ビットマップペイントツールのチュートリアルをやってみた その85 3dsmax 2017

引き続きＭＡＸＳｃｒｉｐｔマニュアルに載っている「チュートリアル-ビットマップペイントツールを９つの簡単なステップで作成する」 の続きを考えて見たい。

前回はペイントブラシのサイズが変わらないものとして作ったけど、ブラシサイズもフレーム間で線形補間した場合、単純に距離をブラシの重ね合わせを考慮した移動距離で割るだけでは１フレーム間を線形補間するための分割数を求める事が出来ない。ブラシサイズが大から小へ変わっていく時に大を基準にフレーム間の距離を分割した１ステップの移動距離を決めるとブラシサイズが小さくなるに連れてブラシ間の隙間が大きくなってしまうし、小から大だと逆に詰まってしまう事になる。

前フレーム時のブラシの１ステップの移動距離をｄ１、現フレーム時のブラシの１ステップの移動距離をｄ２、分割数をｎ、前フレームから現フレームの間のブラシの移動距離をＬとすると、ブラシの１ステップでの移動量はステップが進むごとに変化して、その量は

（ｄ２−ｄ１）／（ｎ−１）

になる。始点をｄ１としてｋステップ目のブラシの１ステップの移動距離は

ｓｔｅｐｋ＝ｄ１＋ｋ＊（ｄ２−ｄ１）／（n−１）

となり、ｋは０〜ｎ−１でｓｔｅｐｋはｄ１〜ｄ２まで変化する。そしてこれをｎステップ進めると距離Lになるわけだ。よって以下の式が成り立つ。

これをｎについて解くと、

ｎ＝２＊Ｌ／（ｄ１＋ｄ２）

になる。

この式に適当な数値を入れて検証してみると、

Ｌ＝５０、ｄ１＝５、ｄ２＝１５

ｎ＝２＊５０／（５＋１５）＝５

１ステップの増分は

（ｄ２−ｄ１）／（ｎ−１）＝（１５−５）／（５−１）＝２．５

この増分でｎステップ分の距離を出して足してみると、

５＋（５＋２．５）＋（５＋２．５＊２）＋（５＋２．５＊３）＋（５＋２．５＊４）
＝５＋７．５＋１０＋１２．５＋１５
＝５０

で、計算があうね。上の例では分割数が整数で出たけど実際そんな事はあまり無くて、小数点以下の数が付くけどそれは切り上げてステップ数を決めてやれば少なくとも間があいてスカスカって事にはならないだだろうね。

続きはまた来週。

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自動リトポ ツールを調べてみた その10 modo11.0v3

前回に引き続き「Automatic Retopology(自動リトポ)」ツールと「リトポエッジ固定」と「リトポエッジフロー」について調べてみたい。

「リトポスケッチ」ツールを使っていて謎だったんだけど、「リトポエッジ固定」と「リトポエッジフロー」は何の役割をしてるかって事だ。前回やってみたのはマニュアルに書いてある手順を参考に曲線を描いてから、「リトポエッジ固定」を適用していた。

そこで「リトポスケッチ」ツールで「コンストレイントタイプ」を「位置」にしてから曲線を描いて、

そのまま「自動リトポ」ツールを適用した場合と「リトポエッジ固定」を適用してから適用した場合を比較してみた。下のＧＩＦアニメがその結果。

メッシュ構造は微妙に違うけどどっちも同じような結果になっているような感じだ。

ただし、「リトポスケッチ」ツールで曲線を描いただけの場合、頂点マップとして生成されるのは「法線」マップだけだ。

それに対して選択エッジに「リトポエッジ固定」を適用すると、「エッジピック」マップ（エッジ選択セット）が生成される。

「法線」マップはガイドになる曲線に適用されるもので、ツールを適用するメッシュの法線にあわせた状態である必要があって、ツールはこれが無いと機能しないらしい。下の画像は曲線に適用された法線ベクトルを表示してみたものだ。この「法線」マップを生成するために「リトポスケッチ」ツールを使ってるわけだね。もし普通の曲線をガイドにしたい場合は手動でこの「法線」マップを生成する必要があるようだ。

今度は「リトポスケッチ」ツールで「コンストレイントタイプ」を「エッジフロー」にしてから曲線を描いて、そのまま「自動リトポ」ツールを適用してみた。下がその結果。

拡大してみるとわかるけど、メッシュの流れは曲線に沿ってるけど、頂点の位置は曲線に乗っていない。つまりこの曲線は「エッジフロー」として機能してるって事だ。この場合も頂点マップには「法線」マップしか生成されない。恐らくこの曲線に何らかの情報が付加されてるんだろうね。

