FEM Deform geometry node

FEM準静的ソルバを使用して、ソリッドジオメトリ(四面体メッシュ)を変形させます。

On this page	概要 How-to アトリビュートパラメータ入力
Since	19.0

概要 ¶

このノードは、2番目の入力で指定したターゲットシェイプ(ポリゴンサーフェス)に合うように四面体メッシュを変形させます。例えば、このノードを使用することで、Muscle & TissueセットアップのMuscleに対してブレンドシェイプのような変形を行なうことができます。

この2番目の入力には、変形前の四面体メッシュの形状に近くマッチしたrestポジションアトリビュートを追加してください。あるいは、Restシェイプを3番目の入力に接続してください。このノードは、取り付け拘束を使用して、ソリッドジオメトリのサーフェスをRestシェイプに取り付けてから、FEMソルバを使用して、準静的計算でそのRestシェイプをターゲットシェイプにトランスフォームさせます。

このノードの目的は、補正を実施するソルバを使わずに四面体メッシュの変形を試みると四面体が安易に反転してしまうので、ソリッドジオメトリの外側の四面体の形状を変更しつつ内側の四面体を 忠実に 守ることです。

How-to ¶

To... Do this

To...	Do this
Muscle用ターゲットシェイプをセットアップする	筋肉が収縮した時に(例えば、溝や窪みなどの)ディテールが現れ、筋肉が弛緩した時にそのディテールがないようにしたい場合、このノードを使用することで、筋肉が屈曲した時に到達させたいターゲットシェイプを指定することができます。例: 取り込んだベースのMuscleサーフェスとターゲットシェイプサーフェス Notes Vellumワークフローでは、`muscle_id`毎に 1個のターゲットシェイプのみを追加することができます。 Otisでは、各ターゲットシェイプセットが異なるアトリビュートに格納されている限り、`muscle_id`毎に複数のターゲットシェイプを指定することができます。この手順では、既存の完全なMuscleパスセットアップから開始していることを前提にしています。Muscleネットワークの詳細は、Muscleのセットアップを参照してください。ネットワークエディタで、Muscleのターゲットシェイプとして使用したいスカルプトされた静的なポリゴンサーフェスをインポートします。これが、シミュレーション中に筋肉が屈曲する度に到達させたい形状となります。 SOPでジオメトリを取り込む方法がたくさんあります。例えば、 Object Merge SOP、 File SOP、 Stash SOP、 Alembic SOPなどを使用することができます。例: ターゲットシェイプサーフェスの取り込み元の変形前のMuscleサーフェスから`tpose` Pointアトリビュートを作成します。 Set T-Pose SOPを追加します。`⇥ Tab`メニューの Set T-Pose は、 Rest Attrib パラメータが`tpose`に設定された Rest Position SOPを作成します。この Rest Position SOPを使用して、Muscleの元の変形前のMuscleサーフェスを静止サーフェスとして設定します。ターゲットシェイプインポートノードの出力をこのノードの 1番目の入力 (input1)に接続してから、静的Muscleジオメトリインポートノードの出力をこのノードの 2番目の入力 (input2)に接続します。例: Muscle用の静止サーフェスの定義パラメータエディタで、 Rest Attrib フィールドに tpose と入力します。ベースMuscle四面体メッシュとMuscle用モデルサーフェスバリエーションとの間にリレーションシップをセットアップして、Muscleがそれらの間をモーフィングできるようにします。 FEM Deform SOPを追加します。 Muscle Solidify SOPの出力をその FEM Deform SOP の 1番目の入力 (input1)に接続します。ターゲットシェイプの Rest Position SOP (`tpose`)の出力をその FEM Deform SOP の 2番目の入力 (input2)に接続します。例: Muscleネットワーク内のFEM DeformノードベースMuscle四面体メッシュのサーフェスポイントがMuscleモデルサーフェスバリエーションに拘束されるようになりましたので、 Muscleのシミュレーション中にサーフェスポイントがターゲットシェイプに変化します。このMuscle四面体の内側にあるポイントも準静的ソルバを使用してそのMuscleの形状と体積が維持されるようにシミュレーションされるようになりました。 FEM Deform SOP の出力からすべての時間依存を削除します。 