Leahnaya/UniVRM
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en/_sources/vrm1/vrm1_controlrig.md.txt
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@@ -5,42 +5,128 @@ VRM-1.0 は正規化が仕様から除かれました。
```{admonition} 正規化
:class: info
ヒエラルキーからの 回転、スケールの除去。
正規化とは、ヒエラルキーからの 回転、スケールの除去。
その状態での Binding 行列再生成。
です。
すべてのノードの回転が 0 のときが初期姿勢(T-Pose)であるという仕様で、
プログラムから統一的にモデルを操作することが可能でした。
```
正規化されていないモデルも含めて統一的にポーズを付けるインターフェスとして、 `ControlRig` が新規に導入されました。 `v0.103`
`v0.103` 正規化されていないモデルも含めて統一的にポーズを付けるインターフェスとして、 `ControlRig` が新規に導入されました。
基本的な使い方は下記のとおりです。
`UnityEngine.Animator.GetBoneTransform` の代わりに使う想定です。
> Vrm10RuntimeControlRig.GetBoneTransform が導入されました。`v0.104` で Animator.getBoneTransform が
使えるようになったので特に使う必要が無くなりました。
```csharp
Vrm10RuntimeControlRig rig = instance.Runtime.ControlRig
`v0.104` `UnityEngine.Animator.getBoneTransform` が ControlRig のボーンを返すようになりました。
// 使用例
var transform = rig.GetBoneTransform(HumanBodyBones.Head);
transform.localRotation = rotation;
```{admonition} HumanoidAvatar の材料に ControlRig のボーンを使う
:class: info
ControlRigGenerationOption.Generate の時は、AvatarBuilder.BuildHumanAvatar の引き数にオリジナルのヒエラルキーでは無く、 ControlRig のボーンを渡します。
```
## ControlRig は ランタイムロード時に生成されます
```{admonition} ランタイムロード専用
:class: warn
:class: warning
`v0.103` 現在この機能は Editor で Asset 生成されたモデルでは動作しません。
初期姿勢を確実に取得する方法を検討中です。
VRMモデルをセットアップするときに邪魔になってしまうので、Editor では生成しないようにしています。
```
vrm-0.x でプログラムから HumanoidBone に回転クォータニオンを代入していた
場所を `Vrm10RuntimeControlRig.GetBoneTransform` で置きかえることで
同じポーズを当てることができます。
デフォルトで ControlRig を生成 `ControlRigGenerationOption.Generate` します。
`ControlRigGenerationOption.None` は ControlRig を生成しません。
## 動作の説明
```csharp
public static async Task<Vrm10Instance> Vrm10.LoadPathAsync(
string path,
bool canLoadVrm0X = true,
ControlRigGenerationOption controlRigGenerationOption = ControlRigGenerationOption.Generate, // 👈
bool showMeshes = true,
IAwaitCaller awaitCaller = null,
IMaterialDescriptorGenerator materialGenerator = null,
VrmMetaInformationCallback vrmMetaInformationCallback = null,
CancellationToken ct = default)
```
毎フレーム `Vrm10Instance` が `Vrm10RuntimeControlRig` からVRM-1.0のヒエラルキーにポーズを転送します。
`ControlRigGenerationOption.Generate` でロードしたモデルは、 `Animator.getBoneTransform` が
ControlRig の該当ボーンを返します。
オリジナルのボーンを取得する方法は後述します。
`Vrm10RuntimeControlRig` が初期姿勢を記憶していて、
`正規化ポーズ localRotation => 初期姿勢を加味 => 元のヒエラルキーの localRotation` に変換という処理をします。
## ControlRig でないオリジナルのボーンを取得する方法
初期姿勢は `T-Pose` ですが、 `VRM-0.X` のように正規化されている必要がありません。
`Vrm10Instance.Humanoid.GetBoneTransform` を使ってください。
## ControlRig によるポーズ適用例
正規化済みの bvh ヒエラルキーの `Animator src` のポーズを、
未正規化かもしれない `vrm-1.0` モデルにコピーする例です。
各ボーンの localRotation を代入するだけで動きます。
```csharp
// VRM10_Samples/VRM10Viewer(v0.104) からの抜粋
/// <summary>
/// from v0.104
/// </summary>
/// <param name="src"></param>
public void UpdateControlRigImplicit(Animator src)
{
var dst = m_controller.GetComponent<Animator>();
foreach (HumanBodyBones bone in CachedEnum.GetValues<HumanBodyBones>())
{
if (bone == HumanBodyBones.LastBone)
{
continue;
}
// v0.104 から Animator.GetBoneTransform が
// ControlRig のボーンを返します。
var boneTransform = dst.GetBoneTransform(bone);
if (boneTransform == null)
{
continue;
}
var bvhBone = src.GetBoneTransform(bone);
if (bvhBone != null)
{
// set normalized pose
boneTransform.localRotation = bvhBone.localRotation;
}
if (bone == HumanBodyBones.Hips)
{
// TODO: hips position scaling ?
