Modo

Tips

ZBrushにクリースをインポートする方法

Maya、3ds Max、modoからZBrushにサブディビジョンサーフェイスの「クリース(折り目)」をインポートする方法について書いてみたいと思います。

一般的な3Dソフトのサブディビジョンサーフェイスには、クリースと呼ばれる鋭角なエッジを設定する機能が搭載されています。クリースは曲線と直線で構成された機械的なモデルを作るときに便利です。
FBXファイルはクリースの情報を保存することができるので、3DソフトからZBrushにクリース情報を持ったままモデルを読み込むことができます。

 

 

ZBrushにクリースをインポートする

一般的な3Dソフトではクリースに0~100など、重みを無段階で設定することが出来ます。しかし、ZBrushは特定の値が設定されたクリースしか読み込みまないので注意する必要があります。

 

Maya

Mayaからクリースを出力する場合は polyCrease で「折り目」の値を 10 に設定します。

 

3ds Max

Maxからクリースを出力する場合はエッジプロパティで「折り目」の値を 1.0 に設定します。

 

modo

modoからクリースを出力する場合はサブディビジョンのウェイトを 100% に設定します。modoではマイナスや100%以上の値で保存することができますが 100% 以外は無視されます。

 

ZBrushに読み込んだ結果

ZBrushにFBXをインポートし、ダイナミックサビディビジョンを適用したモデルです。エッジに破線が表示されクリースの設定が読み込まれるのを確認できます。

 

 

ZBrushからクリースをエクスポートする

ZBrushから クリースを出力する場合は「FBXエクスポートインポート」の「スムースレベルをエクスポート」をONにします。

「スムースレベルをエクスポート」はマニュアルに説明がないので何を意図した機能なのかわかりませんが、恐らくキャットマルクラークサブディビジョンの折り目(Crease、エッジウェイト)の出力に関連する機能だと思われます。
スムースレベルという名称なのでSubDivの値を変更してエクスポートして見ましたが、折り目の出力意外に目立った変化はないように見えました。

 

ZBrushのFBXは特定の値のクリースしか読み込まないという仕様が罠ですね。本来は無段階に設定できるクリースをZBrushではON/OFFしかできないのはいいのですが、その値がキャットマルクラークの実用的な値の範囲である0~50%ではなく最大値以外読み込まないのはわかり難いかもしれません。FBXインポート時には少しでも値が入ってたらクリースとして読み込んでくれる方が動作がわかりやすい気がします。

 

参考

このビデオではクリースを1000に設定していますが、ZBrush 2020でFBX2020で出力したファイルをMayaに読み込むとクリースの値は 10 でした。Mayaで出力する場合は一度ZBrushからファイル出力して値を確かめるといいと思います。

Tips

modoのエッジウェイトをFBXに出力する方法

modoのエッジウェイトをFBXに出力する方法について書いてみたいと思います。

FBXファイルはメッシュやモーフ、スケルトン、アニメーションの他にも、頂点法線、選択セット、画像、コンストレイントなど3DCGに必要な様々なデータを格納することができるようになっており、サブディビジョンサーフェースの「エッジウェイト」の保存にも対応しています。

 

エッジウェイトとは

エッジウェイトサブディビジョンサーフェイスに重みづけし、鋭角なエッジを設定する機能です。例えばiPhoneのように曲線と直線で構成される機械的なモデルで、直線的なエッジを立てるときに便利です。MayaやMaxでは折り目(クリース)と呼ばれています。

modoには2種類のサブディビジョンサーフェイスが搭載されていますが、FBXにエッジウェイトを保存する場合はキャットマルクラークを使用します。

 

FBXファイルの出力結果

modoでエッジウェイトを設定したデータをFBX形式で保存してMayaとMaxで読み込むテストをしてみました。

テストに使用したエッジウェイトの画像です。キャットマルクラークは「頂点」「エッジ」2種類のウェイトを設定することができます。画像ではキューブ左側に頂点ウェイト、右側にエッジウェイトを設定しました。

左からウェイト値を-100、-50、0、10、20、30、40、50、100、200に設定しています。

modoはエッジウェイトとして-1000や1000のように好きな値を設定してFBXに保存/読み込みできますが、MayaとMaxではマイナス値に対応してないためファイル読み込み時にマイナスは無いものとして扱われます。

 

Maya

FBXファイルを開くと「折り目」の設定が読み込まれます。

polyCreaseでエッジや頂点の折り目の値が正しく読み込まれてるのが確認できます。

 

 

3ds Max

FBXファイルを開くと「折り目」の設定が読み込まれます。

エッジプロパティで「折り目」の値が正しく読み込まれてるのが確認できます。

 

 

エッジウェイトの検証はここまで、以降はキャットマルクラークのちょっとした解説です。

 

Catmull–Clark subdivisionとは

キャットマルクラーク(細分割曲面)は1978年に開発された歴史のあるサブディビジョンサーフェイスです。以前はアルゴリズムが特許で守られていたため、3Dソフトは独自にサブディビジョンサーフェイス機能を開発していました。このため使用する3Dソフトごとにサブディビジョンサーフェイスの結果が異なっていました。

2012年「OpenSubDiv」としてオープンソースライブラリとして公開され、Mayaや3ds Maxなど多くの3Dソフトが「OpenSubDiv」を追加しました。これによりどの3Dソフトを使用しても同じ見た目になるサブディビジョンサーフェイスを使用できるようになりました。

他の3Dソフトでモデルを読み込むときはFBXを使うことが多いと思いますが、キャットマルクラークを使用すればエッジウェイトの情報も受け渡し可能なので、modoでモデリングした状態と他の3Dに読み込んだ状態が一致するのが最大のメリットです。

 

