株式会社ヒストリアさん主催の第15回UE4ぷちコンのまとめ。
色々残念ながら…
審査結果発表会からすでに10日以上たっていて、今さら感が強いが、今回応募した作品はこちら：
両手両足をかわるがわる動かすゲーム - Youtube
以下は一部を抜粋したGIF動画
（終始こうやって壁を登っているだけ…）
- 残念１： 時間が足らず、ゲームにならなかった。技術デモということでご容赦ください。
- 残念２： もちろん、賞をいただけるわけもなく。
とはいえ、興味深い作品の紹介枠(?)で紹介していただけた。ありがたや。
ボルダリング(崖登り)のしくみ
今回は「プロシージャルアニメーション」がメイン。
プロシージャルアニメーションとは「アニメーションをただ再生するだけではなく、プログラムで加工して状況に応じたポーズを作っていく」といったところだろうか。
このボルダリングの動きは以下のような仕組みで作った。
アニメーションは２つ
ポーズ編集用のコントロールリグ＋シーケンサーで、ボルダリング時の手足の伸び切った状態、縮み切った状態の２つを作成した。
どちらも１フレームしかない固定のポーズ。
| 伸び切った状態 | 縮み切った状態 |
|---|---|
 Aポーズ |
 Bポーズ |
これらを、Anim Blueprint 内で、右足／左足の IK の伸び具合を Alpha にしてブレンドしている。
IKAlphaLength_L, _Rは、足が伸び切ったときのthighからfootまでの長さに対する、現在のthighからfootまでの長さ（…の比率）
大雑把には：
- 両足が伸び伸びるほど、Aポーズに近づく。
- 両足が縮めば縮むほど、Bポーズに近づく。
- 片足が伸びて、もう一方が縮んでいれば、AとBの中間くらい。
…みたいな感じになる。
これを Control Rig で加工する
Aポーズ／Bポーズのブレンド結果をコントロールリグに渡して加工する。
大量にパラメータがあるが：
- 最初の３つ：
PelvisAdditive,SpineAdditive,HeadAdditive- 手足の伸び具合から、なんとなく体幹(spine等)をねじる角度を指定。
- 込み入った計算はしておらず、手足のIKの長さに対して、20度ねじる、とかそういうシンプルな式。
- 続く４つのTransform：
IKToeL,IKToeR,IKHandL,IKHandR- Pawn からもらってくる、両手両足のTransform。
- これはユーザーがゲームパッドで操作する。
- その他のパラメータは割愛（ごめんなさい）
Control Rig のノードグラフ
非常にでかい上に、皆さんの参考になるかどうかすらわからない…
Anim Graph の Control Rig ノードのソースピンに渡されたポーズのTransformが各ボーンにセットされた状態でControl Rigに来る。
Control Rig内では：
- もらった角度だけ、体幹(
pelvis,spline_01,spine_02,spine_03,neck_01,head)を愚直にねじる。 - 両手両足は、
Basic IK。つまり２ボーンIK。 - 妙にでかいのは、スケルトンの大半に渡るボーンの計算が２回行われているから。
- 前半部「if runtime, make rigs' transforms from bones」と書いた箇所で、Anim Graphの引数からもらった値をボーンに適用
- 後半部「rigs to bones」と書いた箇所で、リグのTransformから各ボーンのTransformを算出
- これはもう仕方がない。（せめて関数に分けたい！）
- あと、指の計算がどうしてもでかくなる。（ボーン数60！）
まとめると、Anim Blueprint と Control Rig には、両手両足のIKエフェクタ(=IK末端)に合わせて、
- 両手両足の２ボーンIKを行う
- 両手両足のIKの長さから、背骨周り(=体幹)を、なんちゃってでねじる
…をさせている、ということである。
物理回り
やはりプロシージャルアニメーションと言えば、アニメーションと物理の連携だろう。
物理はアクタ(Pawn)で行っており、
- アクタのルートコンポーネントは、Sphere Collision。
- 力(Force)やトルク(Torque)は、ここにしか掛けていない。
- Skeletal MeshはSphere Collisionの子。
- アクタの動きに100%くっついて動く。
- 両手両足のIKエフェクタ(=末端)は、アクタのTransformとは独立している。
- 単純に、Transform型の変数を両手両足分の４つ持っているというイメージ（すべて、ワールド座標系）
こうしておけば、手足をワールド位置に固定したまま体(アクタ)が動く状態になる。
力やトルクの釣り合いは、IKルート(肩や股関節)とIKエフェクタ(手首や足首)との距離をベースにしたバネとダンパー（つまりサスペンション）で作ってある。
- IKが長いと、アクタのIKルートの位置に、IKエフェクタの方向に引っ張る力とトルクが加わる。
- IKが短いと、アクタのIKルートの位置に、IKエフェクトから離れる方向に力とトルクが加わる。
という形である。
下のGIFアニメは、これらを説明したもの。
- 左側：物理だけ動いている状態（Control Rigを使っていない=アニメーションしていない）
- 左手のIKエフェクタ(オレンジ色の〇)の動きで両手両足のバネの長さが変化し、アクタの釣り合いの状態がそれに合わせて動く様子。
- 右側：物理＋Control Rig
- 左側の状態に加えて、IKエフェクタの位置に手足をIKで伸ばす。
- 体幹(spine等)もなんちゃってでねじってある。
なお、左右ともIKエフェクタの動きが同じなのに、オレンジ色のBOXで示したアクタの動きが異なって見える。
これは、Control Rigによって体幹のねじりを作っているので、その分だけIKルート(肩や股関節)の位置が変化するためである。
このねじり量は、なんとなく目分量で調整したもので、ノウハウも何もなく、単なる勘である。