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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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