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【Unity】スクリプトからキャラクターのボーンを制御する準備 (備忘録)

Last updated at Posted at 2018-12-19

概要

スクリプトで3Dキャラクター(Humanoid)を動かす場合、動かしたいHumanoidのavaterからHumanPoseHandler(各ボーンの状態を読み書きできるハンドラー)を作成します。
HumanPoseHandlerの値をHumanPose(各ボーンの状態が保存された構造体?)に適用し、HumanPoseを任意の値に変更した後、HumanPoseをHumanPoseHandlerにセットする事で、ボーンの変更が適用されます。
よくわからないので実際のプログラムを見ます。

サンプル

HumanAnimation.cs

using System;
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;

public class HumanAnimation : MonoBehaviour
{
    [SerializeField]
    private Animator _animationTarget;

    private HumanPose _targetHumanPose;

    void Update ()
    {
        SampleAnimation();
    }

    private void SampleAnimation()
    {
        if (_animationTarget == null)
        {
            Debug.Log("Animatorがアタッチされてません");
            return;
        }

        // Animator avater → handler → HumanPose と渡す
        // HumanPose の値を変更して、handlerへ渡すとHumanBoneに変更が適用される。
        var handler = new HumanPoseHandler(_animationTarget.avatar, _animationTarget.transform);
        handler.GetHumanPose(ref _targetHumanPose);

        //HumanPoseを更新
        int muscles = _targetHumanPose.muscles.Length;
        for (int i = 0; i < muscles; i++)
        {
            float move = 0.02f * Time.deltaTime; //moveの係数だけ変化します
            _targetHumanPose.muscles[i] = _targetHumanPose.muscles[i] + move;
            //Debug.Log(i + " : " + _targetHumanPose.muscles[i]);
        }

        //変更を適用する場合… SetHumanPose で変更した HumanPose を渡す
        handler.SetHumanPose(ref _targetHumanPose);
    }

    [ContextMenu("HumanPoseの配列に対応したリグ名を表示")]
    private void ShowMuscleList()
    {
        string[] muscleName = HumanTrait.MuscleName;
        int i = 0;
        while (i < HumanTrait.MuscleCount) {
            Debug.Log(i + " : " + muscleName[i]);
            i++;
        }
    }
}

_animationTarget

ボーンの制御を行いたい3Dキャラクター(Humanoid)をアタッチします。

_targetHumanPose(HumanPose)

HumanPose - スクリプトリファレンス / HumanPoseHandler - スクリプトリファレンス
この値を変更する事で、キャラクターのボーンを変更できます。
ポイントなのが 直接ボーンのtransformを制御するわけじゃない という点です。

HumanPoseは -1~1の値が入っています。なので、扱う値は正規化済みなので色々と楽です。
→ HumanPose に Mathf.Sin(Time.deltatime * 2 * Mathf.PI * 0.1f) とか入れると周期運動する。
また、変化量の1次元情報のみを扱うので回転の処理など考える必要がありません。

_targetHumanPose.muscles[i] = _targetHumanPose.muscles[i] * 何かの係数;

というような書き方をする事ができます。
分かりやすい所でいくと _targetHumanPose.muscles[] で指のボーンを指定してやれば、係数をスライダーで変更して指を開閉させる…なんて事ができます。


var handler = new HumanPoseHandler(_animationTarget.avatar, _animationTarget.transform);
handler.GetHumanPose(ref _targetHumanPose);

HumanPoseHandlerでハンドラーをインスタンス化し、ハンドラーからHumanPoseへ参照渡しします。
最終的に変更した HumanPose(_targetHumanPose) を handler.SetHumanPose(ref _targetHumanPose); で適用してやるとキャラクターの姿勢が定まります。

ShowMuscleList()

image.png

[ContextMenu()]を書いてやると、Unityを実行しなくてもメソッドを実行できます。
この場合、HumanPoseのどの配列に何のボーンが割り当てられてるか?の一覧を表示します。

まとめ

あとは難しいベクトル計算とかして、それらの値を使ってHumanPoseを制御すると自動化などができるようになる…!
また、VRIKなどで動かしたこれらの値を、すくりぷたぶるおぶじぇくとに保存する事で疑似モーションキャプチャーを作れたりします。
高額のモーションキャプチャーであればドライバの方にモーション記録機能がついてたりしますが、ViveでVtuberをやってる人は自前でモーションキャプチャーを作ってみるのも面白いかもしれません。
(VRで演技して、第三者視点からカメラ付けとかできるので)

参考

Unity、Oculus(HTC Vive)、VRIKで簡易モーションキャプチャを作った話
UniRXで書いてあって初心者の私には読めない…

ランタイムでAvatarを生成してアニメーションに利用する

Animator - スクリプトリファレンス

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