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modoでサーフェースの色をパーティクル色に設定する方法

サーフェースの色をパーティクル色に設定する方法を紹介したいと思います。Foundryのフォーラムではさまざまな質問と共に多くの面白いサンプルファイルが共有されています。

今回紹介するのは「パーティクルがサーフェース色を継承できないか?」というスレッドのものです。
https://community.foundry.com/discuss/topic/88111

パーティクルをサーフェースから発生させる場合に、発生元のサーフェース色をパーティクルに継承したいことがあります。このスレッドでYahllさんが公開してたサンプルファイルは、私にはよく理解できませんが、確かに問題をクリアしている素晴らしいものです。

サンプルファイル(再アップ)

スケマティックを見るとParticle Operatorで「色」を「位置」に繋げていているのが面白いトリックです。Shader Inputsの「パーティクル色」をパーティクルの位置として扱っていて、Intersectを使用してサーフェースとパーティクルの方向を計算しています。最後にRaycastでサーフェース色を拾って、マテリアルの「ディフューズ色」に割り当ててます。

Particle Operatorの値をシェーダーノードが直接受け取れないので「色」を「位置」に繋げてる所は理解できます。その後の計算が成立してる意味かよく理解できないですが、パーティクルがサーフェース色を継承できています。

しかし、この方法では球体が回転するとパーティクルの色も回転に合わせてかわります。Time Offsetで1フレーム固定のようなことができればいいのですが、残ながらTime Offsetをシェーダーノードに使用するとmodonがフリーズしてしまいます。フォースでパーティクルを動かす場合は、パーティクル発生時の色を利用する仕組みを考える必要がありそうです。

 

Raycastを使用してサーフェース色を使用する単純なシーンも公開しておきます。このシーンはロケータの-Y方向の色をRaycastノードを使用して拾ってます。

サンプルファイル

スケマティックはこんな感じ。上半分は関係ありません。GLの見た目上のものです。

 

シェーダーノードはLightWaveで挫折してから苦手意識があって使わなくなってましたが、こういう自分では想像もつかないサンプルファイル公開してくれるのはすごく助かります。

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modoのスクリプトやプラグインのインストール方法

modoのスクリプトやプラグインのインストール方法について書いてみたいと思います。

modoは他の3Dソフトと同様にスクリプトやプラグインで機能拡張することができます。FoundryのフォーラムMODO Japan GroupGitHubでは便利なフリースクリプトやプラグインが公開されています。

 

配布形態

modoのスクリプトやプラグインにはいくつかの配布形態があります。

 

スクリプトファイル単体

一番多いのがスクリプトファイル単体で配布されてる場合です。.pyや.plファイルだけ公開されてる場合がそれです。

 

Kit

次に多いのが「Kit」として配布されている場合です。有料プラグインやFoundryが配布しているAfterFX IOやGozはKit形式です。

Kitはスクリプト、プラグイン、UI、画像など複数のファイルで構成されていて、配布に便利な仕組みです。KitはUIの「Kitボタン / キットマネージャ」から有効/無効を切り替えることができます。Mayaのモジュールと似た仕組みですね。

キットは複数のファイルで構成されているため、.lxpや.zipのような圧縮形式で公開されてることが多いです。

 

インストール方法と使用方法

インストール方法は簡単です。ファイルをスクリプト フォルダ、またはKitフォルダにコピーします。

 

スクリプトのインストールディレクトリ

modoのスクリプトは、スクリプト実行時に以下のフォルダを検索します。

C:\Users\ (ユーザー名) \AppData\Roaming\Luxology\Scripts

C:\Program Files\Foundry\Modo\ (バージョン番号) \extra\scripts

Luxologyフォルダは全てのmodoバージョンから参照されるので、基本的には Luxology\Scriptsフォルダにファイルをコピーしておけば問題ありません。

 

スクリプトの使用方法

スクリプトを実行するときはmodoのUI右下にあるコマンド入力に「@+ファイル名」を入力してEnterで実行します。

 

Kitのインストールディレクトリ

Kitをインストールするときは基本的にインストールマニュアルに従うとよいです。modoは起動時に以下のフォルダを参照し、フォルダ内のKitを自動でロードする仕組みになっています。

C:\Users\ (ユーザー名) \Documents\Luxology\Content\Kits

C:\Users\ (ユーザー名) \AppData\Roaming\Luxology\Kits

C:\Program Files\Foundry\Modo\ (バージョン番号) \resrc

Content\Kits はmodoのコンテンツファイルをインストールしてる場合に作成されるフォルダなのですが、多くのKitはContentフォルダにインストールする気がします。

Kitが.zip形式の場合は、ファイルを解凍して Content\Kits フォルダにコピーすればロードされるようになります。

.lxp形式の場合は、modoを起動してウィンドウに.lxpファイルをドラッグアンドドロップします。.lxp形式はただの.zipファイルなのですが、Kitのディレクトリに自動的にファイルをコピーしてくれる便利ファイル形式です。.lxpは拡張子を.zipに変えると、圧縮・解凍ソフトを使用してファイルを直接取り出すこともできます。

.lxはバイナリ形式のプラグインファイルですが、このファイル単体で配布してるのをほぼ見かけたことがないです。多くの場合はKitフォルダを使用してmodoに読み込ませるのが一般的だと思います。

Kitは「index.cfg」内にキットが定義が書かれていて、Kitが使用するスクリプトやプラグインへ相対パスが記述されているのが一般的です。しかし絶対パスの決め打ちでパス指定されているKitもあるため、Luxology\Kits にコピーしないと動かないKitもあります。サードパーティのKitは、インストールマニュアルにしたがった方が無難です。

 

Kitの使用方法

Kitの使用方法はKitごとに異なるので、Kitのマニュアルを見ましょう。ファイルメニューに項目が追加されたり、特定のフォームにボタンが追加されたり、手動でフォームを編集する必要があったり、Kitによって動作がさまざまです。