boneTransform.localPosition = bvhBone.localPosition;
}
}
}
```
## 詳細
```{figure} ./ControlRig.png
ControlRig
```
毎フレーム `Vrm10Instance` が `Vrm10RuntimeControlRig` からVRM-1.0のヒエラルキーにポーズをコピーします。
コピーするときに、各関節の回転を初期姿勢を加味したものに加工しています。
`GlobalInit.Inverse * localPose * GlobalInit` という式がロジックです。
これにより、正規化済みのポーズ(localPose) を非正規化ポーズに変換できます。
`Vrm10ControlBone.cs`
```csharp
internal void ProcessRecursively()
{
ControlTarget.localRotation = _initialTargetLocalRotation * Quaternion.Inverse(_initialTargetGlobalRotation) * ControlBone.localRotation * _initialTargetGlobalRotation;
foreach (var child in _children)
{
child.ProcessRecursively();
}
}
```

2
en/searchindex.js
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5
en/vrm1/index.html
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@@ -348,7 +348,10 @@
</ul>
</li>
<li class="toctree-l1"><a class="reference internal" href="vrm1_controlrig.html">ControlRig 正規化されていないモデルを操作する</a><ul>
<li class="toctree-l2"><a class="reference internal" href="vrm1_controlrig.html#id1">動作の説明</a></li>
<li class="toctree-l2"><a class="reference internal" href="vrm1_controlrig.html#id1">ControlRig は ランタイムロード時に生成されます</a></li>
<li class="toctree-l2"><a class="reference internal" href="vrm1_controlrig.html#id2">ControlRig でないオリジナルのボーンを取得する方法</a></li>
<li class="toctree-l2"><a class="reference internal" href="vrm1_controlrig.html#id3">ControlRig によるポーズ適用例</a></li>
<li class="toctree-l2"><a class="reference internal" href="vrm1_controlrig.html#id4">詳細</a></li>
</ul>
</li>
<li class="toctree-l1"><a class="reference internal" href="vrm1_firstperson.html">FirstPerson</a><ul>

134
en/vrm1/vrm1_controlrig.html
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@@ -331,36 +331,119 @@
<p>VRM-1.0 は正規化が仕様から除かれました。</p>
<div class="info admonition">
<p class="admonition-title">正規化</p>
<p>ヒエラルキーからの 回転、スケールの除去。
<p>正規化とは、ヒエラルキーからの 回転、スケールの除去。
その状態での Binding 行列再生成。
です。
すべてのノードの回転が 0 のときが初期姿勢(T-Pose)であるという仕様で、
です。</p>
<p>すべてのノードの回転が 0 のときが初期姿勢(T-Pose)であるという仕様で、
プログラムから統一的にモデルを操作することが可能でした。</p>
</div>
<p>正規化されていないモデルも含めて統一的にポーズを付けるインターフェスとして、 <code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">ControlRig</span></code> が新規に導入されました。 <code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">v0.103</span></code></p>
<p>基本的な使い方は下記のとおりです。
<code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">UnityEngine.Animator.GetBoneTransform</span></code> の代わりに使う想定です。</p>
<div class="highlight-csharp notranslate"><div class="highlight"><pre><span></span><span class="n">Vrm10RuntimeControlRig</span><span class="w"> </span><span class="n">rig</span><span class="w"> </span><span class="p">=</span><span class="w"> </span><span class="n">instance</span><span class="p">.</span><span class="n">Runtime</span><span class="p">.</span><span class="n">ControlRig</span><span class="w"></span>
<span class="c1">// 使用例</span>
<span class="kt">var</span><span class="w"> </span><span class="n">transform</span><span class="w"> </span><span class="p">=</span><span class="w"> </span><span class="n">rig</span><span class="p">.</span><span class="n">GetBoneTransform</span><span class="p">(</span><span class="n">HumanBodyBones</span><span class="p">.</span><span class="n">Head</span><span class="p">);</span><span class="w"></span>
<span class="n">transform</span><span class="p">.</span><span class="n">localRotation</span><span class="w"> </span><span class="p">=</span><span class="w"> </span><span class="n">rotation</span><span class="p">;</span><span class="w"></span>
</pre></div>
<p><code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">v0.103</span></code> 正規化されていないモデルも含めて統一的にポーズを付けるインターフェスとして、 <code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">ControlRig</span></code> が新規に導入されました。</p>
<blockquote>
<div><p>Vrm10RuntimeControlRig.GetBoneTransform が導入されました。<code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">v0.104</span></code> で Animator.getBoneTransform が
使えるようになったので特に使う必要が無くなりました。</p>
</div></blockquote>
<p><code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">v0.104</span></code> <code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">UnityEngine.Animator.getBoneTransform</span></code> が ControlRig のボーンを返すようになりました。</p>
<div class="info admonition">
<p class="admonition-title">HumanoidAvatar の材料に ControlRig のボーンを使う</p>
<p>ControlRigGenerationOption.Generate の時は、AvatarBuilder.BuildHumanAvatar の引き数にオリジナルのヒエラルキーでは無く、 ControlRig のボーンを渡します。</p>
</div>
<div class="warn admonition">
<section id="id1">
<h2>ControlRig は ランタイムロード時に生成されます<a class="headerlink" href="#id1" title="Permalink to this headline"></a></h2>
<div class="warning admonition">
<p class="admonition-title">ランタイムロード専用</p>
<p><code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">v0.103</span></code> 現在この機能は Editor で Asset 生成されたモデルでは動作しません。
初期姿勢を確実に取得する方法を検討中です。</p>
VRMモデルをセットアップするときに邪魔になってしまうので、Editor では生成しないようにしています。</p>
</div>
<p>デフォルトで ControlRig を生成 <code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">ControlRigGenerationOption.Generate</span></code> します。
<code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">ControlRigGenerationOption.None</span></code> は ControlRig を生成しません。</p>
<div class="highlight-csharp notranslate"><div class="highlight"><pre><span></span><span class="k">public</span><span class="w"> </span><span class="k">static</span><span class="w"> </span><span class="k">async</span><span class="w"> </span><span class="n">Task</span><span class="p">&lt;</span><span class="n">Vrm10Instance</span><span class="p">&gt;</span><span class="w"> </span><span class="n">Vrm10</span><span class="p">.</span><span class="n">LoadPathAsync</span><span class="p">(</span><span class="w"></span>