そもそもエッジウェイトを使うのか問題

昔は3Dソフトごとに独自のサブディビジョンサーフェイス機能を開発していた経緯から、ソフトをまたぐ場合はエッジウェイトを使用する代わりに、エッジ付近にループスライスを追加して鋭角なエッジを立てることが多かったです。
ループスライスを追加するとエッジウェイトに比べてポリゴンは多くなりますが、エッジがラウンドされた感じが出るのでレンダリングしたとき好ましい場合があります。

ループスライスを使用してエッジを立てる例。

エッジウェイトを使用してエッジを立てる例。

 

サブディビジョンレベルによってエッジのRが変わる問題

キャットマルクラークは様々なソフトで採用されていますが、エッジウェイトに関しては使いやすいアルゴリズムだとは感じません。エッジウェイトがサブディビジョンレベルの影響を受けるため、ウェイト設定後にサブディビジョンレベルを変えるとエッジのRが変わってしまいます。

3Dソフトが独自に開発したサブディビジョンサーフェイスでは、このような問題が発生しにくいアルゴリズムになってたりします。古い時代に開発されたキャットマルクラークにはこのような問題もありますが、機械的な形状で便利に使えるしソフト間でエッジウェイトをやり取りできるので必要に応じて使うといいと思います。

 

参考

Tips

modoでパーティクルをサーフェースでうず状に動かす表現

modoでパーティクルをサーフェースに沿ってうず状に動かす表現について書いてみたいと思います。

 

スケマティックはこんな感じです。

 

スケマティックの右側は以前書いた「パーティクルをサーフェースに沿って動かす方法」と同じです。
今回はうず状にパーティクルを動かしたかったので、うず状のカーブを作成してSurface Particle GeneratorとReplicatorを使ってメッシュ表面に複製しました。
このカーブをMerge Meshesで1つのメッシュにまとめて、Curve Forceを使ってうず状のフォースを発生させています。

カーブを表示した状態。

パーティクルの軌跡は、プラグインの Particle Tracer X を使用してます。レンダリングはmodo標準の「カーブをレンダリング」を使用し、カーブの質感には「虹色マテリアル」を使用して金属っぽくしてます。

カーブをアニメーションさせても面白い表現が出来そうです。

 

ロゴでアニメーションしたやつ。

 

今回のパーティクルアニメーションはC4DのField Forceのデモ映像がかっこよかったのでまねしてみました。
Curve Forceは影響範囲が重なると相互に影響を受けてしまうため、Field Forceに比べると軌跡が交差してしまうのがちょっと残念です。綺麗な軌跡を描けるように、プロシージャルテクスチャからフォース生成するような機能追加して欲しいですね。

 

参考

CG News

Applicator Kit for Modo

フェイシャルキャプチャデータを使用するためのキット「Applicator Kit for Modo」がリリースされました。価格は$49、9月末までお試し価格$ 35。

このキットはTrueDepthカメラを搭載したiPhoneで、Apple ARKit Face Trackingを使用してキャプチャしたデータをmodoに読み込むためのキットです。フェイシャルキャプチャするには別途ソフトウェアが必要です。

https://gumroad.com/l/applicatorkit

 

概要

アプリケーターキット for Modoを使えば、iPhoneやiPadのTrueDepthカメラで撮影したApple ARKit Face TrackingデータをModoのキャラクターに適用することができます。
Apple ARKit Face Trackingは、あなたのiPhoneやiPadでパフォーマーの頭の位置だけでなく、50以上のユニークなブレンドシェイプ係数(Modoではモーフターゲット)を60フレーム/秒で追跡することができます。アプリケーターキット for Modoを使えば、このデータを取り、4つの簡単なステップでModoのキャラクターに適用することができます。

  1. マッピングファイルを定義する
  2. 顔のキャプチャパフォーマンスを記録する
  3. パソコンにデータを転送する
  4. データを自分のキャラクターに適用する

 

主な機能

  • アイテム階層ターゲット:シーン内のアイテム階層内にマッピングされたすべてのターゲットにデータを適用します。
  • アクターとアクションターゲット: データをアクターに適用し、オプションでアクション(新規または既存)として適用します。
  • マッピングファイル:トラッキングデータを適用する対象のモーフマップとアイテムを設定することができます。
  • マルチターゲット:単一のブレンドシェイプのトラッキングデータを複数のモーフマップに適用することができます。
  • 独立した有効化/無効化:シーンに適用するデータポイントを完全にコントロールできます。
  • マルチプライヤー: キャプチャーが微妙すぎて(または極端すぎて)、必要なパフォーマンスが得られないことがあります。マルチプライヤーを使用すると、シーンに対するトラッキングデータの値を増加(または減少)させることができます。
  • バリューシフト: 乗算器のように、バリューシフトはパフォーマンスを微調整することができますが、トラッキングデータを乗算するのではなく、一定の値を使用して上下にシフトします。
  • スムージングアルゴリズム: オプションでトラッキングデータにスムージングアルゴリズムを適用します。
  • FPS変換:60fps記録データをシーンのfpsに自動的に変換します。サポートfpsオプション。60、50、48、30、29.97、25、24。
  • ニュートラルアルゴリズム:オプションでニュートラルな顔のキャプチャ(ニュートラルな状態でパフォーマーの顔を5秒程度録画)を提供することで、アルゴリズムはパフォーマーのユニークな顔の形状に合わせてキャプチャデータを調整します。
  • 開始フレーム: データアプリケーションを開始するフレームを指定します。
  • キャプチャフレームをスキップ:スキップする録画のフレーム数を指定します。

 

サポートされているフェイストラッキングアプリ

注意: アプリケーターキットは顔のトラッキングデータをキャプチャしません、これはModoであなたのシーンにデータを適用するだけです。顔のパフォーマンスをキャプチャするには、以下のアプリのいずれかを使用してください。