新しいmodoでKitが動かない

余談ですが、modoを12から13にメジャーバージョンアップしたら、Kitが使えなくなることがあります。

modoのプラグインやスクリプトは後方互換性があるので、新バージョンでも基本的に動きます。しかしVrayなど一部のKitはバージョンごとに読み込みを制限しているため、新バージョンで動かなくなります。これは「index.cfg」内でバージョンを指定することで制限しています。configuration の行でバージョン番号を書き換えれば、新しいバージョンのmodoでKitを使用することができるようになります。

例えばmodo 901のみで動作する場合は以下用に記述してあります。

<configuration and=”rel]900″ and=”rel[1000″>

modo 11のみで動作する場合は以下の通り。

<configuration and=”rel]1100″ and=”rel[1200″>

modo 12のみで動作する場合は以下の通り。

<configuration and=”rel]1200″ and=”rel[1300″>

バージョンの記述方法はメジャーバージョンが見てわかる物や、ビルド番号っぽいものといくつか種類があるようです。

バージョンを制限してるのには理由がある場合があります。フォーラムを見てるとmodoの問題を避ける場合や、新しく追加された機能を使用している場合に動作するバージョンを制限することがあるみたいです。
もし開発が終了してしまってメンテナンスされていないKitが動かなくなってしまったというときは、バージョン番号を書き換えると使えるようになるかも知れません。

 

スクリプト情報 (おまけ)

スクリプト言語

modoが対応しているスクリプト言語は以下の3つです。

  • Perl スクリプト
  • Pythonスクリプト
  •  luaスクリプト

Pythonは古くからサポートしてたPython APIの他に、modo 901で追加された TD SDK というTD向けのPython APIラッパーもあります。

modoのインストールディレクトリを見ると、.pyや.plファイルが大量にあるのがわかると思います。

C:\Program Files\Foundry\Modo\13.0v1j\extra\scripts

スクリプトについては、以下のディレクトリに日本語のスクリプト ドキュメントがインストールされています。

C:\Program Files\Foundry\Modo\13.0v1j\help\Scripting_and_Commands.pdf

最新の情報はSDK Wikiにまとまっています。
http://modo.sdk.thefoundry.co.uk/wiki/Main_Page

modoのスクリプトまとめページです。
http://www.etereaestudios.com/modoshare/tips_python_modo.html

modoの開発者のリポジトリです。
https://gist.github.com/Farfarer
https://gist.github.com/mattcox

 

私はスクリプトは全く書けないので、スクリプト書ける人は凄いなと尊敬しながらフリースクリプトを使わせていただいてます。

 

参考

http://lifewithmodo.blogspot.com/2011/01/modo-501_04.html

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modoのプロシージャルモデリング

modo10.1からプロシージャルモデリングが搭載されましたが、プロシージャルモデリングってどんな時に使うの?どんなことができるのかについて書いてみたいと思います。

 

プロシージャルモデリングとは

プロシージャルモデリングは手続き的、非破壊的にメッシュを編集するモデリング手法です。

これまでのモデリング手法は「ダイレクトモデリング」と呼ばれ、メッシュのコンポーネント(頂点、エッジ、ポリゴン)を直接編集してモデリングしていました。
ダイレクトモデリングはメッシュを直接切り貼りして編集するため編集内容がわかりやすい反面、「面取り」にエッジベベルを使用後、再度ベベル幅を調整するには作り直しに近い手間が発生していました。

ダイレクトモデリングの例

 

プロシージャルモデリングはメッシュを直感的に編集する機能ではありませんが、メッシュオペレーター(メッシュを編集するノード)をいくつもスタックすることで、モデリングの工程をさかのぼってメッシュを編集することができます。例えばスムースシフトのシフト量や、エッジベベルの幅をいつでも編集できます。

プロシージャルモデリングの例

メッシュ編集がリストにスタックするのは、Maxのモディファイヤ スタックに似てますね。メッシュオペレーターの数が多くなると、他のソフト同様に動作が重くなります。

 

プロシージャルモデリングの使いどころ

プロシージャルモデリングは難しそうと思うかもしれませんが、利用頻度の高い機能は限られています。代表的なのは以下のようなメッシュオペレーターです。これらの機能は3dsMaxやC4Dなんかでも非破壊編集できるように専用機能が提供されてたりします。

  • エッジベベル (Edge Bevel)
  • 厚み(Thicken)
  • カーブ押し出し(Sweep Effector)
  • 複製系(Clone、Radial Array、Scatter Clone)

 

エッジベベル (Edge Bevel)

面取りに便利です。

 

厚み(Thicken)

服などの厚みに便利です。

 

カーブ押し出し(Sweep Effector)

パイプやコードに便利です。

 

複製系(Clone、Radial Array、Scatter Clone)

建物など規則的な形状で便利です。

一般的にプロシージャルモデリングはモデリングの最後の工程、後から修正したくなるような編集に使用すると便利です。全てプロシージャルモデリングでモデリングするのではなく、ダイレクトモデリングにちょい足しして使うのがお勧めです。

modoのプロシージャルモデリングの優れている点は、3dsMaxのように用途を限定して非破壊編集機能を提供してるわけではなく、ダイレクトモデリングツールの多くがプロシージャルモデリング機能として使用できることです。普段ダイレクトモデリングツールで使用する機能が、そのままプロシージャルモデリングでも使用できるというのは画期的だと思います。

 

プロシージャルモデリングとリギング

modoのプロシージャルモデリングでユニークなところは、メッシュオペレーターがノードとして提供されていることです。キャラクターのリギングと同じ感覚で、メッシュオペレーターをリギングすることができます。具体的にはHoudiniのデモで見かけるような、プロシージャルな家具や建物を作ることができます。

シンプルなファイルを公開しておくので、興味があるひとはダウンロードしてみてください。いずれもプリミティブのキューブをベースに使用しています。アセンブリとして再利用できるようには作ってないので、自作するときの参考にしてみてね。