<span class="w"> </span><span class="kt">string</span><span class="w"> </span><span class="n">path</span><span class="p">,</span><span class="w"></span>
<span class="w"> </span><span class="kt">bool</span><span class="w"> </span><span class="n">canLoadVrm0X</span><span class="w"> </span><span class="p">=</span><span class="w"> </span><span class="k">true</span><span class="p">,</span><span class="w"></span>
<span class="w"> </span><span class="n">ControlRigGenerationOption</span><span class="w"> </span><span class="n">controlRigGenerationOption</span><span class="w"> </span><span class="p">=</span><span class="w"> </span><span class="n">ControlRigGenerationOption</span><span class="p">.</span><span class="n">Generate</span><span class="p">,</span><span class="w"> </span><span class="c1">// 👈</span>
<span class="w"> </span><span class="kt">bool</span><span class="w"> </span><span class="n">showMeshes</span><span class="w"> </span><span class="p">=</span><span class="w"> </span><span class="k">true</span><span class="p">,</span><span class="w"></span>
<span class="w"> </span><span class="n">IAwaitCaller</span><span class="w"> </span><span class="n">awaitCaller</span><span class="w"> </span><span class="p">=</span><span class="w"> </span><span class="k">null</span><span class="p">,</span><span class="w"></span>
<span class="w"> </span><span class="n">IMaterialDescriptorGenerator</span><span class="w"> </span><span class="n">materialGenerator</span><span class="w"> </span><span class="p">=</span><span class="w"> </span><span class="k">null</span><span class="p">,</span><span class="w"></span>
<span class="w"> </span><span class="n">VrmMetaInformationCallback</span><span class="w"> </span><span class="n">vrmMetaInformationCallback</span><span class="w"> </span><span class="p">=</span><span class="w"> </span><span class="k">null</span><span class="p">,</span><span class="w"></span>
<span class="w"> </span><span class="n">CancellationToken</span><span class="w"> </span><span class="n">ct</span><span class="w"> </span><span class="p">=</span><span class="w"> </span><span class="k">default</span><span class="p">)</span><span class="w"></span>
</pre></div>
</div>
<p><code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">ControlRigGenerationOption.Generate</span></code> でロードしたモデルは、 <code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">Animator.getBoneTransform</span></code> が
ControlRig の該当ボーンを返します。
オリジナルのボーンを取得する方法は後述します。</p>
</section>
<section id="id2">
<h2>ControlRig でないオリジナルのボーンを取得する方法<a class="headerlink" href="#id2" title="Permalink to this headline"></a></h2>
<p><code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">Vrm10Instance.Humanoid.GetBoneTransform</span></code> を使ってください。</p>
</section>
<section id="id3">
<h2>ControlRig によるポーズ適用例<a class="headerlink" href="#id3" title="Permalink to this headline"></a></h2>
<p>正規化済みの bvh ヒエラルキーの <code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">Animator</span> <span class="pre">src</span></code> のポーズを、
未正規化かもしれない <code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">vrm-1.0</span></code> モデルにコピーする例です。</p>
<p>各ボーンの localRotation を代入するだけで動きます。</p>
<div class="highlight-csharp notranslate"><div class="highlight"><pre><span></span><span class="c1">// VRM10_Samples/VRM10Viewer(v0.104) からの抜粋</span>
<span class="c1">/// &lt;summary&gt;</span>
<span class="c1">/// from v0.104</span>
<span class="c1">/// &lt;/summary&gt;</span>
<span class="c1">/// &lt;param name="src"&gt;&lt;/param&gt;</span>
<span class="k">public</span><span class="w"> </span><span class="k">void</span><span class="w"> </span><span class="nf">UpdateControlRigImplicit</span><span class="p">(</span><span class="n">Animator</span><span class="w"> </span><span class="n">src</span><span class="p">)</span><span class="w"></span>
<span class="p">{</span><span class="w"></span>
<span class="w"> </span><span class="kt">var</span><span class="w"> </span><span class="n">dst</span><span class="w"> </span><span class="p">=</span><span class="w"> </span><span class="n">m_controller</span><span class="p">.</span><span class="n">GetComponent</span><span class="p">&lt;</span><span class="n">Animator</span><span class="p">&gt;();</span><span class="w"></span>
<span class="w"> </span><span class="k">foreach</span><span class="w"> </span><span class="p">(</span><span class="n">HumanBodyBones</span><span class="w"> </span><span class="n">bone</span><span class="w"> </span><span class="k">in</span><span class="w"> </span><span class="n">CachedEnum</span><span class="p">.</span><span class="n">GetValues</span><span class="p">&lt;</span><span class="n">HumanBodyBones</span><span class="p">&gt;())</span><span class="w"></span>
<span class="w"> </span><span class="p">{</span><span class="w"></span>
<span class="w"> </span><span class="k">if</span><span class="w"> </span><span class="p">(</span><span class="n">bone</span><span class="w"> </span><span class="p">==</span><span class="w"> </span><span class="n">HumanBodyBones</span><span class="p">.</span><span class="n">LastBone</span><span class="p">)</span><span class="w"></span>
<span class="w"> </span><span class="p">{</span><span class="w"></span>
<span class="w"> </span><span class="k">continue</span><span class="p">;</span><span class="w"></span>
<span class="w"> </span><span class="p">}</span><span class="w"></span>