つまりどうも「リトポスケッチ」ツールで指定すれば「リトポエッジ固定」と「リトポエッジフロー」は使わなくても機能しそうな感じだ。

この曲線をエッジ選択してこれに「リトポエッジ固定」を適用すると、下のように「RetopoEdgeLock」エッジピックマップが生成される。

ここで「自動リトポ」ツールを適用すると、下のように曲線状にメッシュの頂点が来るようになる。「リトポエッジ固定」がかかったようだ。

さらによく調べてみたら、「リトポスケッチ」ツールで曲線を描く時に曲線に付加される情報は「ポリゴン選択セット」の「RetopoFlow」と「RetopoEdgeLock」になっていた。つまり「エッジ選択セット」と「ポリゴン選択セット」のどっちかの「RetopoFlow」と「RetopoEdgeLock」を参照して、「自動リポ」ツールはメッシュの流れや頂点のロックをしてるって事だ。

そして「リトポスケッチ」ツールでは「ポリゴン選択セット」と「法線」マップを生成し、「リトポエッジ固定」と「リトポエッジフロー」は「エッジ選択セット」を生成するという事らしい。

それではまた次回。

続きはまた次回。

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ビットマップペイントツールのチュートリアルをやってみた その84 3dsmax 2017

引き続きＭＡＸＳｃｒｉｐｔマニュアルに載っている「チュートリアル-ビットマップペイントツールを９つの簡単なステップで作成する」 の続きを考えて見たい。

フレーム間のパーティクルの動きを線形補間できるようになったけど、１フレーム間を５分割固定で分割しているだけだ。これではパーティクルの速度が上がればやがてペイントの跡も跳び跳びの点線になってしまうし、遅い時は過剰にペイントして時間を浪費する事になる。

そうならないためにはパーティクルの１フレームの移動量と１回にペイントするサイズからフレーム間の分割数を決めてやれば良さそうだ。

そこで以下のようにプログラムを変更してみた。１フレーム間の距離を計算して変数「ｄ」に取得して、その距離をブラシサイズに「brushOverlaid」をかけたもので割って分割数を決めている。

fn lerp t1 t2 w = (
  q1 = t1 as quat
  q2 = t2 as quat
  p1 = t1.pos
  p2 = t2.pos
  q = slerp q1 q2 w
  p = ((p2-p1)*w+p1)
  tr = q as matrix3
  tr[4] = p
  return tr
)

pt = objectPaint()
pf = $PFソース002
pt.theObj =  $Sphere002
pt.maxFaceRadius = 4.0
pt.BrushShape = 1
pt.brushsize = 4
pt.BrushColor = red
pt.init()
pstart = 0
pstop = 32
particleTMs = #()
for i = pstart to pstop do (
  sliderTime = i
  count = pf.NumParticles()
  for j = 1 to count do (
    pf.particleIndex = j
    id = pf.particleID
    if particleTMs[id] == undefined then (
      particleTMs[id]　=　pf.particleTM
    ) else (
      --div = 5.0
      brushOverlaid = 0.2
      t1 = particleTMs[id]
      t2 = pf.particleTM
      d = distance t1.pos t2.pos
      div = d/(pt.brushsize * brushOverlaid)
      dcount = (div as integer) - 1
      if dcount < 0 then dcount = 0
      for j = 0 to dcount do (
        if div == 0.0 then w = 0.0 else w = j / div
        pt.brushtransform = lerp t1 t2 w
        pt.doPaint()
      )
      particleTMs[id]　=　pf.particleTM
    )
  )
  sf = "00" + (i as string)
  temp_bitmap_filename = (getDir #preview +"/test"+ substring sf (sf.count - 2) (sf.count)  +".tga")
  pt.theBitmap.filename = temp_bitmap_filename
  print pt.theBitmap.filename
  pt.saveimage()
)
pt.close()

ブラシをどのくらい重ねるかは「brushOverlaid」の値をどうとるかで決まるようにしていて、これによってブラシサイズの何割の距離ずらして重ねていくかが決まる。数値が小さいほどステップが細かくなる。

続きはまた次回。

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自動リトポ ツールを調べてみた その９ modo11.0v3

前回に引き続き「Automatic Retopology(自動リトポ)」ツールについて調べてみたい。

今回は「リトポエッジ固定」と「リトポエッジフロー」について調べてみたい。これらは曲線と法線マップを使ってメッシュのエッジラインの位置や流れを制御するための仕組みだ。

これらの機能を使う一番手っ取り早い方法は、「Model」パネルの「カーブ」サブタブの「リトポスケッチ」を使ってメッシュ表面にカーブを描く事だ。

その際ツールプロパティの「コンストレイントタイプ」で「位置」と「エッジフロー」が選択出来る。「位置」にすれば曲線は「リトポエッジ固定」として使われ、「エッジフロー」にすれば「リトポエッジフロー」に使われるようだ。