 

サンプルファイル

Cloneを使用してメッシュを複製してます。デフォーマを使用するためにMerge Meshesを使用しています。デフォーマを使用しない場合はReplicatorを使用した方が処理が早いです。

 

サンプルファイル

管理を楽にするために天板の形状を作ってから、Merge Meshesで天板アイテムと天板下のフレームに分岐させています。恐らく分岐させると処理が遅くなるので、各アイテムごとにCubeとVertex Bevelノードがあった方が軽くなる気がします。

 

建物

サンプルファイル

壁用のアイテムをGroupにまとめてReplicatorで複製しています。Groupを使用したのはランダムに複製するためで、複製するアイテムが固定でよいならGroupを使用する必要はありません。壁のアイテムはキューブの法線方向を向けるためにセンターを回転してます。
このファイルでは全て同じ壁を複製してますが、Cubeを各面ごとに分解すれば好きな壁を並べることができます。

 

プロシージャルモデリングは元々CAD系のソフトから来た概念らしいです。RhinocerosのプラグインGrasshopperや、3DCGソフトだとHoudiniがプロシージャルモデリングの代表的なソフトでしたが、今後はmodoもプロシージャルモデリングを代表するソフトとしてメジャーになって欲しいですね。

 

参考

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modoでオブジェクトが崩れる表現

modoでオブジェクトが崩れる表現について書いてみます。フォースにフォールオフを設定するだけで簡単にシミュレーションの開始タイミングを制御することができます。

サンプルファイル

 

作り方は単純です。アイテムを「シャッター&グルー」で分解して、全てのアイテムの「ウェイクオン」を「フォース」に変更、「ウェイクオン値」に0.0001のような小さな値を設定します。この設定でアイテムがフォースの影響を受けた場合にシミュレーションを開始できるようになります。

 

Linear Forceを追加して「強さ」に0.1%のように小さな値を設定して、Linear Falloffを作成してリンクします。この設定でフォールオフの範囲にシミュレーションに影響の無いわずかなフォースが発生し、そのフォースによってリジッドボディのシミュレーションが開始します。

アイテムが徐々に小さくなるのは、アイテムインフルエンスとフォールオフを使用しています。

単純な設定ですが橋が崩れるようなシーンなんかに使えて面白いんじゃないかと思います。「ウェイクオン」に「衝突フォース」を使うとアイテムがぶつかったときにシミュレーションを開始することもできて面白いです。

 

参考

https://twitter.com/Merkvilson/status/1106738994631585798

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modoのアイテムインフルエンス

modoのアイテムインフルエンスについて書いてみます。アイテムインフルエンスはアイテムのトランスフォームを変形する機能です。アイテムインフルエンスとフォールオフを組み合わせると、複数のアイテムをデフォーマを使用してアニメーションすることができます。

 

インフルエンスを説明するために、少し回り道になりますがmodoのデフォーマ構成について書いてみます。

 

modoのデフォーマ

modoのデフォーマはプロシージャルモデリングやパーティクルシステムと同じようにノードベースの設計になっています。modoのデフォーマは主に以下のノードで構成されます。

  • アイテム
  • インフルエンス
  • エフェクタ

「アイテム」は変形対象になるアイテムです。「エフェクタ」はベンドやマグネットのように、どんな風に変形するか指定します。「インフルエンス」はどこを変形するか指定します(ウェイトマップやモーフマップなど)。

Soft Lag、Push Influence、MDD Influenceのようにインフルエンスとエフェクタ両方の機能を持った特殊なデフォーマも存在しますが、modoではこれらのノードを組み合わせることで、様々な変形アニメーションに対応しています。

 

アイテムインフルエンスを説明するために、ジェネラルインフルエンスについて書いてみます。

ジェネラルインフルエンス

ジェネラルインフルエンスはメッシュを変形する最も利用頻度の高いインフルエンスです。ベンドやスケルトン変形など一般的に「デフォーマ」でイメージされるメッシュ変形には「ジェネラルインフルエンス」が使用されます。

下の画像はベンド エフェクタを使用してメッシュを変形した例です。ベンドによってメッシュが変形しているのがわかると思います。

 

アイテムインフルエンス

アイテムインフルエンスはアイテムのトランスフォーム(移動/回転/スケール)を変形する機能です。ジェネラルインフルエンスと違いメッシュは変形しません。計算量が少ないので動作が軽いという特徴があります。

下の画像はベンドエフェクタを使用してトランスフォームを変形したものです。ベンドによってアイテムのトランスフォームが変形していますが、メッシュは変形していないことがわかると思います。

 

アイテムインフルエンスの使用方法

アイテムインフルエンスを使用するにはスケマティックを使用して、アイテムをアイテムインフルエンスにリンクします。

 

アイテムインフルエンスは「移動」「回転」「スケール」を個別に制御可能です。フォールオフを使用するとアイテムを連続的にアニメーションすることができます。

サンプルファイル

 

球体を「シャッター & グルー」でバラバラに粉砕したもの。アドバンスドビューポートなのでフレームレートが少し低いですが、アイテム数が380個くらいならリアルタイムで動きます。

 

modoのサンプルファイルにある車をアニメーションしてみた。アイテムの移動はアイテムインフルエンスの「スケールの影響」をOFFにして、スケールをアニメーションしています。元の組み上がってる状態がスケール100%。

 

アイテムインフルエンスを使用するとブレイクダウン映像のように画面の上からオブジェクトが降ってくるようなアニメーションや、オブジェクトが組み上がるようなアニメーションが手軽に作ることができて便利ですね。同じアイテムを大量にアニメーションする場合には、フォールオフプローブを使用したアニメーション制御がお勧めです。

 

modo 601ではじめてデフォーマを使ったとき、エフェクタとインフルエンスとが分かれてる理由がよくわかりませんでした。他のソフトではエフェクタとインフルエンスがセットで「デフォーマ」として扱われている場合が多かったため、modoのノード構成が複雑に思えました。601の頃はノードベースというのがよくわからなかったというのもあります。