<span class="w"> </span><span class="c1">// v0.104 から Animator.GetBoneTransform が</span>
<span class="w"> </span><span class="c1">// ControlRig のボーンを返します。</span>
<span class="w"> </span><span class="kt">var</span><span class="w"> </span><span class="n">boneTransform</span><span class="w"> </span><span class="p">=</span><span class="w"> </span><span class="n">dst</span><span class="p">.</span><span class="n">GetBoneTransform</span><span class="p">(</span><span class="n">bone</span><span class="p">);</span><span class="w"></span>
<span class="w"> </span><span class="k">if</span><span class="w"> </span><span class="p">(</span><span class="n">boneTransform</span><span class="w"> </span><span class="p">==</span><span class="w"> </span><span class="k">null</span><span class="p">)</span><span class="w"></span>
<span class="w"> </span><span class="p">{</span><span class="w"></span>
<span class="w"> </span><span class="k">continue</span><span class="p">;</span><span class="w"></span>
<span class="w"> </span><span class="p">}</span><span class="w"></span>
<span class="w"> </span><span class="kt">var</span><span class="w"> </span><span class="n">bvhBone</span><span class="w"> </span><span class="p">=</span><span class="w"> </span><span class="n">src</span><span class="p">.</span><span class="n">GetBoneTransform</span><span class="p">(</span><span class="n">bone</span><span class="p">);</span><span class="w"></span>
<span class="w"> </span><span class="k">if</span><span class="w"> </span><span class="p">(</span><span class="n">bvhBone</span><span class="w"> </span><span class="p">!=</span><span class="w"> </span><span class="k">null</span><span class="p">)</span><span class="w"></span>
<span class="w"> </span><span class="p">{</span><span class="w"></span>
<span class="w"> </span><span class="c1">// set normalized pose</span>
<span class="w"> </span><span class="n">boneTransform</span><span class="p">.</span><span class="n">localRotation</span><span class="w"> </span><span class="p">=</span><span class="w"> </span><span class="n">bvhBone</span><span class="p">.</span><span class="n">localRotation</span><span class="p">;</span><span class="w"></span>
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<span class="w"> </span><span class="p">{</span><span class="w"></span>
<span class="w"> </span><span class="c1">// TODO: hips position scaling ?</span>
<span class="w"> </span><span class="n">boneTransform</span><span class="p">.</span><span class="n">localPosition</span><span class="w"> </span><span class="p">=</span><span class="w"> </span><span class="n">bvhBone</span><span class="p">.</span><span class="n">localPosition</span><span class="p">;</span><span class="w"></span>
<span class="w"> </span><span class="p">}</span><span class="w"></span>
<span class="w"> </span><span class="p">}</span><span class="w"></span>
<span class="p">}</span><span class="w"></span>
</pre></div>
</div>
</section>
<section id="id4">
<h2>詳細<a class="headerlink" href="#id4" title="Permalink to this headline"></a></h2>
<figure class="align-default" id="id5">
<img alt="../_images/ControlRig.png" src="../_images/ControlRig.png"/>
<figcaption>
<p><span class="caption-text">ControlRig</span><a class="headerlink" href="#id5" title="Permalink to this image"></a></p>
</figcaption>
</figure>
<p>毎フレーム <code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">Vrm10Instance</span></code> が <code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">Vrm10RuntimeControlRig</span></code> からVRM-1.0のヒエラルキーにポーズをコピーします。
コピーするときに、各関節の回転を初期姿勢を加味したものに加工しています。</p>
<p><code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">GlobalInit.Inverse</span> <span class="pre">*</span> <span class="pre">localPose</span> <span class="pre">*</span> <span class="pre">GlobalInit</span></code> という式がロジックです。
これにより、正規化済みのポーズ(localPose) を非正規化ポーズに変換できます。</p>
<p><code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">Vrm10ControlBone.cs</span></code></p>
<div class="highlight-csharp notranslate"><div class="highlight"><pre><span></span><span class="w"> </span><span class="k">internal</span><span class="w"> </span><span class="k">void</span><span class="w"> </span><span class="nf">ProcessRecursively</span><span class="p">()</span><span class="w"></span>
<span class="w"> </span><span class="p">{</span><span class="w"></span>
<span class="w"> </span><span class="n">ControlTarget</span><span class="p">.</span><span class="n">localRotation</span><span class="w"> </span><span class="p">=</span><span class="w"> </span><span class="n">_initialTargetLocalRotation</span><span class="w"> </span><span class="p">*</span><span class="w"> </span><span class="n">Quaternion</span><span class="p">.</span><span class="n">Inverse</span><span class="p">(</span><span class="n">_initialTargetGlobalRotation</span><span class="p">)</span><span class="w"> </span><span class="p">*</span><span class="w"> </span><span class="n">ControlBone</span><span class="p">.</span><span class="n">localRotation</span><span class="w"> </span><span class="p">*</span><span class="w"> </span><span class="n">_initialTargetGlobalRotation</span><span class="p">;</span><span class="w"></span>
<span class="w"> </span><span class="k">foreach</span><span class="w"> </span><span class="p">(</span><span class="kt">var</span><span class="w"> </span><span class="n">child</span><span class="w"> </span><span class="k">in</span><span class="w"> </span><span class="n">_children</span><span class="p">)</span><span class="w"></span>