Tips

ZBrushで作成したディスプレイスメントマップをmodoで使用する方法

ZBrushで作成したディスプレイスメントマップをmodoで使用する方法について書いてみます。使用バージョンはmodo 14.0、ZBrush 2020.1.4です。

 

ZBrushでディスプレイスメントマップを作成する方法

ディスプレイスメントマップ作成 オプション

ZBrushからディスプレイスメントマップを出力する場合の設定です。「スケール」1、「中央値」0.5であることが重要です。それ以外のオプションは必要に応じて設定します。

 

 

アダプティブ

アダプティブはポリゴンの領域計算が正確になります。しかし、このオプションは信頼性が低く大きな解像度では不要という情報を見かけます。使用するデータに合わせて見比べるのがよさそうです。

 

DPSubPix

DPSubPixはサブピクセルの精度で、値を上げると滑らかなピクセルになります。4が望ましいですが値を高くするとレンダリング時間が長くなります。高解像度のメッシュ(16mil以上)や、マップサイズが2048以下と小さい場合は2でも十分なようです。

中央値

ディスプレイスメントの押し出し基準となる値です。16bit画像はマイナス値を持つことが出来ないので、中央値がディスプレイスメントしないグレー色、凸が白色、凹を黒色のピクセルとして出力されます。

 

垂直反転

垂直反転はUVのV軸を反転します。modoからGozを使用してZBrushにメッシュを転送した場合、UVはmodoのUV方向と一致します。objやfbx形式でメッシュをインポートした場合はUVが「垂直反転」します。必要に応じて使用します。

 

マップを作成してエクスポート

「ディスプレイスメントマップ作成」で作成されるマップは16bitフロート固定です。16bitでも十分な結果が得られますが、32bitのマップが必要な場合は「マップを作成してエクスポート」を使用します。

 

32Bit

32bitをONにすると32bitフロート画像でファイル出力することができます。OFFの場合は16bit画像として出力します。32bit出力する場合は「3チャンネル」「32Bit」ONにして「マップを作成してエクスポート」を実行します。

「3チャンネル」がOFFの場合はグレースケールのファイルとして出力されるのですが正常です。しかし、「マップを作成してエクスポート」を使用した場合は以下の問題があります。

  • tif形式を使用した場合、壊れたtifが出力されます。
  • exr形式を使用した場合、Rチャンネルにマップを書き込むためmodoに読み込んだとき赤い画像になってしまいディスプレイスメントとして使用することができません。

マルチマップエクスポーター」はtifのグレースケール出力が正常に動作してるので、基本的にマップ作成はマルチマップエクスポーターを使用するのがいいと思います。UDIMを使用したモデルのマップを作成するときもマルチマップエクスポーターを使用します。

 

modoのメッシュにディスプレイスメントマップを適用する場合のマップ作成

modoで作成したメッシュをZBrushでスカルプトしてマップを作成し、そのマップをmodoのメッシュに適用する場合はモーフターゲットを使用した状態でディスプレイスメントマップを作成する必要があります。

ZBrushからGoZでmodoに転送したメッシュを使用する場合、この作業は必要ありません。

 

モーフターゲットを使用したマップの作成方法

  1. モーフターゲットサブパレットで「MT格納」をクリック
  2. 「インポート」を使用して元のメッシュを読み込みます
  3. 「切り替え」でモーフターゲットの状態になってることを確認して「ディスプレイスメントマップ作成」を行います

 

ZBrushで「ディバイド」したりスカルプトした場合、低SubDivのメッシュも変形します。このため元のメッシュにディスプレイスメントマップを設定する場合は、元のメッシュとスカルプトで変形したメッシュとの差をなくす必要があります。

モーフターゲットを使用してマップを作成することで、元のメッシュで正しい変形結果を得られるディスプレイスメントマップを作成することができます。

 

オリジナルメッシュ
立方体と平面

 

スカルプトしたメッシュ SubDiv7
立方体のみスカルプトで凹凸を作成

 

スカルプトしたメッシュの SubDiv1
スカルプトの影響で低SubDiv時のメッシュが変形している

 

モーフターゲットを使用しない状態で作成したディスプレイスメントマップ。立方体の角が膨らんでしまいます。

 

モーフターゲットを使用した状態で作成したディスプレイスメントマップ。ZBrushと同じ形状でレンダリングできます。

 

 

modoでディスプレイスメントマップを設定する方法

ZBrushから出力したディスプレイスメントマップをmodoで使用する方法です。modoでディスプレイスメントマップを正しくレンダリングするにはいくつか設定が必要です。

  • 画像レイヤーとマテリアルを設定
  • サブディビジョンをCatmull-Clarkにする
  • UV補間をリニアにする

 

画像レイヤーとマテリアル設定

画像が16bitと32bitで設定方法が異なります。

 

16bit画像

画像レイヤーで「下限値」「上限値」にZBrushのディスプレイスメントサブパレットの「強度」×100を設定し、マテリアルの「ディスプレイスメント距離」を500 mmに設定します。これはGoZを使用したときに設定される方法と同じです。

デフォルトのレンダリング設定だとポリゴンが荒いので、レンダー設定の「ディスプレイスメント評価間隔」に小さい値を設定します。「ディスプレイスメント評価間隔」は小さいほど良好な結果になりますが、レンダリング時間が長くなります。

ZBrushのディスプレイスメントサブパレットの「強度」の値。「強度」はZBrushが作成する画像ファイル名にも追加されます。

 

32bit画像

画像レイヤーの「下限値」-100%、「上限値」100%に設定して、「ディスプレイスメント距離」を500 mmに設定します。ただし、マップに保存されている値が1より大きい場合、デフォルトではディスプレイスメントがクランプされてしまいます。

 

このような場合はチャンネルビューポートで「source High」の値を高く設定します。「source High」はプロパティに表示されないチャンネルなので、ちょっと不親切ですね。

