ダイキン工業株式会社

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SUITE USERS NOTES
ICE を使ったコマ抜きアニメ
Making limitted animation with ICE
（アニメ向き）
ice_koma_01
SUNdan_ml
プロローグ
続けて書く予定だった、ICE考察のアニメ編が遅れてしまいました。
Softimageにはまだまだ開拓すべきアニメーション加工方法がたくさんあり、
アニメ的な表現にも生かせる事もいっぱいあるはずです。
ice_koma_02
そこで、今回はコマ抜き的な動きについて調べると共に、
ICEを使ったコマ抜きアニメが出来ないか実験してみました。
どれか１つでも参考になれば!!と考えます。

 > 通常アニメーション
 > AnimationMixer

 > ICE考察１
 > Modulo

 > ICE考察２
 > 値の代入

 > ICE考察３
 > Array化

 > ICE実践１
 > キャタピラ

 > ICE考察４
 > パーティクル；キャッシュ

 > ICE考察５
 > パーティクル；シミュレーション
パソコンのスペックWindowsXP SP3、Intel Core2Duo 3G、RAM; 3G、NVIDIA Quadro FX1700


通常アニメーション
AnimationMixer
まずは、通常のアニメーションからコマ抜きアニメーションを実現するには、どういった技法があるのか見てみました。
プリミティブな球に適当な動きをキーフレームから作成すれば、滑らかな FCurveが作成できますね。
ice_koma_03
で、FCurveに加工を施せば、コマが飛んだアニメーションになります。
カーブの処理にて時間ステップを３とかにして既存キーは保持してリサンプルとスムーズでも実行すれば
階段状のFCurve になります。うーん、とてもベタな方法でベター（Better）じゃない。
ice_koma_04
そこで考えます。２コマ、３コマ抜きにしたい時はそういう FCurve を全部作るの？って
で、Exressionが登場します。しかもClipに使うのです。下図を見てください。
なんということでしょう!!コマ抜きの動きをしているのにFCurveはそのままですし、ClipにはWeight値しかありません、さて・・・。
ice_koma_05
答えはソースにあり。
ice_koma_06
己の各ローカルの軸移動の値に対してこのような処理をさせています。

at_frame( floor( Fc / 2) * 2, sphere1.kine.local.posx )

つまり、ここの数値が３なら３コマ抜きになります。
ならば、Clipを並べて無効/有効で２コマClip、３コマClipと動きが選べるようになりますね。
ice_koma_07
でもでも、まだ困ります。
上の３項目で移動値だけだから、スケール値と回転値があるとそれも書くだろうし、
sphere1って書かれているので、個別のものに対してすべてファイル名を付け直さないといけないだろうし。
（また、Expressionは毎フレーム計算するスクリプトみたいなものですので、大量にあった場合レスポンスが悪くなることが想定されます。）

そこで、ICEを使ってなんとかならんのとなる訳です。


ICE考察１
Modulo
さて、ICEの方なんですが、今までScriptやExpressionで動いていた関数をそのままICEで実現する
って考え方は案外あてはまらないと考えた方が良いです。
ICEならではの作り方があり、発想の転換が良い方向にいきます。
そこでまずは実験から始めましょう。
以前の記事からも紹介しています通り、面白いICEノードとしてModuloを理解しましょう。
このModuloは、数値(Value)を指定した数(Modulo by) 未満の剰余値を繰り返す結果を出します。
例えば、入って来る数値をCurrentFrameにし、指定数に３と入れると、0.１.２を繰り返します。
ice_koma_08
上図はModuloの結果が２だった場合、球から導いたグローバル値をConeのグローバル値にする、
って書いただけです。（下のtestはModuloの結果値を見たいだけです）
これだと、Moduloの結果が0と1だった場合が書いてないので、ワールドの中心値に戻ってしまう動きになります。

もう少し考察します。では、ワールドの中心値に戻るんではなくて、前のフレームの値を代入できればいいのか、
と、こんな風に作ったとします。
ice_koma_09
今度はRoundというICEノードが出て来ました。これはスカラー値を整数にします。便利です。
Modulo の結果が２だったらＳｐｈｅｒｅからのグローバル値をＳｐｈｅｒｅ２のグローバル値にし、
それ以外は以前のフレーム値（ＧｅｔＤａｔａ At PreviousFrame）を、としました。
２コマ抜きならＯＫです。ですが、３コマ抜きの時は、はい。困ります。
元のSphereは毎フレーム動いている訳ですから、２フレーム前の値じゃないと動いてしまうフレームがありますよね。
うーん、と。


ICE考察２
値の代入
で、こんな感じで対応を考えてみました。
ice_koma_10
一旦、任意の名前（例ではKomaTobiIchi ） に値を代入しておいて、その値から自分のグローバル位置を設定します。
どうでしょうか？これなら何コマ落ちでも平気です。コマ落ち数までアニメーションできます。
注意は、この時のICETree ノードの置き場所がSimulation コンストラクションモード以下に置いてあることです。