<span class="w"> </span><span class="p">{</span><span class="w"></span>
<span class="w"> </span><span class="n">child</span><span class="p">.</span><span class="n">ProcessRecursively</span><span class="p">();</span><span class="w"></span>
<span class="w"> </span><span class="p">}</span><span class="w"></span>
<span class="w"> </span><span class="p">}</span><span class="w"></span>
</pre></div>
</div>
<p>vrm-0.x でプログラムから HumanoidBone に回転クォータニオンを代入していた
場所を <code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">Vrm10RuntimeControlRig.GetBoneTransform</span></code> で置きかえることで
同じポーズを当てることができます。</p>
<section id="id1">
<h2>動作の説明<a class="headerlink" href="#id1" title="Permalink to this headline"></a></h2>
<p>毎フレーム <code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">Vrm10Instance</span></code> が <code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">Vrm10RuntimeControlRig</span></code> からVRM-1.0のヒエラルキーにポーズを転送します。</p>
<p><code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">Vrm10RuntimeControlRig</span></code> が初期姿勢を記憶していて、
<code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">正規化ポーズ</span> <span class="pre">localRotation</span> <span class="pre">=&gt;</span> <span class="pre">初期姿勢を加味</span> <span class="pre">=&gt;</span> <span class="pre">元のヒエラルキーの</span> <span class="pre">localRotation</span></code> に変換という処理をします。</p>
<p>初期姿勢は <code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">T-Pose</span></code> ですが、 <code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">VRM-0.X</span></code> のように正規化されている必要がありません。</p>
</section>
</section>
@@ -416,7 +499,10 @@
<div class="toc-tree">
<ul>
<li><a class="reference internal" href="#">ControlRig 正規化されていないモデルを操作する</a><ul>
<li><a class="reference internal" href="#id1">動作の説明</a></li>
<li><a class="reference internal" href="#id1">ControlRig は ランタイムロード時に生成されます</a></li>
<li><a class="reference internal" href="#id2">ControlRig でないオリジナルのボーンを取得する方法</a></li>
<li><a class="reference internal" href="#id3">ControlRig によるポーズ適用例</a></li>
<li><a class="reference internal" href="#id4">詳細</a></li>
</ul>
</li>
</ul>

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ja/.doctrees/vrm1/vrm1_controlrig.doctree
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124
ja/_sources/vrm1/vrm1_controlrig.md.txt
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@@ -5,42 +5,128 @@ VRM-1.0 は正規化が仕様から除かれました。
```{admonition} 正規化
:class: info
ヒエラルキーからの 回転、スケールの除去。
正規化とは、ヒエラルキーからの 回転、スケールの除去。
その状態での Binding 行列再生成。
です。
すべてのノードの回転が 0 のときが初期姿勢(T-Pose)であるという仕様で、
プログラムから統一的にモデルを操作することが可能でした。
```
正規化されていないモデルも含めて統一的にポーズを付けるインターフェスとして、 `ControlRig` が新規に導入されました。 `v0.103`
`v0.103` 正規化されていないモデルも含めて統一的にポーズを付けるインターフェスとして、 `ControlRig` が新規に導入されました。
基本的な使い方は下記のとおりです。
`UnityEngine.Animator.GetBoneTransform` の代わりに使う想定です。
> Vrm10RuntimeControlRig.GetBoneTransform が導入されました。`v0.104` で Animator.getBoneTransform が
使えるようになったので特に使う必要が無くなりました。
```csharp
Vrm10RuntimeControlRig rig = instance.Runtime.ControlRig
`v0.104` `UnityEngine.Animator.getBoneTransform` が ControlRig のボーンを返すようになりました。
// 使用例
var transform = rig.GetBoneTransform(HumanBodyBones.Head);
transform.localRotation = rotation;
```{admonition} HumanoidAvatar の材料に ControlRig のボーンを使う
:class: info
ControlRigGenerationOption.Generate の時は、AvatarBuilder.BuildHumanAvatar の引き数にオリジナルのヒエラルキーでは無く、 ControlRig のボーンを渡します。
```
## ControlRig は ランタイムロード時に生成されます
```{admonition} ランタイムロード専用
:class: warn
:class: warning
`v0.103` 現在この機能は Editor で Asset 生成されたモデルでは動作しません。
初期姿勢を確実に取得する方法を検討中です。
VRMモデルをセットアップするときに邪魔になってしまうので、Editor では生成しないようにしています。
```
vrm-0.x でプログラムから HumanoidBone に回転クォータニオンを代入していた
場所を `Vrm10RuntimeControlRig.GetBoneTransform` で置きかえることで
同じポーズを当てることができます。
デフォルトで ControlRig を生成 `ControlRigGenerationOption.Generate` します。
`ControlRigGenerationOption.None` は ControlRig を生成しません。
## 動作の説明
```csharp
public static async Task<Vrm10Instance> Vrm10.LoadPathAsync(
string path,
bool canLoadVrm0X = true,
ControlRigGenerationOption controlRigGenerationOption = ControlRigGenerationOption.Generate, // 👈
bool showMeshes = true,
IAwaitCaller awaitCaller = null,
IMaterialDescriptorGenerator materialGenerator = null,
VrmMetaInformationCallback vrmMetaInformationCallback = null,
CancellationToken ct = default)
```
毎フレーム `Vrm10Instance` が `Vrm10RuntimeControlRig` からVRM-1.0のヒエラルキーにポーズを転送します。
`ControlRigGenerationOption.Generate` でロードしたモデルは、 `Animator.getBoneTransform` が
ControlRig の該当ボーンを返します。
オリジナルのボーンを取得する方法は後述します。
`Vrm10RuntimeControlRig` が初期姿勢を記憶していて、
`正規化ポーズ localRotation => 初期姿勢を加味 => 元のヒエラルキーの localRotation` に変換という処理をします。
## ControlRig でないオリジナルのボーンを取得する方法
初期姿勢は `T-Pose` ですが、 `VRM-0.X` のように正規化されている必要がありません。
`Vrm10Instance.Humanoid.GetBoneTransform` を使ってください。
## ControlRig によるポーズ適用例
正規化済みの bvh ヒエラルキーの `Animator src` のポーズを、
未正規化かもしれない `vrm-1.0` モデルにコピーする例です。
各ボーンの localRotation を代入するだけで動きます。
```csharp
// VRM10_Samples/VRM10Viewer(v0.104) からの抜粋
/// <summary>
/// from v0.104
/// </summary>
/// <param name="src"></param>
public void UpdateControlRigImplicit(Animator src)
{
var dst = m_controller.GetComponent<Animator>();
foreach (HumanBodyBones bone in CachedEnum.GetValues<HumanBodyBones>())
{
if (bone == HumanBodyBones.LastBone)
{
continue;
}
// v0.104 から Animator.GetBoneTransform が
// ControlRig のボーンを返します。
var boneTransform = dst.GetBoneTransform(bone);
if (boneTransform == null)
{
continue;
}
var bvhBone = src.GetBoneTransform(bone);
if (bvhBone != null)
{
// set normalized pose
boneTransform.localRotation = bvhBone.localRotation;
}
if (bone == HumanBodyBones.Hips)
{
// TODO: hips position scaling ?
