Posted 4月 20, 2021
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Main Road Post のVFX スーパーバイザ、Andrey Maximov が、社内開発のマッスルツールの進化を語ってくれました。映画の制作と同時進行でツールの開発が続けられたわけですが、着手した当初の Houdini のバージョンは 15 でした。ワイヤーソルバ、FEM、そして最近では Vellum を取り入れたこのマッスルツールセットは、フェイシャル(顔)とボディ(体)の軟部組織、筋、脂肪、皮膚をシミュレーションするキャラクタ FX に使用されています。「Attraction」「Cosmoball」「Sputnik」といった映画の制作を通じて、マッスルツールセットは構築され、改良されてきました。MRP を陰で支える革新と卓越した技術をご紹介いただきましょう!

SideFX

Main Road Post のみなさん、こんにちは。お久しぶりですね。前回は「Attraction」が公開されたときでした。あなたが作成したブレイクダウンの動画は、数年経った今でも、鮮明に覚えています。最近では、SF 映画「Sputnik」で活躍を拝見しました。その話に入る前に、クリーチャ FX を手掛けるようになったいきさつ、そしてクリーチャの作業全般について教えてください。
ご存知ない方のために「Attraction」からお話しいただけますか? Houdini のバージョンが 15 だった頃から、Main Road Post は、Houdini でマッスルシステムを独自開発していましたね。クリーチャを本格的に手掛けるきっかけは、その開発だったのですか?



Andrey Maximov VFX スーパーバイザ

「Attraction」の第一部の制作に入る 1 年ほど前から、マッスルシステムの開発には着手していました。そのときには、特定のプロジェクトのためではなく、自主的に進めていたものです。その当時から、世界的な映画制作に登場する CG キャラクタの品質は非常に高く、適切に機能する、有機的なマッスルシステムを用意しなければならないだろうと考えていたのです。

変形などの複雑なタスクを要さず、機械構造だけを考慮すればよいロボットを作ることと、筋肉、皮膚、軟部組織、ダイナミクスにまで取り組まねばならない生物を作ることとは、まったくの別物です。

Andrey Maximov

マッスルフレームワークの最初のイテレーションに至るまで、1 年かかりました。開発はプロジェクトの合間に進め、「Attraction」で初めてこのシステムを利用して、フル CG キャラクタの変形をコントロールしました。「Attraction」のキャラクタは生物というよりもロボットに近かったのですが、柔らかいゴムのような関節がたくさんあります。私たちはマッスルダイナミクスを適用して、アニメーションを改善しました。つまり、ボディのさまざまな部位にセカンダリアニメーションを追加したのです。私たちの狙いは、キャラクタの動きにウェイト、モーメンタム(推進力)、リアリティを加えることでしたが、うまくいったと思っています。



それが、マッスルフレームワークの初期バージョンでした。以降、プロジェクトごとに特定のタスクに適応させながら、継続的に改良および修正を加えていきました。最新版は、フレームワークは第 4 バージョンです。

フェイシャルアニメーションにはベースレイヤをアニメーションし、それで中間レイヤ (FEM) および外側のスキン レイヤを駆動。

フレームワークへの変更や改良の多くが「Cosmoball」の制作中に行われました。このプロジェクトでは、胴体、腕、脚などのボディマッスルのダイナミクスに加え、フェイシャルアニメーションもリアルさが求められたからです。時間と労力を注ぎ込み、ボディだけでなく、フェイシャルアニメーションにも対応できるようにフレームワークを改良しました。顔の筋は、体の筋に比べて個々の筋が特徴的で、小さく、繊細です。

一般に、顔の筋は頭蓋骨の表面から起始し、顔の皮膚に付着しています。顔の皮膚の大半は、骨と骨をつなぐ筋ではなく、骨と皮膚をつなぐ表情筋によって動きます。これが、私たちがマッスルの機能を大幅に拡張した理由です。また、すべてが以前よりも迅速に、少なくとも 10 倍は高速に動作するように、パフォーマンスの向上にも特別の努力を払いました。

SideFX

カスタムツールについてお尋ねします。自社開発をしようとすれば、開発作業そのものとは別に、研究やテストにも膨大な時間がかかります。そのうえ、カスタムツールの使い方をスタッフにトレーニングしたり、ドキュメントを準備したり、バグ修正やその他関連する問題に対処す必要も出てきます。市販されているマッスルソリューションを利用してもよかったはずですが、独自開発を決めた理由はどこにありますか?

