スキニング

スムーズ スキニングでのノード構成

スムーズ スキニングでは、スキンごとに 1 つの skinCluster を割り当てます。他のデフォーマとは異なり、スキンをさらに追加するために、skinCluster のセットのメンバーシップを修正することはできません。各スキンには専用の skinCluster が必要です。skinCluster のセットのメンバーシップは、たとえば、オブジェクトの半分だけをスキンする場合などに、頂点を除去することで修正できます。

SkinCluster では、任意の数のインフルエンス オブジェクトを指定できます。インフルエンス オブジェクトの worldMatrix 出力は、skinCluster の行列アトリビュートに接続されます。この接続のアトリビュート logicalIndex は、skinCluster がインフルエンスをウェイトに関連付けるために使用します。API メソッド MFnSkinCluster::indexForInfluenceObject を使用すると、skinCluster を照会して、関連するインフルエンス オブジェクトのインデックスを決定できます。

SkinCluster のウェイトは、weightList[].weights[] と呼ばれる multi-multi アトリビュートに格納されます。1 番目の multi のインデックスは、頂点のインデックスです。2 番目は、インフルエンス オブジェクトのインデックスです。通常、ウェイトはまばらに格納されるため、50 のインフルエンス オブジェクトのうち、2 つを頂点のウェイトに指定した場合、その頂点のウェイト配列には 2 つの要素のみが存在します。例外として、データがデータ ブロック内に存在し、何らかの操作によって後でゼロに設定された場合は、ゼロ値のデータがファイルが保存されるまでデータ ブロック内に残ります。ファイルの保存時に、ファイル保存コードによって、ゼロ値は保存の必要がない既定のデータであると判断されます。次回ファイルを読み込むと、skinCluster にはゼロ以外の値の要素のみが存在します。

バインド時のジョイントのトランスフォーム(変換)は、bindPose と呼ばれます。スキニング アルゴリズムはこの情報を使用してデフォメーションを実行します。bindPose は、dagPose ノードと呼ばれるノードに格納されます。bindPose を復元するには追加のディテールが必要になるため、bindPose は、スキニング アルゴリズムによってディテールに格納されます。

dagPose ノードは、バインド時にすべてのインフルエンスの worldMatrix を格納します。また、ローカル行列を完全な変換行列(MTransformationMatrix)として格納し、ペアレント化情報を格納します。worldMatrix のみがスキニング アルゴリズムによって使用され、bindPreMatrix アトリビュートの skinCluster ノードに含まれています。bindPreMatrix は、そのマルチ インデックスを関連するインフルエンス オブジェクトに関連付けるマルチ アトリビュートです。

ジョイントの場合のみ、bindMatrix も bindPose アトリビュートに格納されます。ジョイントにはバインド関連のアトリビュートが他にもありますが、これらは Maya 4.0 ではサポートされず、下位互換性を維持する目的のみに使用されます。

アルゴリズム

各ポイント P にウェイトのセット {w₁,w₂,...,w_n} が割り当てられます。既定のウェイト値がゼロのスキンに影響を与える n インフルエンス オブジェクトごとに 1 つのウェイトが割り当てられます。通常、次の方程式が適用されます。

w₁ + w₂ + ... + w_n = 1.0

T_i がインフルエンス i の現在のワールド変換行列であり、B_i がバインド時の同じインフルエンスのワールド変換行列である場合。W(p) がバインド時に P のワールド位置である場合、次の方程式に示すように、L_i(p) をインフルエンス i のローカル座標系のポイント P の位置として計算することができます。

L_i(p) = B_i - 1 x W(p)

その後、次の方程式に示すように、トランスフォーム i でペアレント化されている場合のポイントのワールド位置を計算できます。

N_i(p) = T_i x L_i(p)

次の方程式に示すように、このワールド位置と、対応するインフルエンス i のウェイトを乗算することで、M_i(p) を得ることができます。

Mi(p) = w_i x N_i(p)

次の方程式に示すように、ここですべての M_i(p) を加算して、ワールド空間のポイントの変形位置を取得します。

NewWorldPos(p) = M₁(p) + M₂(p) + ... + M_n(p)

すべての回転はジョイント/トランスフォームピボットで発生し、リニア補間は、最終的なポイント位置を計算するために、ウェイトを使用して実行されます。