今となってはエフェクタとインフルエンスが分かれてることで、エフェクタが違っても同じようにウェイトマップ等のインフルエンス機能を使用ことができることや、新しいインフルエンスが追加された場合でも既存のエフェクタを組み合わせて使用できるように現在のノード構成になっているのかなと思います。

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modoのユーザーチャンネルをFBXに出力する方法

modoのユーザーチャンネルをFBXに出力する方法について書いてみます。modoでリギングする場合はユーザーチャンネルを使用することが多いと思います。このユーザーチャンネルの値を他の3Dソフトに渡したいことがあるかもしれません。

modoはユーザーチャンネルの「チャンネル名称」の先頭を「FBX_」にすると、FBXファイルにユーザーチャンネルを出力することができます。

 

出力可能なチャンネルタイプ

modoがFBXに出力可能なチャンネルタイプは以下の通りです。ただし「正数」やベクターモードの出力には問題があるように思います。

  • 正数
  • 浮動小数点
  • 距離
  • 角度
  • パーセンテージ
  • クォータニオン
  • 焦点距離
  • XYZ
  • RGB
  • RGBA
  • UVW

 

全てのチャンネルタイプを追加してFBX出力して試してみた。

 

Mayaに読み込んだ画像、カスタムアトリビュートとして読み込まれてるのがわかる。一部のチャンネルタイプと値が読み込まれていない。

 

3dsMaxに読み込んだ画像、Mayaと比べるとAngleの値がおかしいのとキーが正しく読み込めてないような気がする。MaxってRGBAのUI存在するんだね、知らなかった。

 

キーフレームの出力

ユーザーチャンネルにキーフレームを設定している場合、modo 12.2以前のバージョンではエクスポート時にmodoがクラッシュするので注意が必要です。

modoからMayaに出力する場合は「浮動小数点」タイプ「スカラー」モードのチャンネルを使用しておくのが無難に思います。またユーザーチャンネルの読み込みはFBXインポーター側の対応状況にも依存するので、事前に調べておく必要がありますね。

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modoのパーティクル モディファイヤ

modoのパーティクル モディファイヤについて書いてみたいと思います。モーショングラフィックのような規則的なアニメーションを手軽に作成することができます。

 

パーティクル モディファイヤとは

パーティクル モディファイヤはメッシュの頂点やシミュレーションされたパーティクルのトランスフォーム情報(位置/回転/スケール)を編集することがでるノードで、Replicatorでアイテムを複製するときに使用すると便利です。

 

 

例えば Particle Look At Modifierを使用すると、Replicatorで複製されたアイテムが指定したアイテムの方向に回転することができます。

 

Particle Modifier

Particle Modifierノードは最もシンプルな機能のノードで、パーティクルにトランスフォームを加えることができます。フォールオフと組み合わせると、フォールオフの範囲内のパーティクルにだけ影響をあたえることができます。

サンプルファイル

 

フォールオフはテクスチャにも使用することができます。うろこがめくれると、質感が変わるような表現にも便利に使えます。サンプルファイルの質感の設定がちょっと雑です。

サンプルファイル

 

アドバンスドビューポートとGradientを使用した例。アドバンスドビューポートはGradientが表示出来て便利なのですが、テクスチャのフォールオフなど、もっと色々な表示に対応してくれたら面白いんですけどね。

パーティクル モディファイヤはモーショングラフィックのような用途以外にも覚えておくと便利だと思います。他のパーティクルモディファイヤの解説ムービーを貼っておきます。

 

参考

Sentinel Skin Transition Effect

https://cgi.tutsplus.com/tutorials/sentinel-skin-transition-effect–cms-22497

 

Particle Modifier

 

Particle Look At Modifier

 

Particle UVT Modifier

 

Particle Snap Modifier

 

Particle Sieve Modifier

 

Particle Audio Modifier

 

関連

modoではVertex Transform Mapを使用すると、パーティクルごとに手動でトランスフォームを編集することができて便利です。静止画用途で便利に使えると思います。

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modoでキューブが揺れる表現

modoのTransform EffectorとSoft Lagを使用して、並んだCubeアイテムが揺れる表現について書いてみます。

サンプルファイル

処理は単純です。Transform Effectorとフォールオフを使用してPlaneメッシュを変形します。変形が加わった頂点にSoft Lagが作用してバネのように揺れます。CubeアイテムはReplicatorを使用して配置しているので、メッシュを直接Soft Lagで変形する場合に比べて軽く動作します。


Transform EffectorとSoft Lagの変形順はデフォーマリストで指定します。

Soft Lagの動作がおかしい場合は、フレーム間の計算がスキップされないように「デフォーマキャッシュ」や「リアルタイム再生」をOFFにすると改善します。

単純なシーンですが、よく見かける感じの表現が簡単に作れるんじゃないかと思います。

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modoのフォールオフプローブでアニメーション制御

modoのフォールでアニメーション再生のタイミングを制御する方法について書いてみます。modo 12.0以降のバージョンで動作します。

サンプルファイル

スケマティックはこんな感じです。基本的にはカーブプローブを使用したアニメーションの制御方法と同じで、ノードが違ってもスケマティックで同じように処理してるのがわかるかと思います。

木のモデルにキーフレームアニメーションを設定して、DummyMeshにペアレントした物をReplicatorで複製します。
DummyMeshの「ワールド位置」を Matrix Vector ノードでマトリクスに変換してFalloff Probe にリンクします。Falloff ProbeのOutputは、フォールオフと複製されたDummyMeshの位置に応じて0~1の値を出力します。0~1の値を使ってアニメーションを再生したいので、Relationshipノードを Time Offsetノードにリンクしてアニメーションの再生速度を調節します。

カーブプローブを使用した時と違い、フォールオフの値がそのままアニメーションの再生速度になってるので、もう少し処理を考える必要があるかも知れません。

 