Andrey Maximov VFX Supervisor

Houdini 内にマッスルシステムを作ろうと考えた第一の理由は、サードパーティ製ツールの開発に依存したくなかったからです。また、いくつものパッケージを調整して連携させるのも手間がかかります。

2 つ目の理由は、企業文化的な側面です。たとえ優秀なツールだとしても、市販のツールを使用するだけではなく、独自にツールを開発し、タスクの要件に合わせて磨きをかけたり、使い勝手の良いツールすることが重要だと考えたのです。





SideFX

「Attraction」の後も、マッスルツールの R&D を継続し、筋、脂肪、皮膚をテストしているそうですね。このパイプラインの概要を教えてください。「Attraction」のキャラクタに使用したツールとはどう違いますか?

Andrey Maximov VFX Supervisor

「Attraction」以降も、私たちはマッスルツールセットの改良を続けました。このツールセットが必要になった大規模プロジェクトのすべてで、タスクや目的に応じてツールセットを調整しました。「Attraction」のマッスルダイナミクスでは、ワイヤーソルバだけを使い、ごく簡略化されたセカンダリダイナミクスを生成しました。このツールはかなり高速なので(大きい強みです)、ほぼリアルタイムのマッスルシミュレーションを実現できました。待つ必要がないおかげで、アニメーション作業も進めやすくなりました。







アニメータが自分のアニメーションを作成すると、マッスルダイナミクスを処理した状態でのアニメーションの見栄えを即座に確認できました。

その後、次のプロジェクト「Cosmoball」で謎めいた青白い男を作成するときに、先ほど言ったように、マッスルツールセット全体を大幅に改良、フェイスリグを作れるようにし、表情筋をカスタマイズできるよう多数の機能を追加しました。



SideFX

FEM は使用していますか? マッスルツールセットに何らかの変更は?

Andrey Maximov VFX Supervisor

はい、フェイシャルアニメーションの処理に FEM を使用しました。大まかに言うと、顔の軟部組織用に閉じたモデルを作成し、そのモデルに表情筋を挿入しました。つまり、事実上、本物の人間の顔の構造を模倣したわけです。モデルの管理にコントローラを使い、変形にはマッスルを使っています。その後、閉じたモデルを FEM 表示に渡し、FEM ソルバを使ってボリュームを維持するタスクと、顔の皮膚にシワを作るタスクをシミュレーションしました。これは表情筋に関する、大規模かつ面白い開発でした。腕や脚などボディのマッスルについては「Cosmoball」の制作中にツールセットに追加したものなく、パフォーマンスの向上のみです。





SideFX

次は最近のプロジェクト、SF 映画「Sputnik」について聞かせてください。ブレイクダウンの動画では、エイリアンの筋組織の薄いレイヤ各種をすべて見せてもらいました。薄いマッスルの FX は、厚みと量がある筋組織よりも大変そうですが、いかがでしょうか?

Andrey Maximov VFX Supervisor

もちろん、ある程度は、筋肉が薄いキャラクタより、量があって分厚い筋肉のあるキャラクタの方が簡単です。なぜなら、筋肉にはそれぞれ、薄い皮膚、被膜、靭帯など、注目すべきディテールがあるからです。



SideFX

そのうえ、皮膚の一部が裂けますよね。クリーチャ部門はブリーフを見て、どのような点を心配しましたか? エイリアンに取り掛かったのはいつで、どれくらいの期間でショットは完成したのですか?