これで対応が出来そうなことが解ったので、
今度はもっと多くのもの、つまりキャラクターＲｉｇのように骨の数だけあるようなものにも対応すべく考えてみます。


ICE考察３
Array化
それは、いままででも紹介している高速化の為のＡｒｒａｙ（配列）を使った方法になります。（今回、もっとも単純な方法で・・・）
すると２段階設定のＩＣＥになります。
まずはデータをＡｒｒａｙ（配列）化し、その後でオブジェクト個別毎にデータを引きだして位置データとする、という仕組みです。
ice_koma_11
元のアニメーションがたくさんのオブジェクトがあることを想定してＧｅｔＤａｔａをＧｒｏｕｐ（Ｇｒｏｕｐという名前）から得ます。
Ｓｏｆｔｉｍａｇｅは１からフレームが始まるので＝１にしました。
Ａｒｒａｙ化した値の入る箱の名前は、良く使うＢｏｎｅＴｒａｎｓｆｏｒｍｓとし、その前計算として代入値をＰｒｅＢｏｎｅＴｒａｎｓｆｏｒｍｓとしました。
個別のオブジェクトに付けるＩＣＥはコンパウンド化（BoneTransform2GL）しておきます。
そして、このコンパウンドBoneTransform2GLの中身は
ice_koma_012
となっています。
最初のＧｅｔＤａｔａはＲｅｆｅｒｅｎｃｅとしてつないでおいて、
コンパウンドをダブルクリックした時のＰＰＧ（プロパティーページ；設定画面）で、
ＩＣＥのついているPointcloudを[ピック]出来る画面にしておきます。
Indexの番号はＧｒｏｕｐから得たオブジェクトの上からの順番で、これは０から始まります。
今は１個しか入ってないので０です。

BoneTransform2GLというコンパウンドをたくさんのオブジェクトに一気に接続してしまうにはスクリプトが便利です。
BoneTransform2GLコンパウンドは事前にユーザーのワークグループにでも書き出しを行っておきます。
そして、こう書いたスクリプトを用意します。（違う名前のコンパウンドを同様に接続したい場合は、コンパウンド名前部分を変えるだけです）

sub BoneTransforms2GL( oObj )
　　　set compound = Dictionary.GetObject( oObj & ".null.ICETree.BoneTransforms2GL", false )
　　　if typename(compound) = "Nothing" then
　　　　　set iceOp = ApplyOp("ICETree", oObj, siNode, null, null, 0)
　　　　　AddICECompoundNode "BoneTransforms2GL", iceOp
　　　ConnectICENodes iceOp & ".port1", iceOp & ".BoneTransforms2GL.Execute"
　　　end if
end sub

sub BoneTransforms2GLData( obj )
　　　if typename( obj ) <> "Group" then
　　　　　logmessage "You must select Group."
　　　　　exit sub
　　　　end if

　　　set oGrp = obj
　　　for i=0 to oGrp.Members.Count - 1
　　　　　set oObj = oGrp.Members.Item( i )
　　　　　BoneTransforms2GLoObj
　　　next
end sub

sub BoneTransforms2GLData( )
　　　　for i=0 to Selection.Count - 1
　　　　　set oObj = Selection.Item( i )
　　　　　BoneTransforms2GLoObj
　　　　　next
end sub

BoneTransforms2GLData

をツールバーのボタン（例；BoneTransform2GL ）にしておけば、いつでも使えます。
ice_koma_14
使い方はICETreeを付けたい複数のポリゴンオブジェクトを選択した状態でボタン（例；BoneTransforms2GL）を押します。
Pointcloud名とおのおののIndex番号を指定してあげます（例；ココでは１つなので０）。
ice_koma_13
これでどんなにたくさんあっても、コマ抜きが２コマでも３コマでも自由にアニメーションをつけて
設定した数のコマ抜き動きなってくれます。

では、この方法でもっと複雑な動きのもので、コマ落ちアニメーションが出来るのか実践してみましょう。


ICE実践１
キャタピラ
戦車のキャラピラのICE版です。この動きを２コマ落ちのアニメーションにしてみます。
キャラピラの車輪の動き（回転と移動）からしてキーフレームアニメーションではなく、すべてICEで制御された動きです。
唯一あるのは、矢印型のカーブが、ココからココへこの方向で行け、というのが Fcurveです。
ice_koma_15
えらいこっちゃーのように見える２つのICE、下のは回転と31個のキャタピラの動き計算、上のは計算された位置データをArray化しています。
やったことは上述の考察２の値の代入だけです。位置のデータを何コマ毎に更新するか、だけです。

これさえ理解できれば、複雑なロボットの動きも、モーションキャプチャーの人体アニメーションも、すべてコマ落ちアニメーションに出来ます。


ICE考察４
パーティクル；キャッシュ
では、今度はパーティクルのようにICEのSimulationで発生するような動きもコマ抜けアニメが出来るのか実験してみます。
まずは、無難にキャッシュしたものを考えてみました。
するとどうでしょう、意外にも簡単にできます。
ice_koma_16
通常発生するパーティクルは、キャッシュするとミキサオペレータにAnimationMixerとして配置されます。
そのデータを読むノードはCacheOnFileTake1 というノードになり、file Mode がRead Cacheになってます。

ice_koma_17

そのノードに入力するFrame 数が値の代入self.KomaFrameにつなげて、
受け取ったフレーム数のCacheだけを表示するってなってます。
ここでは参考としてModuloが６なので、61218・・・フレームの結果が表示されていきます。


ICE考察５
パーティクル；シミュレーション
では、今度はパーティクルでキャッシュしてない、シミュレーションのものはどう扱えるのか考察してみます。
ice_koma_18
これは、そんな感じになった程度なんですが、SimulationRoot につながる Execute や Simulation に
Moduloから来る値が＝ Oで Trueの時だけ実行するってしてみた結果です。
この方法は次の＝ Oが来るまで実行しない、というものなので、フレーム数は伸びる感じになります。
コマを抜いたのとは違う感じはするのですが、動かないフレームを用意できる方法として紹介しておきます。

という訳で、どこか参考になるところありましたら幸いです。
まだまだICEが続きますかね。
乞う、ご期待！！
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