 

ディスプレイスメント距離の「500 mm」という値は、modoのレンダラーが使用するディスプレイスメントの基準値と思われます。

3Dソフトはソフト内で使用する基準となる大きさがあり、modoの場合は1 mが基準になっています。ディスプレイスメントマップには何センチのように絶対的な距離が保存されているわけではないので、ディスプレイスメントの押し出し方向 ±500 mm の基準値+マップの値でディスプレイスメントされます。

 

 

サブディビジョンをCatmull-Clarkにする

modoには2種類のサブディビジョンが搭載されています。modoオリジナルのサブディビジョン(Tab)と、Catmull-Clarkサブディビジョン(Shift+Tab)です。
ZBrushの「ディバイド」はCatmull-Clarkサブディビジョンを使用しているので、ZBrushからディスプレイスメントマップを出力してmodoで使用する場合は、Catmull-Clarkサブディビジョンを使用すると形状が一致します。

下の画像はmdooのCatmull-Clarkサブディビジョン(白色)と、ZBrushでディバイドしたメッシュ(赤色)を同じ位置に重ねてレンダリングしたものです。形状が一致してるのが確認できます。

まだら模様に見えるのはレンダラーの特性によるものと思われます。ポリゴンが同じ位置にある場合どちらのポリゴンを前面にレンダリングするか優先順位がポリゴンごとに変わっているため、まだら模様が発生しています。Dキーを使用して細分化したメッシュや、ジオメトリキャッシュを比較すると頂点位置が一致していることが確認できます。

 

MayaのArnoldでメッシュスムーズプレビューをレンダリングした画像、同じく形状が一致してます。

ZBrushのSubDiv4はmodoの「レンダーレベル」3に対応します。同様にMayaのMesh Smoothも3になります。

 

UV補間をリニアにする

modoはサブディビジョンをONにしている場合、UVマップに対してもサブディビジョンを適用します。ZBrushから出力したマップを使用する場合は、メッシュのプロパティで「リニア UV」をONにします。

 

ZBrushのマップ作成オプションに「スムーズUV」というオプションがありますが、modoでUVを一致させるには「スムースUV」をOFFの状態でマップを作成する必要があります。

 

ZBrushの「スムーズUV」は他のソフトでも基本OFFがいいように思います。3dsMaxはOpenSubdivモディファイヤにUV補間に関するオプションがあります。Mayaも同様にUV境界のスムーズ設定があるのですが、ZBrushの「スムーズUV」とは計算が一致しません。ZBrushの「スムーズUV」と同じような補間が出来るのは、Arnoldの「pin_borders」が近いように思います(試したけど微妙にずれる気がする)。

 

メッシュの比較

modoでディスプレイスメントマップを適用したモデル(白色)と、ZBrushから出力したハイメッシュ(青色)の比較です。だいたい同じような形状になってるのが確認できます。

 

 

ノーマルマップを作成/使用する方法

おまけでZBrushからノーマルマップマップを出力する場合の設定です。

 

Gozで読み込んだ法線マップはカラースペースの設定が「デフォルト」になってます。この状態だと法線マップによるシェーディングがおかしな状態になることがあります(カラーマネジメントの設定によります)。そんな時はカラースペースを「リニア」にすると解決します。

 

 

参考

ZBRUSH DISPLACEMENT IN MODO

modoのチュートリアル。
http://www.xuanprada.com/blog/2014/7/30/zbrush-displacement-in-modo

このチュートリアルではマップ作成時に「中央値」0、modoのレイヤー設定では「下限値」0%「上限値」100%、「ディスプレイスメント距離」1mに設定しています。

私の記事で「中央値」0.5を使用したのは16bitと32bit画像で共通して使用する設定にするためです。Arnoldと設定を合わせたい場合は「中央値」0の方がいいかもしれません(ArnoldのScalar Zero Valueで合わせられる気もします)。

 

ACCURATE DISPLACEMENT WORKFLOW

ディスプレイスメントの基本的から解説されてます。
https://www.cggallery.com/tutorials/displacement/

参考資料

メッシュ位置を一致させるmodoスクリプト

ソースメッシュをターゲットメッシュに一致させるmodo用のスクリプトが公開されています。

https://gist.github.com/Eterea/a028ce392a8fd41f46922d505406614f

ソースで3頂点を選択し、ターゲットで3頂点を選択して一致させます。スクリプトには3つ引数があります。

  • @etr_match_posrot_smart.py relative
  • @etr_match_posrot_smart.py targeted
  • @etr_match_posrot_smart.py original

 

Tips

modoとZBrushを併用する場合の注意点

modoとZBrushを併用する場合の注意点について書いてみます。

ZBrushは他の3Dソフトに比べて独自の制限や動作があります。全てZBrush内で作業が完結するのであれば問題ないかも知れませんが、modoで作成したモデルをZBrushに読み込んで使用すると高確率で制限につまずいてしまいます。基本的な仕様について書いておきます。

 

三角、四角ポリゴン以外は使用しない

ZBrushは三角、四角ポリゴンで構成されるポリメッシュのみ使用可能です。五角形以上のいわゆるN-gonはGoZしても面が生成されることがなく、穴が開いた状態になります。modoのカーブもN-gon扱いになるようです。

 

三角、四角しか使えないのはやや不便に感じますが、メモリ使用量を少なくし処理速度を早くするための仕様ではないか?ということらしいです。

 

UV座標の0.0、1.0上に頂点を配置してはいけない

ZBrushは0.0、1.0上の頂点を結合してしまい、正常なマップが作成できなくなります。3DソフトのプリミティブはUV空間を広く使うように展開されていますが、プリミティブをZBrushに持ち込んで使用する場合は注意が必要です。

 

UVを少し小さくスケールすると、UVを正しく使用することができます。

 