Andrey Maximov VFX Supervisor

実は、私たちのスタジオにクリーチャ部門はありません。

しかし、「Sputnik」のエイリアンを担当したチームは何も心配していませんでした。むしろ、この複雑で面白いタスクを楽しみにしていました。実際、監督との最初のミーティングや、彼がエイリアンに関してどう考えているか (どの程度リアルに見せるべきか、など) を話し合った結果、すべきタスクが明らかになりました。
これは、私たちにとって一種の挑戦でした。 「Attraction」では素早く動いたり、走ったり、ジャンプするなどの動きに注目しましたが、今度は、ゆっくりしたショットや滑らかな動きでも印象的に見えるキャラクタを作成しなければなりません。「Sputnik」の撮影スタイル、ペースとカメラワークから、ロングショットが多数あることが予想されました。おそらく、数十秒はあるでしょう。その間、鑑賞者は細部までエイリアンを見ることができ、モーションブラーでおかしな領域をごまかすこともできません。皮膚の動きや身体構造の要素をすべて、できるだけリアルかつ説得力をもたせて作る必要がありました。

エイリアンの体内構造も、ある程度のディテールまでしっかり作成しなければならないことがやがてわかりました。皮膚が半透明だという設定だったからです。つまり、体表に現れる影響から体内の構造がわかるだけでなく、半透明の皮膚を透過して筋肉の動き、靭帯、骨までが直接見えるわけです。







スケルトンに取り掛かることにしたのは、このようないきさつです。その後、筋群を手早く追加できるマッスルツールセットを使って、筋肉を追加しました。人に類似した身体構造 (腕と脚が 2 本ずつ) で、左右対称であるにもかかわらず、エイリアンの頭部、体、肩、腰の関節の構造は独特でした。既知の筋肉のパターンだけでなく、筋の働きやボディパーツにどう付着しているかに注意してエイリアンの身体構造を考案し、構築しなければなりません。どうすればリアルで自然に見えるかを追求するばかりでなく、筋がしっかり機能を果たさなくてはならないのです。どんな姿勢でも、エイリアンの身体構造に応じた自然さと正確さが重要でした。これには、約 2 ヵ月という長い時間を要しました。マッスルフレームワーク全体を構築および調整しましたが、ボディにはおよそ 120 の筋があります。一般に、筋のダイナミクスと軟部組織のダイナミクスは、よりリアルで細やかでなければなりません。マッスルダイナミクスのシミュレーションにワイヤーソルバだけを使ったので、筋肉はキャラクタのスキニングのコントロールのみに使用した方がよいと判断しました。その後、セカンダリダイナミクスのレイヤをその上に追加し、FEM を使用することもできます。





ところが、キャラクタを構築している途中で Vellum がリリースされました。そこで、Vellum を使用してセカンダリダイナミクスを作成することにしました。Vellum は使いやすく高速で、軟部組織についても安定したシミュレーションを生成できることがわかったからです。その結果、複数のレイヤを使用しました。1 つ目は複雑なアニメーションパターンによる筋と骨のレイヤです。その上に、Vellum でシミュレートした軟部組織と脂肪を重ね、最後にはやはり Vellum を使って追加でシミュレートした皮膚のレイヤを重ねました。ただし、異なるコンストレインを使用しました。皮膚のレイヤは柔らかいボディの上でスライドし、皮膚の移動やシワなどを作ります。





これは、複数ステップおよび複数ステージによるシミュレーションの構造でした。皮膚は簡単に済ませられるものではないため、Vellum による皮膚シミュレーションに時間と労力をかけてカスタマイズしました。一方で皮膚は、サーフェス上を自由に動き、絶えず変化し続けると同時に、そこには限度があり、サーフェスから剝がれてはいけません。皮膚の下に空気はないので、皮膚がある場所で引っ張られると、その周辺の皮膚はピンと張りはするものの、サーフェスから剥がれることはないはずです。布を何かのサーフェス上に掛けた場合には、その下に空気があります。それが、違いです。この観点で皮膚の動きを作るために、少し時間を費やし、VEX のコードを何行か書きました。


