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。