boneTransform.localPosition = bvhBone.localPosition;
}
}
}
```
## 詳細
```{figure} ./ControlRig.png
ControlRig
```
毎フレーム `Vrm10Instance` が `Vrm10RuntimeControlRig` からVRM-1.0のヒエラルキーにポーズをコピーします。
コピーするときに、各関節の回転を初期姿勢を加味したものに加工しています。
`GlobalInit.Inverse * localPose * GlobalInit` という式がロジックです。
これにより、正規化済みのポーズ(localPose) を非正規化ポーズに変換できます。
`Vrm10ControlBone.cs`
```csharp
internal void ProcessRecursively()
{
ControlTarget.localRotation = _initialTargetLocalRotation * Quaternion.Inverse(_initialTargetGlobalRotation) * ControlBone.localRotation * _initialTargetGlobalRotation;
foreach (var child in _children)
{
child.ProcessRecursively();
}
}
```

2
ja/searchindex.js
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5
ja/vrm1/index.html
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@@ -347,7 +347,10 @@
</ul>
</li>
<li class="toctree-l1"><a class="reference internal" href="vrm1_controlrig.html">ControlRig 正規化されていないモデルを操作する</a><ul>
<li class="toctree-l2"><a class="reference internal" href="vrm1_controlrig.html#id1">動作の説明</a></li>
<li class="toctree-l2"><a class="reference internal" href="vrm1_controlrig.html#id1">ControlRig は ランタイムロード時に生成されます</a></li>
<li class="toctree-l2"><a class="reference internal" href="vrm1_controlrig.html#id2">ControlRig でないオリジナルのボーンを取得する方法</a></li>
<li class="toctree-l2"><a class="reference internal" href="vrm1_controlrig.html#id3">ControlRig によるポーズ適用例</a></li>
<li class="toctree-l2"><a class="reference internal" href="vrm1_controlrig.html#id4">詳細</a></li>
</ul>
</li>
<li class="toctree-l1"><a class="reference internal" href="vrm1_firstperson.html">FirstPerson</a><ul>

134
ja/vrm1/vrm1_controlrig.html
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@@ -330,36 +330,119 @@
<p>VRM-1.0 は正規化が仕様から除かれました。</p>
<div class="info admonition">
<p class="admonition-title">正規化</p>
<p>ヒエラルキーからの 回転、スケールの除去。
<p>正規化とは、ヒエラルキーからの 回転、スケールの除去。
その状態での Binding 行列再生成。
です。
すべてのノードの回転が 0 のときが初期姿勢(T-Pose)であるという仕様で、
です。</p>
<p>すべてのノードの回転が 0 のときが初期姿勢(T-Pose)であるという仕様で、
プログラムから統一的にモデルを操作することが可能でした。</p>
</div>
<p>正規化されていないモデルも含めて統一的にポーズを付けるインターフェスとして、 <code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">ControlRig</span></code> が新規に導入されました。 <code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">v0.103</span></code></p>
<p>基本的な使い方は下記のとおりです。
<code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">UnityEngine.Animator.GetBoneTransform</span></code> の代わりに使う想定です。</p>
<div class="highlight-csharp notranslate"><div class="highlight"><pre><span></span><span class="n">Vrm10RuntimeControlRig</span><span class="w"> </span><span class="n">rig</span><span class="w"> </span><span class="p">=</span><span class="w"> </span><span class="n">instance</span><span class="p">.</span><span class="n">Runtime</span><span class="p">.</span><span class="n">ControlRig</span><span class="w"></span>
<span class="c1">// 使用例</span>
<span class="kt">var</span><span class="w"> </span><span class="n">transform</span><span class="w"> </span><span class="p">=</span><span class="w"> </span><span class="n">rig</span><span class="p">.</span><span class="n">GetBoneTransform</span><span class="p">(</span><span class="n">HumanBodyBones</span><span class="p">.</span><span class="n">Head</span><span class="p">);</span><span class="w"></span>
<span class="n">transform</span><span class="p">.</span><span class="n">localRotation</span><span class="w"> </span><span class="p">=</span><span class="w"> </span><span class="n">rotation</span><span class="p">;</span><span class="w"></span>
</pre></div>
<p><code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">v0.103</span></code> 正規化されていないモデルも含めて統一的にポーズを付けるインターフェスとして、 <code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">ControlRig</span></code> が新規に導入されました。</p>
<blockquote>
<div><p>Vrm10RuntimeControlRig.GetBoneTransform が導入されました。<code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">v0.104</span></code> で Animator.getBoneTransform が
使えるようになったので特に使う必要が無くなりました。</p>
</div></blockquote>
<p><code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">v0.104</span></code> <code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">UnityEngine.Animator.getBoneTransform</span></code> が ControlRig のボーンを返すようになりました。</p>
<div class="info admonition">
<p class="admonition-title">HumanoidAvatar の材料に ControlRig のボーンを使う</p>
<p>ControlRigGenerationOption.Generate の時は、AvatarBuilder.BuildHumanAvatar の引き数にオリジナルのヒエラルキーでは無く、 ControlRig のボーンを渡します。</p>
</div>
<div class="warn admonition">
<section id="id1">
<h2>ControlRig は ランタイムロード時に生成されます<a class="headerlink" href="#id1" title="このヘッドラインへのパーマリンク"></a></h2>
<div class="warning admonition">
<p class="admonition-title">ランタイムロード専用</p>
<p><code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">v0.103</span></code> 現在この機能は Editor で Asset 生成されたモデルでは動作しません。
初期姿勢を確実に取得する方法を検討中です。</p>
VRMモデルをセットアップするときに邪魔になってしまうので、Editor では生成しないようにしています。</p>
</div>
<p>デフォルトで ControlRig を生成 <code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">ControlRigGenerationOption.Generate</span></code> します。
<code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">ControlRigGenerationOption.None</span></code> は ControlRig を生成しません。</p>
<div class="highlight-csharp notranslate"><div class="highlight"><pre><span></span><span class="k">public</span><span class="w"> </span><span class="k">static</span><span class="w"> </span><span class="k">async</span><span class="w"> </span><span class="n">Task</span><span class="p">&lt;</span><span class="n">Vrm10Instance</span><span class="p">&gt;</span><span class="w"> </span><span class="n">Vrm10</span><span class="p">.</span><span class="n">LoadPathAsync</span><span class="p">(</span><span class="w"></span>
<span class="w"> </span><span class="kt">string</span><span class="w"> </span><span class="n">path</span><span class="p">,</span><span class="w"></span>
<span class="w"> </span><span class="kt">bool</span><span class="w"> </span><span class="n">canLoadVrm0X</span><span class="w"> </span><span class="p">=</span><span class="w"> </span><span class="k">true</span><span class="p">,</span><span class="w"></span>
<span class="w"> </span><span class="n">ControlRigGenerationOption</span><span class="w"> </span><span class="n">controlRigGenerationOption</span><span class="w"> </span><span class="p">=</span><span class="w"> </span><span class="n">ControlRigGenerationOption</span><span class="p">.</span><span class="n">Generate</span><span class="p">,</span><span class="w"> </span><span class="c1">// 👈</span>
