはなりますが、若干操作が重くなる場合もあります。
使う場面によって、使い分けると良いでしょう。

・ミップマップ
カメラからの距離によってテクスチャの処理を変える機能です。
グラフィックメモリは多く使用しますが、処理が早くなります。

・異方性フィルタリング
テクスチャによるジャギー(ギザギザ)を軽減する機能です。

・デフォルト背景色
操作画面の背景を変える事ができます。
初期設定のままでも問題ありません。
ですが、個人的には白のままだと目が疲れやすくなるので、ここは灰色などの暗めの色に変更する事をお勧めします。
『デフォルト背景色』の文字の右側にある四角をクリックすると、カラーピッカーが表示されます。
MMM Tips-012
ここで色を設定すれば、操作画面の初期背景色が変わります。

▽エディタ
MMM Tips-010

・タイムライン
タイムラインの解像度の変更ができます。基本的には初期状態である30で問題ありません。
1秒あたりのキーフレームの細かさが変更できますが、30以外にした場合はMikuMikuDanceの標準モーションファイルである『.vmd』形式にて保存ができなくなります。

『空クリック時にトラック選択を解除する』は、タイムライン操作時にキーフレームも何もない時ところをクリックした時の動作を設定するチェックボックスとなります。
オフにしてあれば、シングルクリック時には何も起きません。
オンにしてあれば、シングルクリック時には、直前に選ばれていたボーン選択状態が解除されます。
操作の好みによって設定してください。

・軌跡
モーションパス(ボーンの動きの軌道を表示する機能)の設定となります。
タイムラインの現在位置から、前後のフレームでボーンがどのように動いているかを表示する為の設定となります。
フレーム数は、前後でどれくらいの時間(フレーム数)分を表示するかの設定です。
点サイズは、キーフレームが打たれている位置を表示する際にでてくる四角の大きさの設定です。
(軌跡表示は結構重い処理となるので、フレーム数は多く取らない方が良いです)

・ボーン操作コントロール
ボーンを操作するアイコン『X/Y/Z』『Rx/Ry/Rz』などのアイコン表示と操作に関わる設定です。
標準ではMikuMikuDanceと同じく右側の設定となっています。
左側に設定すると、タイムラインとの距離が近くなり、気持ち程度ではありますがマウス操作が楽になる利点があります。
好みによって変えてみてください。
速度は、ボーン操作時のドラッグによる変化量の設定となります。値を大きくすれば大きく動かせますし、小さくすれば細かい操作が可能となります。

・ボーンハンドル種類
選択したボーンの上に表示されるハンドルの種類が選べます。

なし:ボーンハンドル表示無し
通常:MikuMikuDanceと同じボーンハンドルを表示
拡張:MikuMikuMoving独自の3Dボーンハンドルを表示

・テーマ
MikuMikuMovingウィンドウの全体配色を変える事ができます。
好みや気分によって変えてみると良いでしょう。
(仕様上、独自のカスタムはできません)

・キー割り当て
ショートカットキーの割り当てをカスタムできます。
MMM Tips-013
基本的にはMikuMikuDanceと同じショートカットが使えるように初期設定がされていますが、一部(テンキーによる視点変更など)は違うものがあります。

▽システム
MikuMikuMovingのファイル操作やシステム全体の設定を行うところです。

・プロジェクト保存
記録するファイルパスに、相対パス と 絶対パス が選べます。
標準では絶対パス設定になっています。
MikuMikuMovingのフォルダがあるハードディスクの引っ越しやフォルダの移動などがある場合には、相対パスに変更するのも良いでしょう。

・自動バックアップ
一定時間でプロジェクトファイルをバックアップする機能です。
バックアップされるプロジェクトファイルは『Backup』フォルダに記録されます。
指定個数以上のバックアップファイルは自動的に削除されます。

・システム
システムメモリ節約:文字通り、メモリの節約を行います。
強制pixel Shader 2.0:古いパソコン(グラフィックボード)等で使う場合に使用する機能です。

エフェクトキャッシュサイズ:
エフェクトファイルを読み込んだ段階で内部処理をし、『Cache』フォルダに専用ファイルを生成します。
これにより、一度読み込んだエフェクトで、かつ変更がない場合は、以後キャッシュフォルダからエフェクトを読み込みます。それによりエフェクトの内部処理をハイスピード化し、プロジェクトの読み込みがかなり早くなります。
数値設定は『Cache』フォルダの容量設定となります。


以上が設定となります。
何も設定せずとも使えますが、設定を行う事で作業効率がかなり変わります。
また、作る動画や作業内容によって変更した方がよい設定も多くあるので、最初の段階である程度把握しておくと便利です。

テーマ : MikuMikuDance(MMD)
ジャンル : サブカル

tag : MMM MikuMikuMoving Tips

プロフィール

かんな

Author:かんな
ニコニコ動画などでMMD動画をうpしてるしがないユーザーの一人。
ブロマガ版みくだん
連絡先:mikudan3939葱gmail.com
(葱を半角@に変換してください)

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