簡単な木が生えるアニメーションを作ってみました。

プロシージャルモデリングは道路のように繰り返しコピーされてるような形状を作るときに便利ですね。あとから白線の太さや道幅を調整したいとき、1つのメッシュを変更すれば、他のメッシュにも変更が反映されます。

道路と地面は別々のアイテムとして作ったものを、Merge Meshで1アイテムに統合しています。道路はMerge Mesh後に直線状に複製してVertex Mergeで頂点結合した後、メッシュ全体をベンドで曲げてます。

ベンド後の背景アイテムを移動させることで車が走ってるように見せてます。デフォーマとトランスフォームを組み合わせた定番手法です。

 

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modoでオーバースキャンレンダリング

画像を外側に広げた大きさでレンダリングしたい時に便利な、オーバースキャン レンダリングについて書いてみたいと思います。

 

オーバースキャンとは

もともとはブラウン管テレビの外周にある黒縁のように、データは存在するけど映像が見えない目隠しされている領域を「オーバースキャン」と言います。3DCGでもカメラフレーム外側の領域をレンダリングすることを「オーバースキャン レンダリング」と呼んだりします。

CGではコンポジットで被写界深度やレンズのゆがみを追加したとき画像の端が綺麗に処理されるように、または画面揺れを追加できるように、一般的な映像フォーマット(720p、1080p)より少し大きめのサイズでレンダリングすることが多いと思います。静止画でも印刷用途だと「裁ち落とし」部分まで画像を用意すると思います。

 

オーバースキャン スクリプト

オーバースキャン レンダリングしたいときは「bd_overscan.py」を使うと便利です。

 

オーバースキャン レンダリングの計算方法

大抵は3Dソフトごとにオーバースキャン レンダリング用のスクリプトや機能があるのですが、カメラのフィルムバックを使用すると簡単に計算することができます。

元となるカメラの設定です。

レンダー解像度
  • 幅 1280
  • 高さ 720
フィルムバック
  • フィルム幅 36 mm
  • 高さ 24 mm

カメラのフレームはこんな感じです。

デフォルト設定1280×720ピクセルのレンダリング結果です。オブジェクトを左右ギリギリに配置して、球体の影はフレームにかかるよう配置してます。このデータを使ってオーバースキャンを計算してみます。

 

パーセント指定する方法

「フィルムバック」を使用する方法

例えば120%に拡大したい場合は、現在の「レンダー解像度」と「フィルムバック」に1.2を掛けます。フィルムバックを使用するとカメラの「焦点長」を変更せずに済むので便利です。

レンダー解像度
  • 1280 * 1.2 = 1536
  • 720 * 1.2 = 864
フィルムバック
  • 36 mm * 1.2 = 43.2 mm
  • 24 mm * 1.2 = 28.8 mm

120%したプロパティです。

120%でレンダリングした画像です。

 

「焦点長」を使用する方法

フィルムバックの設定がないソフトの場合は「焦点長」を1.2で割る方法が使えます。3dsMaxの「レンズ」でも同じ計算方法が使えます。

レンダー解像度
  • 1280 * 1.2 = 1536
  • 720 * 1.2 = 864
焦点長
  • 50 mm/1.2 = 41.666 mm

120%したプロパティです。

120%でレンダリングした画像です。

ピクセル数を指定する方法

1280pixを1600pixのようにピクセル数を指定する場合は「変更したいサイズ÷現在のサイズ*フィルムバックサイズ」で計算できます。

レンダー解像度
  • 1280 → 1600
  • 720 → 900
フィルムバック
  • 1600 / 1280 * 36 mm = 45 mm
  • 900 / 720 * 24 mm = 30 mm

1280×720を1600×900に変更したプロパティです。

1280×720を1600×900でレンダリングした画像です。

 

ピクセル数を指定して「焦点長」を求めるにはアークタンジェントとかいう計算が必要っぽいので、今回はスルーします。どうして計算方法を書いたかというと、他のソフトでも使うことができるんじゃないかなと思いました。

modoでオーバースキャン レンダリングするときは、シーンを別名で保存/管理する方法もありますが、カメラの動きを修正した場合を考えてレンダーパス使う方法や、バッチレンダリング時にコマンドでオーバースキャンの値を設定する方法が柔軟性があって便利な気がしますね。

 

参考

https://www.pixelfondue.com/blog/2016/12/9/overscan-rendering

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modoのセンターとピボット

modoの「センター」と「ピボット」について書いてみます。とりあえず他の3Dソフトで言う「ピボット」を編集したい場合、modoでは「センター」を使っておきましょうという話です。

 

modoはアイテムモードで移動/回転/スケールするとき、メッシュのどの位置を基点にするか指定する機能として「センター」と「ピボット」という2つの要素があります。「センター」はメッシュの基準となる位置、「ピボット」はセンターからのオフセット位置と、アイテムを移動/回転/スケールするときの基点となる位置として使用されます。

ピボットはセンターからのオフセットとして動作しています。

センターはアニメーションできませんが、ピボットはキーを設定してアニメーションしたりリギングに使用することができます。

サンプルファイル

 

modoのピボットはトランスフォームアイテムです。ピボットの位置を編集するとピボット用のトランスフォームアイテムが追加されます。ピボットを編集しない場合はセンターがピボット位置として機能します。
トランスフォームアイテムの計算順はチャンネルビューポートで確認することができます。

 

ロケータで親子関係を設定すればピボットを直接アニメーションしなくても同じようなことができますが、サイコロを転がすようなアニメーションの場合は、ピボットを使用した方がアイテムリストがスッキリしていいかもしれません。

 

ちなみに、メッシュの中心にセンターやピボットを移動したいときは、専用のコマンドがあるので便利です。

 

とりあえず「センター」を使うとよい

他の3Dソフトを使用した経験があると「センター」と「ピボット」の関係が少しややこしいですが、回転などトランスフォームの基点になるという意味ではmodoも他のソフトと同じで「ピボット」が使用されます。ピボットのオフセット位置を計算するための基点として「センター」という概念が導入されているのだと思います。