ところで、Vellum には今、18 番目のバージョンの独自 スライドコンストレイン があり、タスクの 90% 以上をそれが解決してくれます。つまり、実際のところ、SideFX のものがリリースされる前に自分自身で開発したわけです。


皮膚が裂けるショットについては、キャラクタの作成後に取り組みました。その頃には、Vellum の扱いにはすっかり慣れていました。特に、皮膚や他の有機的な要素の作成には経験を重ねていたので、さほど苦労もせず、2 ~ 2.5 週間ほどで裂ける皮膚のシミュレートは完成しました。すでに作成済みだった皮膚を使用し、皮膚が裂けるように、アートディレクションに合わせてそのプロセスを間接的にコントロールできるように、設定を調整しました。



SideFX

クリーチャ FX について、ほかにトピックがあれば、お話しいただけませんか?

Andrey Maximov VFX Supervisor

「Sputnik」のシミュレーションワークフローについては殆ど触れましたが、この結果に至った過程について、1 つ付け加えておきたいことがあります。それは、「もし手動でパラメータを設定していたら、繰り返しの試行と莫大な労力を要しただろう」ということです。私たちは手動ではなく、Wedge ツールを使用して、エイリアンの皮膚や軟部組織のシミュレーションに必要なパラメータの組み合わせを選択しました。たとえば、脂肪のソフトなダイナミクスを開発するときは、4 つのパラメータの組み合わせを選択する必要がありました。はじめにエイリアンのテストアニメーションを作成しましたが、それは最終版とはまったく違います(ストレスアニメーションとでも呼ぶべきものです)。それをベースに、Wedge ツールを使用して数万ものシミュレーションを作成しました。幸運なことに、私たちにはファームがあり、Vellum 自体はかなり高速になので、100 ~ 200 フレームのシーケンスを 2 分程度でシミュレートできます。すべてをファームにアップロードして、翌日には数千の選択肢を得ることができました。



私たちは、シミュレーションの選択肢を素早く評価できる独自開発ツールを持っています。リアルタイムにパラメータの値を変え、それによって結果がどう変化するかを確認できるツールです。数万のシミュレーションをダウンロード、レビューして、1 つだけ選択するのは不可能です。小さいキャッシュローダーを書いて、目視によるシミュレーションの評価をスピードアップしました。同じ手法を、皮膚のパラメータの設定にも応用しました。プロトタイプを構築し、それを Wedge で処理して、どのパラメータが最も適切かを確認しました(パラメータは 6 個以上ありました)。6 個のパラメータを選択するだけでなく、エイリアンの体の部位ごとに(腕、腹部、尾、頭部など)異なる値を選ぶ必要もありました。なぜなら、皮膚がより硬い部位や、より弾力性に富んでいる部位もあるので、部位ごとに必要なパラメータの値の組み合わせが変わってくるからです。私が思うに、この作品での最大の課題はここでした。皮膚のサーフェスに、値が同じパラメータは 1 つもありませんでした。

SideFX

エイリアンのショットは合計いくつあったのですか?

Andrey Maximov VFX Supervisor

私が思い出せる限りでは、エイリアンが出てきたのは、ロングショットからクローズアップまで、およそ 100 ショットです。

SideFX

「Attraction」以降、このマッスルツールセットにはいくつもの改良が加えられてきました。キャラクタはもちろん違いますが、結果も見ればわかります!