FEM Deform SOP は静的なモデルを生成するので、Muscleネットワーク内の下流にそのモデルを送る前にすべての時間依存を削除しておきたいです。 Time Shift SOPを追加します。 FEM Deform SOPの出力をその Time Shift SOP の入力に接続します。例: Time Shift SOPを使用して時間依存を削除その Time Shift SOP を選択します。パラメータエディタで、デフォルトの Method ( By Frame )をそのままに、 Frame パラメータフィールドから`$F`エクスプレッションを削除し、その Frame パラメータフィールドに 1 と入力してから`Enter`を押します。 Muscleモデルバリエーションから`targetshape` Pointアトリビュートを作成します。 Set T-Pose SOPを追加します。`⇥ Tab`メニューの Set T-Pose は、 Rest Attrib パラメータが`tpose`に設定された Rest Position SOPを作成します。この Rest Position SOPを使用して、Muscleモデルバリエーションをターゲットサーフェスとして設定します。 Muscle Solidify SOPの出力をこのノードの 1番目の入力 (input1)に接続してから、その Time Shift SOPの出力をこのノードの 2番目の入力 (input2)に接続します。例: Muscle用のターゲットサーフェスの定義パラメータエディタで、 Rest Attrib フィールドに targetshape と入力します。 Muscle用のカスタムシェイプアクティベーションアトリビュートを指定します。 Muscleネットワーク内の Muscle Solver Vellum SOPを選択します。パラメータエディタで、 Simulation タブ内の Activation Attributes セクションまでスクロールを下げます。 Shape パラメータフィールドで、`muscletension`アトリビュートを削除し、使用したい独自のシェイプアクティベーションアトリビュートの名前を入力(このサンプルの手順では、`muscleshape`と入力)してから`Enter`を押します。このアトリビュートを使用することで、元の変形前のMuscleサーフェス形状(弛緩状態)とMuscleモデルバリエーション形状(屈曲状態)の間でMuscleのモーフィングを駆動させてアニメーションさせることができます。例: カスタムシェイプアクティベーションアトリビュートの定義 Muscleにカスタムシェイプアクティベーションアトリビュートを追加します。 Muscleネットワーク内のMuscleに`muscletension`をセットアップするメインの Muscle Flex SOPの直下に2個目の Muscle Flex SOP を挿入します。例: シェイプアクティベーションアトリビュート値にキーを打つための新しいMuscle Flex SOP この新しい Muscle Flex SOP を選択してから、パラメータエディタを開きます。一番上にある Attribute フィールドに、ステップ6の Muscle Solver Vellum SOPの Activation Attributes ▸ Shape フィールドで指定したカスタムシェイプアクティベーションアトリビュートの名前を入力してから`Enter`を押します。例えば、`muscleshape`と入力します。 Detect New をクリックします。入力のすべてのMuscleが自動的に検出され、 Muscle Flex タブ内に`muscle_id`毎に1個の Muscle ID パラメータ(屈曲コントロール)が表示されます。これらのパラメータをアニメーションさせることで、Muscleがターゲットサーフェスの形状に到達するタイミングとMuscleが収縮した時のその形状にターゲットサーフェスを反映させる度合いを決めることができます。例: Muscle Flex SOPでキーを打つことができるMuscle ID(ターゲットシェイプのウェイト)パラメータ Muscleシミュレーション中にカスタムシェイプアクティベーションアトリビュートをアニメーションさせます。シェイプアクティベーションの Muscle Flex SOP上で、 Muscle Flex タブを選択してから、必要に応じて Muscle ID パラメータにキーフレームを打ちます。 0 の値はMuscleの100%の`tpose`形状(静止サーフェス)、 1 の値は100%の`targetshape`形状(ターゲットサーフェス)となります。これは、定義した`tpose`形状と`targetshape`形状の間でMuscleをシミュレーション中にモーフィングさせます。例: キーフレームが打たれたカスタムシェイプアクティベーション