それでは他のソフトのピボットと同じような感覚で、modoのピボットを使用すればいいかと言うと違います。理由は以下の通り。

  • modoはFBX出力するときにセンターをピボットとして出力する
  • modoのリジッドボディダイナミクスは回転の基点にセンターを使用する

他のソフトやゲームエンジンとの連携を考えると、ピボットを直接アニメーションしたいとき以外は「センター」を編集した方が何かとトラブルに遭遇しなくてすむと思います。
Foundryのフォーラムで「センターはピボット、ピボットはピボット オフセットに名称を変更した方がいい」という書き込みを見かけましたが、確かにその方が他のソフトを使用してるユーザーにはなじみがいいように思いました。

 

3dsMaxやLightWaveなど設計の古いソフトはピボットをアニメーションすることができませんでした。このためセンターという概念や用語がありませんでした。
MayaやMaxのプラグインBipedやCAT、Messiahなどアニメーションに強いと言われるソフトはピボットのアニメーションに対応してる場合が多かったように思います。modoの「センター」と「ピボット」はその辺りをふまえた設計なのかもしれません。

 

参考

http://modogroup.jp/modo/column/animation05

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modoで車リグの作り方

modoで車リグの作り方について書いてみたいと思います。本格的で複雑なリグではなく、タイヤが地形に合わせて動くような単純なものです。

 

タイヤの回転

車のタイヤ(ホイール)の回転にはRevolveノードを使用します。Revolveノードはオブジェクトの移動距離から、回転を計算してくれる便利なノードです。

スケマティックはこんな感です。

ロケータに円柱をペアレントして、ロケータに移動アニメーションを設定しています。Revolveの「方向軸」はロケータをどの軸方向に移動したとき回転するかを指定します。また画像では直径1mのプリミティブの円柱を使用しているので、「半径」に半径500mmを設定します。

ロケータを直接アニメーションする場合は、ロケータの進行方向に沿って回転する必要があります。スケマティックを見るとわかる通り、Revolveは「ワールド位置」と「ワールド回転」を計算に使用します。移動方向に回転が設定されていない場合は、回転の計算が正しくおこなわれません。

Revolveを使用する場合は、パスコンストレイントを使用すると手軽に回転させることができると思います。

 

タイヤの接地

タイヤと地面の接地には、Intersectノードを使用します。Intersectはメッシュにロケータを沿わせることができるノードです。メッシュに近い位置のパーティクル色パーティクルのサイズを変えたりすることもできる便利なノードです。

Revolveで制御してるタイヤをIntersectでメッシュに沿わせたロケータにペアレントすると、地面の起伏に沿って回転するタイヤを表現することができます。ただしRevolveは平面上の移動から回転を計算するので、起伏がある地形では少しずれが発生してると思います。

 

車体の制御

起伏がある地形で車を走らせる場合、タイヤの位置にあわせて車体の傾きを制御したいと思うかもしれません。車体の傾き制御は以下の2つの処理で行います。

  • 車体のバンク角は前輪と後輪の平均した角度を使用します。
  • 車体ピッチ角は前輪と後輪の位置を使用します。

スケマティックはこんな感です。

左上の水色のグループはIntersectを使用して接地させる処理です。タイヤ4個ぶんロケータを作成しています。

左下の緑色のグループはRevolveを使用してタイヤを回転させる処理です。タイヤは全部同じように回転しています。Time Offsetはロケータの移動から、自動でステアリングを回転させる処理に使ってます。現在の回転値と-10フレームの回転値を減算することで、カーブでステアリングが回転して10フレしたら回転値が0になるようにしてます。動かないと違和感があったので、いいかげんな処理ですが入れてみました。RelationShipはステアリングの角度を±35°に制限するためと、イーズの効いた自然な動きにするために使用してます。

右側の紫色のグループが車体の制御の処理です。Position Constraint に2つのロケータの「ワールド位置」をリンクすることで、左右のタイヤの中間位置にロケータをコンストレイントしてます。Direction Constraint も同様で、左右のタイヤの平均にするためにコンストレイントしてます。(Position Constraintの変わりにMatrix Blendを使用しても問題ありません。気分的にDirection Constraintに合わせて、コンストレイント系のノードにそろえてみました)

前輪と後輪の中間位置にあるロケータの「ワールド位置」を Matrix Blend_1 にリンクして、前輪と後輪の中間位置を車体制御用のロケータ(Body_Rotation)にリンクします。Direction Constraint はピッチ角制御です。前輪と後輪の高さに合わせて、車体の前後方向をコンストレイントしています。Matrix to Eulerを使用して マトリクスを3軸の角度に分解して、車体制御用のロケータにリンクします。

Matrix Blend_2 はバンク角制御です。Matrix Blendを使用して前輪と後輪の中間の回転値を求めてます。Time Offsetは車体が回転するタイミングをずらすことで、サスペンションが揺れてる感じが出せないかと思って入れてみました。本格的にバネのようなサスペンションの揺れを再現するには、CBOXのマッスルデフォーマを使用すると作れると思います。

手作業で車体の揺れが調整できるように、車体制御用のロケータ(Body_Rotation)に車体のメッシュをペアレントしています。下の画像の最後の揺れは、自動ではなく手付けです。

 

制御用のロケータを表示した画像です。青色のシリンダーがホイールの中心位置、紫のピラミッドが車体の傾き制御用のロケータです。

 

実際にはこれだけでは不完全です。Intersectのモードに「レイ」のY軸を使用しているので平面や多少の起伏なら問題ありませんが、傾斜が大きい場合に前輪と後輪の距離が離れてしまいます。タイヤの距離を一定に保つシャーシのような仕組みが必要です。

Direction Constraintを使用してタイヤの距離を一定に保ったり、Relationshipを使用してタイヤの距離を調整することはできるのですが、すっきり解決する方法が思いつかなかったので、とりあえずここまでの記事としておきます。