Andrey Maximov VFX Supervisor

もちろん、「Sputnik」で使用したマッスルアセットは「Attraction」で使用した初期バージョンとは大きく違います。しかし、驚くかもしれませんが、「Sputnik」用に加えたマッスルツールセットの変更はほんのわずかです。2、3 日かけていくつか機能を追加しただけです。「Sputnik」に取り掛かる頃には、その映画のすべてのタスクを解決するのに十分な機能が、マッスルツールセットに備わっていました。





先ほど触れたように、マッスルツールを大幅に変更したり改良したのは「Cosmoball」制作時です。時間と労力を費やして、機能とパフォーマンスを向上させました。

SideFX

このツールセットを Houdini ユーザ向けに商品化する予定はありますか? 近い将来、Main Road Post は今後どんな魔法を見せてくれるのでしょうか?

Andrey Maximov VFX Supervisor

正直なところ、どういうわけか、マッスルツールセットの商品化については考えていませんでした。収益化したり、販売する可能性は低いと思います。誰でも利用できるように公開するかもしれませんが、今のところ何も考えていません。一方で、プリンシプルドシェーダをはじめとする独自開発のシェーダについては、すでにどなたでも利用できるように、公開済みです。約束はできませんが、マッスルツールセットについても近い将来同じようにするかもしれません。

開発プランについては、いくつもアイデアがあります。たくさんの経験を重ね、次はどの方向に開発を進めるべきかをわかっているからです。おそらく、ツールセット全体のアーキテクチャを再編成したり、それを実用的なノードに分けるところから始めることになるでしょう。こうすれば、ユーザはデーターフローをより把握しやすくなり、さまざまなレベルでツールセットを使った作業に参加できるようになります。つまり、その構造を Houdini の Vellum ツールセットやグルーミングツールセットと同じようにしたいのです。2 つ目に、Vellum でのツールセットの使用の可能性を追加したいと考えています。つまり、マッスルダイナミクスを Vellum でシミュレートできるようします。マッスルをそのまま受け取り、シミュレーションに送るのは、今でも可能です。しかし、これはユーザに要する作業もあります。それを統合し、実用的なノードをいくつか構築し、エンドユーザにとってより高速で、便利なプロセスにしたいと考えています。

3 つ目が、「Cosmoball」や「Sputnik」の制作中に行った開発をたくさん追加して、ツールセット全体を拡張したいと考えています。スキンツール、パフォーマンスの向上、脂肪の設定など、機能を拡張し、最新の成果を組み込もうと思っています。



SideFX

貴重なお時間をいただき、ありがとうございました!



Main Road Post

MAIN ROAD|POST
Russian Federation, Moscow,5th Novopodmoskovniy side street,6, 4th floor

CONTACT
www.mrpost.ru

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コメント

  • DNSFOX 3 ヶ月, 1 週間 前  | 

    Really good read! I sure really hope that they release their system or maaaaybe we see a muscle system upgrade in Houdini 19! ;)
    Either way muscles and kinefx = dream combo!

  • Masoud 3 ヶ月 前  | 

    Awesome!

  • BerkErdag 2 ヶ月, 1 週間 前  | 

    Just perfect!

  • SiriusLizard 1 ヶ月, 3 週間 前  | 

    Looks amazing! I would pay good money for these tools, particularly if they come with kinefx integration!

  • sekjarcgchcb 1 ヶ月, 3 週間 前  | 

    Looks amazing

  • sekjarcgchcb 1 ヶ月, 3 週間 前  | 

    looks great really interesting+1!!

  • sekjarcgchcb 1 ヶ月, 3 週間 前  | 

    looks great really interesting+3!!

  • JOEMI 1 ヶ月, 1 週間 前  | 

    I had worst experience in my career each time I mess with Mainroad|Post. Especially with their earlier muscle developement system, which was awfully implemented by person. who had no knowledge about robustness and production readiness of his tools. We made then just 3 of 4 planned minutes of cg during a year of production - three or four location, 2 complex anthropomorphous characters, some simplified human doubles and bald beasts. When I left them - I gone to other studio, where I've implemented pipeline which was enable to produce full-length full-cg movie with heavy rich environments and 20+ highly detailed characters - birds, people - during 18 months.
    I have to just inform you.

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