Muscle用ターゲットシェイプをセットアップする

筋肉が収縮した時に(例えば、溝や窪みなどの)ディテールが現れ、筋肉が弛緩した時にそのディテールがないようにしたい場合、このノードを使用することで、筋肉が屈曲した時に到達させたい ターゲットシェイプ を指定することができます。

Notes

Vellumワークフローでは、muscle_id毎に 1個のターゲットシェイプのみを追加することができます。 Otisでは、各ターゲットシェイプセットが異なるアトリビュートに格納されている限り、muscle_id毎に複数のターゲットシェイプを指定することができます。
この手順では、既存の完全なMuscleパスセットアップから開始していることを前提にしています。Muscleネットワークの詳細は、Muscleのセットアップを参照してください。

ネットワークエディタ で、Muscleの ターゲットシェイプ として使用したいスカルプトされた静的なポリゴンサーフェスをインポートします。これが、シミュレーション中に筋肉が屈曲する度に到達させたい形状となります。

SOPでジオメトリを取り込む方法がたくさんあります。例えば、 Object Merge SOP、 File SOP、 Stash SOP、 Alembic SOPなどを使用することができます。

例: ターゲットシェイプサーフェスの取り込み
元の変形前のMuscleサーフェスからtpose Pointアトリビュートを作成します。
- Set T-Pose SOPを追加します。⇥ Tabメニューの Set T-Pose は、 Rest Attrib パラメータがtposeに設定された Rest Position SOPを作成します。
- この Rest Position SOPを使用して、Muscleの元の変形前のMuscleサーフェスを 静止サーフェス として設定します。
  - ターゲットシェイプインポートノードの出力をこのノードの 1番目の入力 (input1)に接続してから、静的Muscleジオメトリインポートノードの出力をこのノードの 2番目の入力 (input2)に接続します。
    
    例: Muscle用の静止サーフェスの定義
  - パラメータエディタ で、 Rest Attrib フィールドに tpose と入力します。
ベースMuscle四面体メッシュとMuscle用モデルサーフェスバリエーションとの間にリレーションシップをセットアップして、Muscleがそれらの間をモーフィングできるようにします。
- FEM Deform SOPを追加します。
- Muscle Solidify SOPの出力をその FEM Deform SOP の 1番目の入力 (input1)に接続します。
- ターゲットシェイプの Rest Position SOP (tpose)の出力をその FEM Deform SOP の 2番目の入力 (input2)に接続します。
  
  例: Muscleネットワーク内のFEM Deformノード
ベースMuscle四面体メッシュのサーフェスポイントがMuscleモデルサーフェスバリエーションに拘束されるようになりましたので、 Muscleのシミュレーション中にサーフェスポイントが ターゲットシェイプ に変化します。このMuscle四面体の内側にあるポイントも準静的ソルバを使用してそのMuscleの形状と体積が維持されるようにシミュレーションされるようになりました。
FEM Deform SOP の出力からすべての時間依存を削除します。

FEM Deform SOP は静的なモデルを生成するので、Muscleネットワーク内の下流にそのモデルを送る前にすべての時間依存を削除しておきたいです。
- Time Shift SOPを追加します。
- FEM Deform SOPの出力をその Time Shift SOP の入力に接続します。
  
  例: Time Shift SOPを使用して時間依存を削除
- その Time Shift SOP を選択します。
- パラメータエディタ で、デフォルトの Method ( By Frame )をそのままに、 Frame パラメータフィールドから$Fエクスプレッションを削除し、その Frame パラメータフィールドに 1 と入力してからEnterを押します。
Muscleモデルバリエーションからtargetshape Pointアトリビュートを作成します。
- Set T-Pose SOPを追加します。⇥ Tabメニューの Set T-Pose は、 Rest Attrib パラメータがtposeに設定された Rest Position SOPを作成します。
- この Rest Position SOPを使用して、Muscleモデルバリエーションを ターゲットサーフェス として設定します。
  - Muscle Solidify SOPの出力をこのノードの 1番目の入力 (input1)に接続してから、その Time Shift SOPの出力をこのノードの 2番目の入力 (input2)に接続します。
    
    例: Muscle用のターゲットサーフェスの定義
  - パラメータエディタ で、 Rest Attrib フィールドに targetshape と入力します。
Muscle用のカスタムシェイプアクティベーションアトリビュートを指定します。
- Muscleネットワーク内の Muscle Solver Vellum SOPを選択します。
- パラメータエディタ で、 Simulation タブ内の Activation Attributes セクションまでスクロールを下げます。
- Shape パラメータフィールドで、muscletensionアトリビュートを削除し、使用したい 独自の シェイプアクティベーションアトリビュートの名前を入力(このサンプルの手順では、muscleshapeと入力)してからEnterを押します。このアトリビュートを使用することで、元の変形前のMuscleサーフェス形状(弛緩状態)とMuscleモデルバリエーション形状(屈曲状態)の間でMuscleのモーフィングを駆動させてアニメーションさせることができます。
  
  例: カスタムシェイプアクティベーションアトリビュートの定義
Muscleにカスタムシェイプアクティベーションアトリビュートを追加します。
- Muscleネットワーク内のMuscleにmuscletensionをセットアップするメインの Muscle Flex SOPの直下に2個目の Muscle Flex SOP を挿入します。
  
  例: シェイプアクティベーションアトリビュート値にキーを打つための新しいMuscle Flex SOP
- この新しい Muscle Flex SOP を選択してから、 パラメータエディタ を開きます。
- 一番上にある Attribute フィールドに、ステップ6の Muscle Solver Vellum SOPの Activation Attributes ▸ Shape フィールドで指定したカスタムシェイプアクティベーションアトリビュートの名前を入力してからEnterを押します。例えば、muscleshapeと入力します。
- Detect New をクリックします。
  
  入力のすべてのMuscleが自動的に検出され、 Muscle Flex タブ内にmuscle_id毎に1個の Muscle ID パラメータ(屈曲コントロール)が表示されます。
これらのパラメータをアニメーションさせることで、Muscleがターゲットサーフェスの形状に到達する タイミング とMuscleが収縮した時のその形状にターゲットサーフェスを反映させる 度合い を決めることができます。