<span class="w"> </span><span class="kt">bool</span><span class="w"> </span><span class="n">showMeshes</span><span class="w"> </span><span class="p">=</span><span class="w"> </span><span class="k">true</span><span class="p">,</span><span class="w"></span>
<span class="w"> </span><span class="n">IAwaitCaller</span><span class="w"> </span><span class="n">awaitCaller</span><span class="w"> </span><span class="p">=</span><span class="w"> </span><span class="k">null</span><span class="p">,</span><span class="w"></span>
<span class="w"> </span><span class="n">IMaterialDescriptorGenerator</span><span class="w"> </span><span class="n">materialGenerator</span><span class="w"> </span><span class="p">=</span><span class="w"> </span><span class="k">null</span><span class="p">,</span><span class="w"></span>
<span class="w"> </span><span class="n">VrmMetaInformationCallback</span><span class="w"> </span><span class="n">vrmMetaInformationCallback</span><span class="w"> </span><span class="p">=</span><span class="w"> </span><span class="k">null</span><span class="p">,</span><span class="w"></span>
<span class="w"> </span><span class="n">CancellationToken</span><span class="w"> </span><span class="n">ct</span><span class="w"> </span><span class="p">=</span><span class="w"> </span><span class="k">default</span><span class="p">)</span><span class="w"></span>
</pre></div>
</div>
<p><code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">ControlRigGenerationOption.Generate</span></code> でロードしたモデルは、 <code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">Animator.getBoneTransform</span></code> が
ControlRig の該当ボーンを返します。
オリジナルのボーンを取得する方法は後述します。</p>
</section>
<section id="id2">
<h2>ControlRig でないオリジナルのボーンを取得する方法<a class="headerlink" href="#id2" title="このヘッドラインへのパーマリンク"></a></h2>
<p><code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">Vrm10Instance.Humanoid.GetBoneTransform</span></code> を使ってください。</p>
</section>
<section id="id3">
<h2>ControlRig によるポーズ適用例<a class="headerlink" href="#id3" title="このヘッドラインへのパーマリンク"></a></h2>
<p>正規化済みの bvh ヒエラルキーの <code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">Animator</span> <span class="pre">src</span></code> のポーズを、
未正規化かもしれない <code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">vrm-1.0</span></code> モデルにコピーする例です。</p>
<p>各ボーンの localRotation を代入するだけで動きます。</p>
<div class="highlight-csharp notranslate"><div class="highlight"><pre><span></span><span class="c1">// VRM10_Samples/VRM10Viewer(v0.104) からの抜粋</span>
<span class="c1">/// &lt;summary&gt;</span>
<span class="c1">/// from v0.104</span>
<span class="c1">/// &lt;/summary&gt;</span>
<span class="c1">/// &lt;param name="src"&gt;&lt;/param&gt;</span>
<span class="k">public</span><span class="w"> </span><span class="k">void</span><span class="w"> </span><span class="nf">UpdateControlRigImplicit</span><span class="p">(</span><span class="n">Animator</span><span class="w"> </span><span class="n">src</span><span class="p">)</span><span class="w"></span>
<span class="p">{</span><span class="w"></span>
<span class="w"> </span><span class="kt">var</span><span class="w"> </span><span class="n">dst</span><span class="w"> </span><span class="p">=</span><span class="w"> </span><span class="n">m_controller</span><span class="p">.</span><span class="n">GetComponent</span><span class="p">&lt;</span><span class="n">Animator</span><span class="p">&gt;();</span><span class="w"></span>
<span class="w"> </span><span class="k">foreach</span><span class="w"> </span><span class="p">(</span><span class="n">HumanBodyBones</span><span class="w"> </span><span class="n">bone</span><span class="w"> </span><span class="k">in</span><span class="w"> </span><span class="n">CachedEnum</span><span class="p">.</span><span class="n">GetValues</span><span class="p">&lt;</span><span class="n">HumanBodyBones</span><span class="p">&gt;())</span><span class="w"></span>
<span class="w"> </span><span class="p">{</span><span class="w"></span>
<span class="w"> </span><span class="k">if</span><span class="w"> </span><span class="p">(</span><span class="n">bone</span><span class="w"> </span><span class="p">==</span><span class="w"> </span><span class="n">HumanBodyBones</span><span class="p">.</span><span class="n">LastBone</span><span class="p">)</span><span class="w"></span>
<span class="w"> </span><span class="p">{</span><span class="w"></span>
<span class="w"> </span><span class="k">continue</span><span class="p">;</span><span class="w"></span>
<span class="w"> </span><span class="p">}</span><span class="w"></span>
<span class="w"> </span><span class="c1">// v0.104 から Animator.GetBoneTransform が</span>
<span class="w"> </span><span class="c1">// ControlRig のボーンを返します。</span>
<span class="w"> </span><span class="kt">var</span><span class="w"> </span><span class="n">boneTransform</span><span class="w"> </span><span class="p">=</span><span class="w"> </span><span class="n">dst</span><span class="p">.</span><span class="n">GetBoneTransform</span><span class="p">(</span><span class="n">bone</span><span class="p">);</span><span class="w"></span>
<span class="w"> </span><span class="k">if</span><span class="w"> </span><span class="p">(</span><span class="n">boneTransform</span><span class="w"> </span><span class="p">==</span><span class="w"> </span><span class="k">null</span><span class="p">)</span><span class="w"></span>
<span class="w"> </span><span class="p">{</span><span class="w"></span>
<span class="w"> </span><span class="k">continue</span><span class="p">;</span><span class="w"></span>
<span class="w"> </span><span class="p">}</span><span class="w"></span>
<span class="w"> </span><span class="kt">var</span><span class="w"> </span><span class="n">bvhBone</span><span class="w"> </span><span class="p">=</span><span class="w"> </span><span class="n">src</span><span class="p">.</span><span class="n">GetBoneTransform</span><span class="p">(</span><span class="n">bone</span><span class="p">);</span><span class="w"></span>
<span class="w"> </span><span class="k">if</span><span class="w"> </span><span class="p">(</span><span class="n">bvhBone</span><span class="w"> </span><span class="p">!=</span><span class="w"> </span><span class="k">null</span><span class="p">)</span><span class="w"></span>