 

参考

車はフリー化されたignition-masterのモデルを使用しました。タイヤの回転やスケールに望ましくない値が入っていたので修正して使ってます。
https://github.com/9bstudios

Tips

modoのレンダリングウィンドウで進行状況を表示しない方法

modoのレンダリングウィンドウで、レンダリングの進行状況を表示しない方法について書いてみます。

modoはレンダリング実行時に、オレンジ色のバケット単位でレンダリングの進行状況が表示されます。レンダリングの進捗が見れるのでミスがあった場合に気がつきやすくて便利なのですが、進捗表示はレンダリング速度に影響します。

進捗を100%サイズで表示していると画像のアップデートの処理ぶんレンダリングが遅くなり、3.313%のように表示サイズを小さくすると少し早くなります。これはレンダリングウィンドウのサイズを変えてレンダリングしてみると、速度に差が出るのを簡単に確認できると思います。
静止画であれば問題になることは少ないと思いますが、アニメーションの場合は少しでもレンダリングが速いほうが嬉しいと思います。

 

レンダリングコマンド

進行状況を表示しないようにするには、render.animation コマンドのオプションを使用します。

render.animation {C:\Output\FileName_} png16 2

コマンドフィールドに入力してEnterを押すと、進行状況を表示せずアニメーションのレンダリングが実行されます。レンダリングが完了すると最後のフレームがレンダーウィンドウに表示されます。

コマンドリストを検索すると、render.animation の引数について書かれているのがわかると思います。

render.animation <filename:string> <format:string> <options:integer> <group:&item>

<filename:string>は出力先のファイルパスとファイル名を設定します。ファイルパスのような引数は{}で囲んで指定します。<format:string>は出力形式、<options:integer> がレンダリングオプションです。<group:&item>はレンダーパスの設定です。今回レンダーパスは使用してないので省きました。引数がない場合はシーンの設定でレンダリングされます。

コマンドリストにはオプションに関する説明がありませんが、以下のようになってるらしいです。

  • 1 : NOT_WAITING // 次のフレームをレンダリングするまで待機しません
  • 2 : NO_IMAGE // 進捗画像を表示しない
  • 4 : IC_ONLY // ICのみレンダリング
  • 8 : NO_CLEANUP // レンダリング終了後にクリーンナップしない
  • 0 : RENDER_ANIIM // アニメーションをレンダリングしていることを示すためにrender.animationによって使用される。

今回は進捗を表示したくないので「2」を使用しました。このオプションはデバッグ用に用意された物で、現在でも上記のオプション通りに動作するかはわかりません。

アニメーションをレンダリングするときに使うと、時間の節約になって便利かもしれません。ちなみに進捗状況の表示サイズが大きいとレンダリングが遅くなる問題はAfter Effectsでも発生するし、modo同様にビューを縮小するとレンダリング速度が速くなります。

 

参考

https://community.foundry.com/discuss/post/721479

Tips

Mayaのコマンド ライン レンダラを使用したバッチレンダリング

Maya のコマンド ライン レンダラ Render.exe (mayabatch.exe)を使用したバッチレンダリングの方法について書いてみます。複数のシーンファイルを連続してレンダリングしたい場合に便利です。

 

バッチファイル作成

例えばCut_001.ma、Cut_002.ma、Cut_003.maのように複数のシーンファイルがあって、全てのシーンをレンダリングする場合について書いてみます。

テキストエディタを使用してRender.exeと.maファイルへのパスを記述し、拡張子を.batにして保存します。バッチファイルは行ごとにコマンドが実行されるので改行には注意してください。

“C:\Program Files\Autodesk\Maya2017\bin\Render.exe” -rd “C:\BatchFolder\Output” “C:\BatchFolder\Cut_001.ma”
“C:\Program Files\Autodesk\Maya2017\bin\Render.exe” -r sw -s 1 -e 5 -of tga -rd “C:\BatchFolder\Output” “C:\BatchFolder\Cut_002.ma”
“C:\Program Files\Autodesk\Maya2017\bin\Render.exe” -r sw -s 1 -e 12 -of png -im “Cut_003_” -fnc “name#.ext” -rd “C:\BatchFolder\Output” “C:\BatchFolder\Cut_003.ma”
cmd /k

コマンド ライン レンダラはフラグを設定して、シーンファイルの設定を変えてレンダリングすることができます。

1行目が最も単純な記述方法です。フラグ -rd はレンダリングした画像の出力先を指定するものです。

2行目 -r はレンダラの指定で sw はMayaソフトウェアです。mr はメンタルレイです。
-s 1 -e 5 はフレームレンジで、開始フレーム数と終了フレーム数です。
-of tgaはイメージフォーマット。
-rd “C:\BatchFolder\Output”はレンダリングした画像の出力先のディレクトリ指定です。

3行目 -im “Cut_003_” は出力ファイル名です。-im “<Camera>/<RenderLayer>/Cut_003_<Scene>_<RenderPass>” のように「ファイル名プリフィックス」を使用してフォルダを作成したりレンダーレイヤーの名前を使用することできます。
-fnc “name#.ext”は連番番号と拡張子のフォーマットの指定です。

基本的には「レンダー設定」のフラグを覚えると便利に使えます。

.batをダブルクリックするとコマンドプロンプトが起動してレンダリングが実行されます。レンダリングが終了したらコマンドプロンプトを閉じて完了です。

 

環境変数

Mayaはシステムの環境変数によってUIの言語やプラグインパスが定義されていますが、バッチファイルを使用すると環境変数を指定してMayaを起動することができます。

例えばMayaを英語で起動したい場合は、以下のようなバッチファイルを作成します。

SET MAYA_UI_LANGUAGE=en_EN
“C:\Program Files\Autodesk\Maya2017\bin\maya.exe”