 

マルチUVに対応してない

ZBrushはマルチUV、複数のUVデータの読みこみに対応していません。modo、3dsMax、Mayaなど多くの3Dソフトは1つのメッシュに複数のUVマップを作成することができますが、ZBrushでは読み込めるUVマップは1つに制限されています。

  • modoから複数のUVマップを持ったデータをGoZした場合は、どれか1マップ転送されます。メッシュの一部にしかUVがない場合、UVは転送されません。
  • MayaからGoZした場合は「既定のUVセット」のみ転送されます。
  • 3ds MaxからGoZした場合は「マップチャンネル 1」を転送します。

ZBrushでマルチUVを使用したい場合にはUDIMのように、1つのUVマップにメッシュを配置して使用します。

 

 

久々にZBrush使おうとすると毎回基本的なところを忘れてしまうので、忘れないようにメモしておこうと思いました。

Tips

modoのIntel Open Image Denoise使ってみた

modo 14.1から追加されたIntel Open Image Denoise使ってみた。modoには何種類かデノイズが搭載されてますが、Intel Open Image Denoiseは他のデノイズに比べて良好な結果が得られます。

特に新しく搭載されたmPathはパストレーサーであるため、以前から搭載されている放射度キャッシングを使用したランダラーに比べてノイズが多く発生します。mPathとデノイズの組み合わせは効果的そうです。
(放射度キャッシングを使用しない場合はモンテカルロパストレースを行うので、設定によっては以前からあるレンダラーでもデノイズは有効です)

 

比較

デノイズなし

 

Intel Open Image Denoiseあり。屈折ラフネスやソフトシャドウのノイズが綺麗に除去されます。

 

デノイズなし

 

Intel Open Image Denoiseあり。反射のサンプリングが足りなくてノイズになってるピクセルが綺麗になってます。

 

デノイズの比較

ついでなので、各デノイズを比較してみました。Intel Open Image Denoiseが一番実用的だと思います。

 

デノイズなし

デノイズのテストに使用したシーン、レンダラーはmPathで「最高品質」は8サンプルと低めに設定しました。レンダリング時間は4分、全体的にノイズがのってます。

左の円柱はバンプを使用した質感で、右2つはディスプレイスを使用。

 

サンプリングを256に上げた画像、レンダリング時間は8分。デノイズを使用していないため正確なレンダリング結果と言えます(参考用)。

 

Occlusionマテリアル「オクルージョンレイ」12。「最高品質」8サンプル。

 

Occlusionマテリアル「オクルージョンレイ」256。「最高品質」256サンプル。

 

Intel Open Image Denoise

Intel Open Image Denoiseはディープラーニングベースのノイズ除去フィルターで、デノイズの中で最も良好な結果が得られました。

右下のメタルな質感で、細かな凹凸がデノイズによって筋状の流れになってしまってます。左の円柱のスペキュラが強い部分が若干ぼけてる。

 

NVIDIA OptiX

NVIDIA OptiX AI-Accelerated DenoiserはAIとGPUを使用したデノイズです。Intel Open Image Denoiseに比べると若干ノイズが残りやすいようです。左のバンプを使用した質感と相性がよくないようです。

 

AMD AI

AMD AI-accelerated denoisingは機械学習を使用したGPU対応のデノイズです。 様々なフィルターを搭載したライブラリであるためか、全体的にデノイズの品質はよくないです。

 

AMD Wavelet

複数の画像(カラー、サーフェース法線、深度、サーフェースID)を使用するデノイズフィルターです。デフォルト設定だとフィルターが強すぎるようです。

 

AMD Bilateral

複数の画像(カラー、サーフェース法線、深度、サーフェースID)を使用してバイラテラルによるデノイズを行うフィルターです。バイラテラルはAfterEffects等にも搭載されてるエッジを残すようにブラーするフィルターです。

 

AMD Median

従来のよくあるデノイズフィルターのようです。

 

デノイズは細かなテクスチャやバンプが苦手なようです。また、オクルージョンのような単色の画像では、よいデノイズが得られませんでした。デノイズは短いレンダリング時間でそこそこの結果が得られるので、テストレンダリングに最適だと思いました。

デノイズはあくまで近似のため、サンプリングを上げてレンダリングした方が正確なレンダリングになります。またHDRがクランプされることもあるようなので、使えるシーンで効果的に使っていきたいですね。

 

参考

Tips

modoでランダムにパーティクルを動かす方法

modoでランダムにパーティクルを動かす方法について書いてみます。

 

グリッド

サンプルファイル

 

スケマティックはこんな感じ。

Particle Operatorに「ID」「位置(R/O)」「位置」の3つの特性を追加します。Randomize IDを追加して、パーティクルIDの範囲を「最小値」-0.5「最大値」0.5に設定します。

条件式ノードを追加してパーティクルを3つのグループに分けます。このグループはXYZ軸のいずれかの1方向に移動するためのもので、条件がTrueの場合はパーティクルID値を出力し、Falseの場合は0を出力します。
TrueのときはパーティクルID値ではなくてもよくて適当に値を出力すれば移動し、Falseの場合は0を出力して移動しないという処理にしてます。

演算ノードで「位置(R/O)」と条件式の出力値を足して「位置」に値を戻します。こうすることで毎フレームパーティクルIDの値が「位置」に加算され続けます。

最後に Randomize IDのキーにキーフレームを設定して、一定間隔でパーティクルIDのランダムシードをアニメーションします。パーティクルIDがランダムに変わるため、パーティクルの移動方向もランダムに変わるという仕組みです。

 

電子回路

電子回路のように動くパーティクルです。

サンプルファイル

 

スケマティックはこんな感じ。移動する軸が少ないので単純です。

ユーザーチャンネルにグラディエントチャンネルを追加して、Gradient Scaleノードでパーティクルが移動するタイミングと移動量を制御してます。角度で計算してるものではないので、見た目がそれっぽければOKという作りです。