「精度」はラインセグメント長で数値を小さくするほどストロークに対して細かくポイントが打たれるようになる。

例えば下のような球体メッシュを用意して、

「リトポスケッチ」ツールをＯＮにして「コンストレイントタイプ」を「位置」にして、この球体表面に下のような曲線を描く。

次にエッジ選択モードに切り替えてこのカーブを選択して、「メッシュ編集」サブタブの「リトポエッジ固定」ボタンを押す。

次に「自動リトポ」ツールを起動して、以下のパラメータで適用する。

これがその結果。わかりやすいように描いた曲線を強調してある。見ての通り曲線上にポイントが来るようにメッシュが生成されているのがわかる。

比較として曲線を描かないで処理した時のメッシュは以下のようになった。

同様に「リトポエッジフロー」も「リトポスケッチ」で「コンストレイントタイプ」を「エッジフロー」にして曲線を描いて、それをエッジ選択して「リトポエッジフロー」を押す。

次に「自動リトポ」ツールを起動して処理をすると下のようにエッジに沿った流れのポリゴンメッシュが生成される。

続きはまた次回。

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ビットマップペイントツールのチュートリアルをやってみた その83 3dsmax 2017

引き続きＭＡＸＳｃｒｉｐｔマニュアルに載っている「チュートリアル-ビットマップペイントツールを９つの簡単なステップで作成する」 の続きを考えて見たい。

今回は前回作ったプログラムについてだ。下の太字になってるところが核になる部分だ。

fn lerp t1 t2 w = (
  q1 = t1 as quat
  q2 = t2 as quat
  p1 = t1.pos
  p2 = t2.pos
  q = slerp q1 q2 w
  p = ((p2-p1)*w+p1)
  tr = q as matrix3
  tr[4] = p
  return tr
)

pt = objectPaint()
pf = $PFソース002
pt.theObj =  $Sphere002
pt.maxFaceRadius = 4.0
pt.BrushShape = 1
pt.brushsize = 4
pt.BrushColor = red
pt.init()
pstart = 0
pstop = 32
particleTMs = #()
for i = pstart to pstop do (
  sliderTime = i
  count = pf.NumParticles()
  for j = 1 to count do (
    pf.particleIndex = j
    id = pf.particleID
    if particleTMs[id] == undefined then (
      particleTMs[id]　=　pf.particleTM
    ) else (
      div = 5.0
      t1 = particleTMs[id]
      t2 = pf.particleTM
      for j = 0 to 4 do (
        w = j / div
        pt.brushtransform = lerp t1 t2 w
        pt.doPaint()
      )
      particleTMs[id]　=　pf.particleTM
    )
  )
  sf = "00" + (i as string)
  temp_bitmap_filename = (getDir #preview +"/test"+ substring sf (sf.count - 2) (sf.count)  +".tga")
  pt.theBitmap.filename = temp_bitmap_filename
  pt.saveimage()
)
pt.close()

「particleTMs」の配列が１フレーム前のパーティクルの変換マトリクスを記録するためのものだ。

最初の「for」文と次の「sliderTime = i」で「pstart」フレームから「pstop」フレームまで１フレームずつタイムスライダを移動させて、その時のシーン中のパーティクルの数を「pf.NumParticles()」で取得して、次の「for」文とその次の行の「pf.particleIndex = j」で処理対象のパーティクルを切り替えて全てのパーティクルを巡回して処理をするようになっている。

現在処理対象のパーティクルの「particleIndex」プロパティはフレームごとに振られる単なる通し番号なので、同じパーティクルに同じ番号が振られるとは限らない。それに対して「particleID」は変わらないので、現在処理しようとしているパーティクルのＩＤを「id = pf.particleID」で取得して、そのＩＤをインデックスとして「particleTMs」の配列にアクセスして、直前のフレームで記録したそのパーティクルの変換マトリクスがあるか調べる。無ければ「undefined」なのでその時は現在のパーティクルの変換マトリクスをその配列に記録して次のパーティクルに処理を移す。配列に前フレームの変換マトリクスがあれば、それを変数「ｔ１」に取得し、現在の変換マトリクスを「ｔ２」に取得して、次の「ｆｏｒ」文で「lerp」関数を使って「ｔ１」から「ｔ２」を１／５フレーム刻みで線形補間した変換マトリクスを生成して「brushtransform」プロパティにセットして「doPaint()」でペイントする。これで「ｔ１」から「ｔ２」の１／５フレーム前までの間をブラシストロークするペイントが出来る。最後に現在のパーティクルの変換マトリクスを「particleTMs」配列に記録して次のパーティクルに処理を送る。

この処理を全てのパーティクルについて行って、最後にファイル名を生成してビットマップをファイルに書き出して１フレームぶんの処理が終了する。

続きはまた次回。明日はお休みします。

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