バッチレンダリングでも同様のことができます。例えば以下のようにプラグイン(モジュール)のバージョンを指定してレンダリングすることができます。

SET MAYA_MODULE_PATH=C:\Modules\PluginVersion_100\
“C:\Program Files\Autodesk\Maya2017\bin\Render.exe” -r sw -s 1 -e 5 -of png -im “AAA_” -rd “C:\BatchFolder\Output” “C:\BatchFolder\Cut_001.ma”
SET MAYA_MODULE_PATH=C:\Modules\PluginVersion_130\
“C:\Program Files\Autodesk\Maya2017\bin\Render.exe” -r sw -s 1 -e 5 -of png -im “BBB_” -rd “C:\BatchFolder\Output” “C:\BatchFolder\Cut_001.ma”
SET MAYA_MODULE_PATH=C:\Modules\PluginVersion_151\
“C:\Program Files\Autodesk\Maya2017\bin\Render.exe” -r sw -s 1 -e 5 -of png -im “CCC_” -rd “C:\BatchFolder\Output” “C:\BatchFolder\Cut_001.ma”
cmd /k

Mayaはマイナーバージョンでも細かくバグが増えて動作がおかしくなることが多いので、Mayaに問題があるのかプラグインが問題かテストするときに、複数のプラグインバージョンでレンダリングをテストするときに便利です。

 

参考

コマンド ライン レンダラの共通フラグ

https://knowledge.autodesk.com/ja/support/maya/learn-explore/caas/CloudHelp/cloudhelp/2016/JPN/Maya/files/GUID-0280AB86-8ABE-4F75-B1B9-D5B7DBB7E25A-htm.html

環境変数

http://help.autodesk.com/view/MAYAUL/2016/JPN/?guid=GUID-925EB3B5-1839-45ED-AA2E-3184E3A45AC7

Tips

AfterEffectsでaerenderを使用したバッチレンダリング

After Effects のaerender.exeを使用したバッチレンダリング方法について書いてみます。複数のプロジェクトを連続してレンダリングしたい場合に便利です。

 

バッチファイル作成

例えばCut_001.aep、Cut_002.aep、Cut_003.aepのように複数のプロジェクトファイルがあって、全てのプロジェクトをレンダリングする場合について書いてみます。

テキストエディタを使用してaerender.exeと.aepファイルへのパスを記述し、拡張子を.batにして保存します。バッチファイルは行ごとにコマンドが実行されるので改行には注意してください。

“C:\Program Files\Adobe\Adobe After Effects CS6\Support Files\aerender.exe” -project C:\BatchFolder\Cut_001.aep
“C:\Program Files\Adobe\Adobe After Effects CS6\Support Files\aerender.exe” -project C:\BatchFolder\Cut_002.aep
“C:\Program Files\Adobe\Adobe After Effects CS6\Support Files\aerender.exe” -project C:\BatchFolder\Cut_003.aep
cmd /k

.batをダブルクリックするとコマンドプロンプトが起動してレンダリングが実行されます。レンダリングが終了したらコマンドプロンプトを閉じて完了です。

プロジェクトファイルは、あらかじめレンダーキューを追加してファイルの出力先を設定して「レンダリング」ボタンを押すだけの状態にしておく必要があります。

 

引数

aerenderは引数を使用してレンダリングするフレームやコンポジッションを指定することが出来ます。個人的には全く使わないけど、テストしたのでメモっておきます。

以下は「CompositionA」というコンポジッションをレンダリングして、任意のディレクトリにファイル出力する例です。

“C:\Program Files\Adobe\Adobe After Effects CS6\Support Files\aerender.exe” -project C:\BatchFolder\Cut_001.aep -comp “CompositionA” -output C:\BatchFolder\Output\Cut001_[####].psd
cmd /k

ちなみに -comp がないと -output を使用してファイルパスを変えられません。マニュアルには「引数を指定しない場合は、レンダーキュー内のコンポジションすべてがレンダリングされます。この場合は、–project、–log、–output、–v、–mem_usage および -close 引数のみが使用され、その他の引数は無視されます。」と記載されてますがCS6では動作しません。-comp がない場合は「-comp がないので-output引数は無視されます。」という警告がでます。

–output を使用すると出力パスと出力ファイル名を指定することができますが、拡張子を変えててもファイルフォーマットは変わらないようです。

 

監視フォルダーモード

バッチファイルを使用して監視フォルダーモードを実行することもできます。「監視フォルダーモード」は複数のPCがフォルダを監視し、レンダリング可能なプロジェクトがあればフレーム単位で分散レンダリングしてくれる機能です。

テキストエディタを使用してAfterFX.exeと、 -wf を使用して監視するディレクトリを記述し、拡張子を.batにして保存します。

“C:\Program Files\Adobe\Adobe After Effects CS6\Support Files\AfterFX.exe” -wf C:\BatchFolder\

「監視フォルダーモード」でレンダリングするには「レンダリング制御ファイル」 が必要です。ファイルメニューの「フォルダを収集」実行時に作成されます。

 

レンダリング制御ファイル

レンダリング制御ファイルは「フォルダを収集」を実行すると.aepと同じディレクトリに「プロジェクト名_RCF.txt」という形で作成されます。

テキストファイルの中身はこんな感じで、使用するPCの上限などが書かれてます。

After Effects 11.0v1 Render Control File
max_machines=5
num_machines=0
init=0
html_init=0
html_name=””

レンダリング完了後は以下のようになる。

After Effects 11.0v1 Render Control File
max_machines=5
num_machines=1
init=1
html_init=1
html_name=”Cut001_00.htm”

item1=(Finished,1,1,0)

レンダリングが完了するとレンダリング制御ファイルにレンダリング済みのフラグが書きこまれ、「監視フォルダーモード」のレンダリング対象から除外されます。「init=1」を「init=0」に変えると再度レンダリング対象になります。

 

参考

aerenderの引数はマニュアルに記載されています。
https://helpx.adobe.com/jp/after-effects/using/automated-rendering-network-rendering.html