 

条件式が使えるとパーティクルの制御に幅が出て面白いですね。TheGridというアセンブリも公開されているので、より高度なことがしたい場合は使ってみるといいかもしれません。

 

参考

Tips

Oculus Questでmodo VR使ってみた

Oculus QuestとOculus Linkを使用してmodo VR使ってみた。使用方法は簡単です。Oculus Linkを使用してPCにQuestを接続した状態でmodoを起動し、VRタブをクリックするとQuestにmodoのビューポートが表示されます。

グラフィックボードがGeForce RTX 2060で画面解像度3840×2160で表示すると描画が崩れてしまうため、2560×1440表示で使用して画面キャプチャしました。

VRを使用した感想は没入感があって思いのほか楽しいです。modoVRはツールUIがVR専用のため、ツールパレットを覚え直しになるのが面倒でVRをモデリングに使用したいとは思いませんでしたが、モデル確認に使用するのはアリだと思いました。

 

教室

Webのホームに使用してるモデルです。未調整ですが意外といい感じに見えました。

 

キャラクターモデル

現在モデリングしてるオリジナルキャラです。サブディビを使用したポリゴン数の多いモデルのためか、モデルに接近したときに描画遅延が発生しました。影やポリゴン描画の精度が落ちるようです。

フィギュアを見るようにモデルを確認できるのが楽しい。

 

modo VRの練習

画面の回転やズームは一般的なVR操作なので普通に使えます。モデルの編集は難しいですが、モデルビューワと割り切って使うには十分楽しめそう。

 

Oculus Questのディスプレイは2,880×1,600 (片目1,440×1,600) なので、もう少し低い解像度で表示してもよかったかもしれません。modo起動したままPCの画面解像度を変更したらPCがフリーズしたので細かなテストはしませんでした。

VRゴーグルがあるなら一度試してみると楽しいかもしれません。

Tips

modoでUDIMを使う方法

modoのUDIMの使い方について書いてみます。AfterEffectsやPremiereなどの動画編集ソフトでは連番画像を1つの素材として扱いますが、UDIMを使用すると複数のテクスチャ画像を1つの画像レイヤーとして扱うことができるので便利です。

 

UDIMとは

UDIM (U-Dimensionの略称)は、UV空間の整数ブロックに番号を割り振って管理する方法です。UVブロックと画像は1001、1002、1003...のような4桁の番号を使用してペアとして扱い管理されます。

UDIMは既存のUV作業工程と大きく変わりません。一般的なUVは0~1の範囲にメッシュを配置していましたが、UDIMでは0~1の外側の領域も使用します。UV空間の0~1の範囲を1001、1~2の範囲を1002のように番号で管理します。画像も同様にUV範囲に対応した番号をファイル名に含めることでUVとペアとして管理する仕組みです。

 

UVブロック

 

画像のファイル名称

 

UDIMの歴史は思いのほか古く、Weta Digitalが2002年公開の映画「ロード・オブ・ザ・リング/二つの塔」制作時に開発しました。その後Weta DigitalのインハウスツールだったMARIMudboxが一般販売されたことから、広く使用されることになります。

 

UDIMのメリット

UDIMのメリットは大きく2つあります。

  • 高解像度の画像を1枚だけ使う代わりに、複数の画像を使用できる
  • 単一の画像レイヤーとして管理できる

 

複数の画像を使用して高解像度化

高解像度の画像を1枚だけ使う代わりに、そこそこの大きさの画像をいくつも並べて、結果的に解像度の高いテクスチャにすることができます。
PhotoShop等で画像を編集するときも高解像度の画像1枚より、そこそこの大きさの画像複数枚のほうが取り回しが楽です。

 

1枚の画像レイヤーとして管理

複数のUVマップを使用する方法だと、画像レイヤーが複数必要でした。または、画像ごとにマテリアルを分ける必要がありました。UDIMを使用すると1レイヤーで済むようになり管理が楽になります。

 

複数のUVマップを使用した例(従来のUV設定方法)

1つのメッシュ内で複数のUVマップを使用した場合、シェーダーツリーではUVマップと同じ数の画像レイヤーが必要になります。画像レイヤーでは1枚ごとに使用するUVマップを指定する必要があり、画像枚数が多いと設定するのが手間です。

 

UDIMを使用した例

UDIMを使用した場合、シェーダーツリーは画像レイヤー1枚ですみます。下の画像ではディフューズ色のみの設定ですが、スペキュラー、ディスプレイスメント、法線など複数種類のマップを使用する場合は、UDIMを使用した方が管理が楽になります。

UDIMは元々は高解像度で大量のテクスチャを使用するWetaのインハウスツールに適した仕様として考えられたのだと思いますが、ゲームエンジンでもテクスチャのストリーミング等でメモリ使用量を少なくできるなどのメリットがあるようです。

 

modoでUDIM画像を読み込む方法

UDIM画像の読み込みには「新規UDMIの読み込み」を使用します。

  1. シェーダーツリー の「レイヤー追加」から「新規UDMIの読み込み」をクリックしします。
  2. ファイルオープンダイアログから、使用する画像を選択して「開く」をクリックします。
    開いた画像は自動的にフォルダにまとめられ「ファイル名称からUDIM番号を設定」が実行されます。
    画像レイヤーでは「画像」にフォルダが設定されることにより、UDIMとして動作するようになります。

 

UDIMはZBrushのように複数のUVマップに対応していないソフトでも使用できるので覚えておくと便利です。

ゲームではUDIMが使われることは少ないようですが、先日Substance PainterがUDIMに対応したので今後ゲームでの利用も増えたりするかもしれません。

 