例: Muscle Flex SOPでキーを打つことができるMuscle ID(ターゲットシェイプのウェイト)パラメータ
Muscleシミュレーション中にカスタムシェイプアクティベーションアトリビュートをアニメーションさせます。

シェイプアクティベーションの Muscle Flex SOP上で、 Muscle Flex タブを選択してから、必要に応じて Muscle ID パラメータにキーフレームを打ちます。 0 の値はMuscleの100%のtpose形状(静止サーフェス)、 1 の値は100%のtargetshape形状(ターゲットサーフェス)となります。

これは、定義したtpose形状とtargetshape形状の間でMuscleをシミュレーション中にモーフィングさせます。

例: キーフレームが打たれたカスタムシェイプアクティベーション

アトリビュート ¶

muscletension

point

時間軸で可変するMuscle屈曲値をポイントトランスフォームとして格納します。

パラメータ ¶

Reset Quasistatic Simulation

シミュレーションキャッシュをクリアします。

Ignore Incoming Stiffness

When on, the incoming solidshapestiffness and solidvolumestiffness attributes will not be used as multipliers for the stiffness in the quasistatic simulation. This is recommended to be on when your muscle properties are configured for the Otis solver.

Rest Position Attribute

2番目の入力上のRestポジションが格納されているベクトルPointアトリビュートの名前を指定します。 3番目の入力にジオメトリを接続すると場合、その3番目の入力ジオメトリがRestポジションとして使用されるようになります。このパラメータは、3番目の入力が使用されていない場合にのみ利用可能です。

Piece Attribute

Name of the string or integer attribute to identify unique pieces of geometry. Ensures nearby/overlapping pieces do not affect the deformed shape. The piece attribute must exist on all inputs.

Stiffness Multiplier

四面体が形状と体積の局所的な変化に抵抗する強度を決めます。

Attach to Local Space

有効にすると、Restサーフェスからいくらか離れたゴール位置に四面体サーフェスが拘束されます。

Attach Distance Threshold

有効にすると、拘束するポイントを決める際に距離閾値が使用されます。指定した距離閾値内にゴールサーフェスがあるポイントのみが拘束されます。

Attach Strength

四面体サーフェスポイントをゴール位置に順応させる時に移動させる力の強さを設定します。

Attach Damping

四面体サーフェスポイントがゴール位置に順応する早さを決めます。

Visualize Quality

有効にすると、以下のパラメータによって、最高品質の出力が得られるようにViewportステートで四面体メッシュの変形を視覚化することができます。

例えば、以下のパラメータを使用すれば、反転が起きている四面体や品質の悪い四面体のみを表示してから、剛性と拘束のパラメータを必要に応じて調整することができます。ソリッドジオメトリを使ってシミュレーションする際は、反転のない高品質なメッシュが理想です。

Type

ビューポート内で視覚化される四面体に関する情報を決めます。

Mesh Quality

各四面体から理想的な正三角形までの偏差を測定します。

Inversion

周回順が逆になっている四面体にフラグを付けます。

Position Type

品質を測定する時、または、反転を判断する時に使用されるポジションアトリビュートを指定します。

Current

現在のPポジションアトリビュートが使用されます。

Material

materialPポジションアトリビュートが使用されます。

Quality Threshold

品質の悪い四面体にフラグを付ける際の品質閾値を指定します。目安としては、Quality Thresholdが0.05で品質の悪い四面体がないようにしてください。

このパラメータは、 Type が Inversion に設定されている場合にのみ利用可能です。

Isolate Primitives Below Threshold

有効にすると、Quality Threshold以下の問題のある四面体のみが表示されます。

このパラメータは、 Type が Inversion に設定されている場合にのみ利用可能です。

Isolate Inverted

有効にすると、問題のある反転した四面体のみが表示されます。

Exterior Surface

有効にすると、外側サーフェスがビューポートに表示されます。無効にすると、外側サーフェスがビューポートから非表示になります。

Exterior Surface Color

四面体メッシュの外側サーフェスのRGBカラーを設定します。

Exterior Surface Alpha

四面体メッシュの外側サーフェスの不透明度を設定します。これによって、ソリッドジオメトリの内側の問題がある四面体を見やすくすることができます。

入力 ¶

Input 1

ソリッド四面体メッシュジオメトリ。

Input 2

restポジションを含んだターゲットサーフェスジオメトリ。

Input 3

restポジションを定義したオプションのジオメトリ。 3番目の入力を使用すると、Restポジションには、2番目の入力のvector型アトリビュートではなく、このジオメトリが使用されます。

概要 ¶

How-to ¶

アトリビュート ¶

パラメータ ¶

入力 ¶

ジオメトリノード