<span class="w"> </span><span class="p">{</span><span class="w"></span>
<span class="w"> </span><span class="c1">// set normalized pose</span>
<span class="w"> </span><span class="n">boneTransform</span><span class="p">.</span><span class="n">localRotation</span><span class="w"> </span><span class="p">=</span><span class="w"> </span><span class="n">bvhBone</span><span class="p">.</span><span class="n">localRotation</span><span class="p">;</span><span class="w"></span>
<span class="w"> </span><span class="p">}</span><span class="w"></span>
<span class="w"> </span><span class="k">if</span><span class="w"> </span><span class="p">(</span><span class="n">bone</span><span class="w"> </span><span class="p">==</span><span class="w"> </span><span class="n">HumanBodyBones</span><span class="p">.</span><span class="n">Hips</span><span class="p">)</span><span class="w"></span>
<span class="w"> </span><span class="p">{</span><span class="w"></span>
<span class="w"> </span><span class="c1">// TODO: hips position scaling ?</span>
<span class="w"> </span><span class="n">boneTransform</span><span class="p">.</span><span class="n">localPosition</span><span class="w"> </span><span class="p">=</span><span class="w"> </span><span class="n">bvhBone</span><span class="p">.</span><span class="n">localPosition</span><span class="p">;</span><span class="w"></span>
<span class="w"> </span><span class="p">}</span><span class="w"></span>
<span class="w"> </span><span class="p">}</span><span class="w"></span>
<span class="p">}</span><span class="w"></span>
</pre></div>
</div>
</section>
<section id="id4">
<h2>詳細<a class="headerlink" href="#id4" title="このヘッドラインへのパーマリンク"></a></h2>
<figure class="align-default" id="id5">
<img alt="../_images/ControlRig.png" src="../_images/ControlRig.png"/>
<figcaption>
<p><span class="caption-text">ControlRig</span><a class="headerlink" href="#id5" title="この画像へのパーマリンク"></a></p>
</figcaption>
</figure>
<p>毎フレーム <code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">Vrm10Instance</span></code> が <code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">Vrm10RuntimeControlRig</span></code> からVRM-1.0のヒエラルキーにポーズをコピーします。
コピーするときに、各関節の回転を初期姿勢を加味したものに加工しています。</p>
<p><code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">GlobalInit.Inverse</span> <span class="pre">*</span> <span class="pre">localPose</span> <span class="pre">*</span> <span class="pre">GlobalInit</span></code> という式がロジックです。
これにより、正規化済みのポーズ(localPose) を非正規化ポーズに変換できます。</p>
<p><code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">Vrm10ControlBone.cs</span></code></p>
<div class="highlight-csharp notranslate"><div class="highlight"><pre><span></span><span class="w"> </span><span class="k">internal</span><span class="w"> </span><span class="k">void</span><span class="w"> </span><span class="nf">ProcessRecursively</span><span class="p">()</span><span class="w"></span>
<span class="w"> </span><span class="p">{</span><span class="w"></span>
<span class="w"> </span><span class="n">ControlTarget</span><span class="p">.</span><span class="n">localRotation</span><span class="w"> </span><span class="p">=</span><span class="w"> </span><span class="n">_initialTargetLocalRotation</span><span class="w"> </span><span class="p">*</span><span class="w"> </span><span class="n">Quaternion</span><span class="p">.</span><span class="n">Inverse</span><span class="p">(</span><span class="n">_initialTargetGlobalRotation</span><span class="p">)</span><span class="w"> </span><span class="p">*</span><span class="w"> </span><span class="n">ControlBone</span><span class="p">.</span><span class="n">localRotation</span><span class="w"> </span><span class="p">*</span><span class="w"> </span><span class="n">_initialTargetGlobalRotation</span><span class="p">;</span><span class="w"></span>
<span class="w"> </span><span class="k">foreach</span><span class="w"> </span><span class="p">(</span><span class="kt">var</span><span class="w"> </span><span class="n">child</span><span class="w"> </span><span class="k">in</span><span class="w"> </span><span class="n">_children</span><span class="p">)</span><span class="w"></span>
<span class="w"> </span><span class="p">{</span><span class="w"></span>
<span class="w"> </span><span class="n">child</span><span class="p">.</span><span class="n">ProcessRecursively</span><span class="p">();</span><span class="w"></span>
<span class="w"> </span><span class="p">}</span><span class="w"></span>
<span class="w"> </span><span class="p">}</span><span class="w"></span>
</pre></div>
</div>
<p>vrm-0.x でプログラムから HumanoidBone に回転クォータニオンを代入していた
場所を <code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">Vrm10RuntimeControlRig.GetBoneTransform</span></code> で置きかえることで
同じポーズを当てることができます。</p>
<section id="id1">
<h2>動作の説明<a class="headerlink" href="#id1" title="このヘッドラインへのパーマリンク"></a></h2>
<p>毎フレーム <code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">Vrm10Instance</span></code> が <code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">Vrm10RuntimeControlRig</span></code> からVRM-1.0のヒエラルキーにポーズを転送します。</p>
<p><code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">Vrm10RuntimeControlRig</span></code> が初期姿勢を記憶していて、
<code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">正規化ポーズ</span> <span class="pre">localRotation</span> <span class="pre">=&gt;</span> <span class="pre">初期姿勢を加味</span> <span class="pre">=&gt;</span> <span class="pre">元のヒエラルキーの</span> <span class="pre">localRotation</span></code> に変換という処理をします。</p>
<p>初期姿勢は <code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">T-Pose</span></code> ですが、 <code class="docutils literal notranslate"><span class="pre">VRM-0.X</span></code> のように正規化されている必要がありません。</p>
</section>
</section>
@@ -415,7 +498,10 @@
<div class="toc-tree">
<ul>
<li><a class="reference internal" href="#">ControlRig 正規化されていないモデルを操作する</a><ul>
<li><a class="reference internal" href="#id1">動作の説明</a></li>
<li><a class="reference internal" href="#id1">ControlRig は ランタイムロード時に生成されます</a></li>
<li><a class="reference internal" href="#id2">ControlRig でないオリジナルのボーンを取得する方法</a></li>
<li><a class="reference internal" href="#id3">ControlRig によるポーズ適用例</a></li>
<li><a class="reference internal" href="#id4">詳細</a></li>
</ul>
</li>
</ul>