参考

UDIMワークフロー
https://learn.foundry.com/modo/14.0/content/help/pages/uving/udim_workflow.html

Tips

modoのパーティクル速度で色を変える方法

パーティクル色の使い方」の応用で、パーティクルの速度でアイテムの色を変える方法について書いてみたいと思います。

 

modoのグラディエントレイヤーは様々な「入力パラメータ」を使用して色を設定することができます。「パーティクルエージ」「パーティクルID」「パーティクル速度」などパーティクル情報を使用して色を設定することができますが、使用可能なアイテムが「ブロブ」「スプライト」「ボリューム」に限定されています。

このためReplicatorを使用して複製したメッシュアイテムを、グラディエントの「パーティクル速度」を使用して色を変えることができません。

 

Replicatorを「パーティクル速度」に応じて色を変えたい場合は、Particle OperatorとShader Inputsを使用します。

サンプルファイル

スケマティックはこんな感じです。

Particle Operatorに「速度」と「色」の特性を追加し、「速度」を「色R」に接続します。

「速度」はXYZ軸に分かれてるため、速度XYZを加算してどの方向に飛んでも単一の速度になるようにします。このとき速度を絶対値に変換してから加算します。速度はマイナス値が入るようなのでそのまま加算しても意図した通りの結果にならないようです。

次にShader Inputsを追加し「パーティクル色 R」をGradientの「in Val」に接続します。こうすることで、Gradientの「入力パラメータ」に「パーティクル速度」を設定したことになります。後は通常通りGradientの色を設定すれば、パーティクル速度に応じてGradientの色が反映されます。

この方法を使えば速度以外のパーティクル特性を使用して色を設定することができるので、表現力が上がると思います。

 

標準機能として「パーティクル速度」に対応してるスプライトの画像と比較すると、同じように色が変化してるのを確認できます。

 

水しぶきの表現に使えそう。

 

同様の方法で「衝突カウント」を使用すると、コリジョンと衝突した場合に光るような表現もできます。

 

 

modoにパーティクルが搭載された初期の頃はGradientの「パーティクルエイジ」を使用してReplicatorに色を設定することが出来ませんでした。このため「パーティクルエイジ」を「パーティクルID」に接続するテクニックが紹介されてました。

この方法はスケマティックがシンプルでいいのですが、残念ながら速度を入力したときに意図した通りに動作しませんでした。速度が遅くなった場合に色がループしてしまいます。

サンプルファイル

 

パーティクルとReplicatorは併用することが多いと思います。今回紹介したようにShader Inputsを使えばReplicatorに色を設定することはできますが、グラディエントの「パーティクル速度」をそのまま使えた方が便利だと思うので、将来的に対応して欲しいですね。

参考資料

Modo Quixel Bridge

Modo Quixel Bridgeが公開されています。公開してるのはmodoの開発者の方です。
https://github.com/NoirQ/Modo-Quixel-Bridge-Kit

概要

このキットは、Quixel BridgeからModo 14.1以降への基本的な「カスタムディスクエクスポート」を可能にします。詳細については、元のQuixelサンプルを参照してください。

 

使用方法
  1. キットをダウンロードしてQuixelBridgeフォルダーをModo KitsディレクトリWin:%appdata%/ Luxology / Kitsに配置します
  2. Modo + Bridgeを起動します。Bridgeの[Export Settings]で、[Export To]> [Custom Socket Export]を選択し、ポートを24981(デフォルト)に設定します。
    キットには構成フラグメントがあるため、modoを起動すると自動的に開始します。それ以外の場合は、上部のキットメニューで、[Quixel Bridge]> [開始]を押します(必要に応じて、そこから停止することもできます)。

エクスポートされたメッシュは、Modo FBXインポーターダイアログを表示します。
注:メッシュに適用されたサーフェスのテクスチャロケーターは、UVマップとポリゴンタグを正しく設定しません。インポート後、メッシュに一致するようにマテリアルのポリゴンタグを変更し、画像のテクスチャロケータをUVマップと正しいマップに設定する必要があります。

サーフェスはModo 14.1 PBRローダーを使用してインポートします。一部の定義はキットの一部として提供されていますが、必要に応じてこれらを調整/有効にすることができます。

パックされたマップは現在サポートされておらず、1つのシェーダーツリーレイヤーとしてインポートされます。

CG News

Modo 14.1 リリース

Modo 14.1がリリースされました。
https://community.foundry.com/discuss/topic/153356/modo-14-1-is-now-available
https://learn.foundry.com/modo/content/help/pages/welcome_modo/whats_new_summary_modo14_1.html

 

アドバンスドビューポートのゴーストとX線表示サポート

モデリングでもアニメーションでも、一貫性がありカスタマイズ可能なジオメトリの視覚化が不可欠です。ゴーストおよびX線のビューポートモードを使用すると、必要なときに必要なものを確認できるため、クリエイティブなフローを維持できます。

 

アドバンスドビューポートで頂点マップテクスチャサポート

頂点マップの視覚化により、パラメーターをいじる必要なく、迅速な決定と編集を行うことができます。これで、アドバンスドビューポートでウェイトマップ、UV歪み、および頂点カラーを視覚化できます。

 

高度なビューポートによる処理の改善

複雑なシーンは高品質に視覚化するのが難しい場合があります。Modo 14.1ではアドバンスドビューポートが最適化されて、シェーダーツリーとシェーダーグループの処理が高速化され、複雑なモデルや環境での作業時のパフォーマンスが向上しています。

 

パフォーマンスの改善

Modo 14.1は常にパフォーマンスの向上に努めており、パフォーマンスを少し改善して毎日の作業をスピードアップします。UVリラックスメッシュオペレーションはアダプティブモードでマルチスレッド化されており、UVをリラックスするときに最大5倍の速度向上を実現します。エッジ削除操作も大幅に改善され、速度が5〜20倍に向上しました。

