VEXを利用したスキンウェイトの最適化

HoudiniではVEXを使用することでスキンウェイトの調整が簡単かつプロシージャルに行えます。
今回はVEXを用いた小数点の桁揃えを中心に、効率的な最適化手法を解説しました。
具体的なコード例と手順を紹介し、複雑な作業をよりスムーズに進める方法をご紹介します。

また何故、スキンウェイトの桁数を合わせる必要があるのか併せて解説しています。

管理人がYouTubeで解説

Max Influenceを視覚化する

i[]@boneCapture_index;
i@maxinfluence = len(i[]@boneCapture_index);

小数点の桁数を設定し1.0に正規化する

// ウェイトの取得
f[]@boneCapture_data;

// 小数点何桁にするかのパラメーター作成
float scale = pow(10, chi("decimalPlaces"));

// 小数点の設定
for(int i = 0; i < len(f[]@boneCapture_data); i++)
{
    @boneCapture_data[i] = rint(@boneCapture_data[i] * scale) / scale;
}

// 1.0に正規化
@boneCapture_data[0] = @boneCapture_data[0] + (1.0 - sum(@boneCapture_data));

スキンウェイトの小数点の桁数を合わせる理由って何？

1. 精度の維持

スキンウェイトは、3Dモデルの頂点がボーンに対してどの程度影響を受けるかを示す重要なデータです。
これらのウェイトが精密に設定されていないと、キャラクターのアニメーションやポージングが不自然になる可能性があります。
小数点の桁数を揃えることで、ウェイトの精度を確保し、意図した通りの動きを実現することができます。

2. 一貫性の確保

小数点の桁数を揃えることは、データの一貫性を保つために重要です。
異なる桁数のウェイトデータが混在していると、計算や比較が複雑になり、エラーが発生しやすくなります。

例えば、以下のようなウェイトデータがあった場合：

• 頂点A: ボーン1 = 0.333, ボーン2 = 0.667
• 頂点B: ボーン1 = 0.3333, ボーン2 = 0.6667

桁数が異なると、これらのデータを処理する際に誤差が生じる可能性があります。
一貫した桁数でデータを管理することで、こうした問題を防ぐことができます。

3. パフォーマンスの最適化

多くの3Dモデリングやアニメーションソフトウェア、
およびゲームエンジンは、スキンウェイトの計算をリアルタイムで行います。

小数点の桁数がバラバラだと、計算の負荷が増加する可能性があります。
統一された桁数のウェイトデータを使用することで、
計算処理が効率化され、全体のパフォーマンスが向上します。

まとめ

スキンウェイトの小数点の桁数を揃えることは、
精度の維持、一貫性の確保、パフォーマンスの最適化という3つの重要な理由から行われます。

これにより、キャラクターのアニメーションやポージングがより自然で滑らかに動作し、
エラーが少なく、効率的な処理が可能になります。

Houdiniを利用することで小数点の桁数揃えはプロシージャルに高速に対応することが可能です。
是非、試してみてくださいね。

参考書籍

スキニングの処理がどのように行われているかを知りたい方は以下の書籍が参考になります。
他にも何がどのように実装されているかが解説されているので大変素晴らしい本ですよ！

ゲームエンジンアーキテクチャ 第3版

posted with ヨメレバ

ジェイソン・グレゴリー/今給黎 隆/湊 和久 ボーンデジタル 2020年12月13日頃

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