 

ベベル自動融合

Modo 14.1の新しいベベル自動融合機能では、ベベル時のジオメトリの重複を心配する必要はありません。ポリゴンベベルの新しいオプションである自動融合は、選択されたポリゴンの境界ループを計算し、接触点でインセット頂点を停止します。ダイレクトモデリングでも手続き型モデリングでも、ベベル自動融合は非常に強力なツールであり、多くのModoモデラーが高く評価しています。

 

カーブスイープポイントモード

カーブスイープに新しいモードが追加され、カーブスイープを使用してメッシュの頂点をカーブに沿ってスイープできるようになりました。

 

ポリゴンベベルフォールオフコントロール

フォールオフはModoのワークフローの強力で柔軟な部分であり、これを使用してポリゴンベベルを制御できます。ポリゴンベベルシフトとインセットでお気に入りのフォールオフをすべて使用できます。

 

エッジ面取り境界を拡張

場合によっては、面取りとEdge Chamferの新しい境界を拡張オプションでそれを実行するときに、境界を超えてプッシュしたいことがあります。外方向は外面の法線ベクトルとエッジベクトルによって計算されます。この新しい拡張機能は、Edge Chamferの手続き型バージョンとダイレクトモデリングバージョンの両方で利用できます。

 

ポリゴン作成の機能強化

単純な操作をよりスマートにすることで、モデリングプロセスにスピードと俊敏性が追加されます。ポリゴンメイクは2つのエッジのみが選択されている場合に、新しい四角形ポリゴンを作成できるようになりました。

 

UVリラックスメッシュ操作

手続き型のUVリラックスメッシュオペレーターを利用できます。スムーズツールを使用してモデルの表面をスムースツールを使用して正則化するのとほぼ同じ方法で、既存のUVマップを調整のに使用できます。

 

メッシュ操作の展開&リラックス

展開&リラックスは、複雑なUVタスクをすばやく実行できる強力なツールであり、手続き型メッシュ操作として利用できるようになりました。

 

mPath Embree CPUパストレース

mPathはIntel Embree 高性能レイトレーシングライブラリの追加により、市場に出回っている最新のマルチコアCPUシステムを最大限に活用します。EmbreeはMACを含むCPUプラットフォームのレイトレーシング計算を高速化します。

 

mPath Optix 7アップデート

認定されたNVIDIAハードウェア上のGPUレイトレーシングは、OptiX 7を使用するようにアップグレードされました。
mPathはNVIDIA OptiX 7を使用してレイトレースされたシーンのレンダリング速度が大幅に高速になりました。mPathの更新により、OptiXでのレイトレーシング2頂点ポリゴンのサポートが追加され、ヘアとファーのレンダリングに役立ちます。

 

自動EIS

シンプルさは障壁を取り除き、手元のアートワークに集中できるようにします。環境に影響を与えるイメージマップがあるかどうかに基づいて、mPathでレンダリングするときに環境重要度サンプリング(EIS)が自動化されるようになりました。

 

デノイズの改善

ノイズ除去は最新のレンダリングワークフローの重要な部分であり、ModoのmPathはノイズ除去のための2つの新しいオプションと、現在のNvidia OptiXノイズ除去の改善を提供します。

IntelのOpen Image Denoiseは、AIを使用してホストCPUの画質を向上させる新しい高品質デノイズで、ユーザーパラメーターはありません。

AMD AIは、AIを使用してGPUの画質を向上させる新しい高品質デノイズです。AMDハードウェアで最も効率的です。

反復ごとのデノイズは、mPathの反復間で画像をデノイズすることによりワークフローをスピードアップできます。現在、IntelまたはOptiXデノイザーを使用している場合に使用できます。

 

PBRローダー/エフェクト設定

PBRローダーを使用すると、Substance Designerなどの他のアプリケーションで作成されたPBRテクスチャをシェーダーツリーにすばやくロードできます。関連するすべての画像をすばやく読み込んで、ファイル名に基づいてレイヤーエフェクトを設定します。

 

ピクセル拡張によるギャップ

UVパックとUVフィットメッシュオペレーションに、ギャップサイズをピクセルで設定する新しい属性が追加されました。

 

IK / FK切り替え

IKとFKの切り替えは面倒な場合があります。平面IKを使用した新しいIK / FK切り替えにより、IKをFKに、FKをIKにすばやく一致させることができます。アニメートするときには、IK線のフェードとIKまたはFKのカスタムIKゴールを使用して、状態を簡単に視覚化できます。

 

IKを無効にしてレストポーズを更新

IKを適用した後で、ジョイントを調整する必要がある場合があります。IKを無効にすると、IKを設定した後でも、ジョイントの配置を微調整するだけでそれを行うことができます。フルボディIKと平面IKの両方をセットアップモードで無効にできるようになり、両方のタイプのIKチェーンのレストポーズを更新するコマンドが追加されました。

 

USDインポーター

Usd Modoプラグインを使用すると、PixarのUniversal Scene Descriptionで作成されたアセットをModoにインポートできます。ジオメトリ、カーブ、ライト、カメラ、マテリアル、アニメーションのタイプがサポートされています。

 


どれも便利になる新機能であることは間違いありませんが、これまでのリリースに比べて数が少ないのが気になりますね。新機能ではIntel Open Image Denoiseの性能が素晴らしいです。あとベベルの自動融合が便利そう。

USDはインポートのみの対応で、うまくいけば14.2でエクスポートに対応する予定だそうです。USDは将来的に参照機能をサポートする予定があります。modoの参照機能は制限があり実用性がいまいちなので、USDで便利に使えるようになって欲しい。USDでーたはPixarのサイトからダウンロードすることができます。

新機能ではふれられていませんが、カラーマネジメントにVFX界隈で人気のACESが追加されています。