脚部リギングのテスト（IKコントロール、極ベクトルコントロール）

未熟ながらもアニメーションができるような腰からつま先にかけての脚部リギングをメモします。目標は、IKによるコントロール、極ベクトルアイテムを使った足の向きのコントロールを目指してみます。YoutubeのDStormチャンネル「DStormMedia」にあるジョイントを使った極ベクトルのセッティングをガイドに、ジョイントではなくボーンベースで組んでみます。

まずは、モデラーでスケルゴン作成で上から「Hip」「Leg1」「Leg2」「AnkleIK」「Ankle」「Foot」「Toe」「ToeIK」という順でスケルゴンを作成。スケルゴンエディタを開いて「バンク」タブで全スケルゴンのバンクを「+Z」としました。その後別名保存の上、レイアウトに該当オブジェクトファイルを読み込み、「セットアップ」タブの「スケルゴン変換」をクリックして読み込みます。下の画像がその図です（各ボーンの名称が確認できるようにしてあります）。

続いて、コントロール用Nullを用意します。Hipボーンの位置にはNullリングのWaistCntrl、AnkeIKボーンの位置には脚部コントロール用のLegCntrl、ToeIKボーンの位置にはつま先コントロール用のToeCntrl、最後に脚部方向をコントロールする極ベクトルアイテムPoleCntrlを適当に腰の前あたりに用意します。

コントロール用Nullと各部ボーンのIK設定を行っていきます。
Hipボーンを選択しモーションオプションを開きます。WaistCntrlと同期させるためモディファイヤ追加からフォロワーを選択。注意点として「IKの後」チェックボックスを外してから、追従アイテムをWaistCntrlを選択し、チャンネル設定もX、Y、Z以外を「なし」に選択して続行ボタンで設定完了。これで、WaistCntrlのXZY移動に対してHipボーンが追従するようになります。最後に「子孫のIK効果を及ぼさない」チェックボックスをチェックします（下図はチェック前ですのでご注意を）。

続いて他の二つのコントロール用Nullを設定していきます。AnkleIKボーンを選択してモーションオプションでゴールオブジェクトをLegCntrlを選びます。するとIK設定されたラインが出現します。下図では「ゴールを接着」させるためチェックした上、密着度である「ゴールの強さ」を1.0から10000.0と強力に密着するよう変更しました。

同様にToeIKボーンのモーションオプションにて、ゴールオブジェクトをToeCntrlとし「ゴールを接着」の上、ゴールの強さをAnkleIKボーンと同じように設定しました。

ToeIKボーンからLeg1の付け根にIKのラインが引かれましたが、くるぶし部分までを影響範囲としたいので、AnkleIKボーンのモーションオプションで「子孫のIK効果を及ぼさない」をチェックします。すると、つま先からくるぶしまでのラインに変更されます。

ここまでで脚部のIKコントロール用Nullとボーンの紐づけが終わったので、最後に各ボーンのIK設定を行います。Leg1ボーンの回転タブからヘディングとピッチをインバースキネマティクスへ変更。Leg2ボーン/AnkleIKボーン/Ankleボーン/Footボーン/Toeボーン/ToeCntrlボーンの回転タブからピッチをインバースキネマティクスへ変更。これで全体のIK設定ができました。一旦動きを確認してみます。WaistCntrlを上下に動かすと膝を折り曲げるように腰部が上下するようになります。

LegCntrlを上下に動かすと腰部分は動かずに、脚部の曲げ伸ばしができるようになります。

脚部を伸ばした状態で、つま先のToeCntrlを前後上下に動かすと動きます。ただ、DStormから発売されている神風動画のアニメーションチュートリアルを見ていて思ったのは、つま先まではいらないのかと思ったりしています。かかとまででIKコントロールができていれば、あとは細かく各ボーンのFKコントロールでいいのかなぁと考えます。

一通り動いたのを確認したので、もう少し人間の足に近づけるため可動範囲の変更を行います。IK制御されている各ボーンのヘディングとピッチの可動範囲を+/-で制限をかけてみました。

最後に極ベクトルアイテムの設定により、脚部の方向を制御してみます。Leg1ボーンのモーションオプションで極ベクトルアイテムとしてPoleCntrlを選択します。

自分の未熟さゆえに原因がよくわからないですが、膝が逆にまがってしまったので以下のようにZ軸にPoleCntrlを移動させると正しい位置に膝が戻りました。

適正な位置に足のボーンがきていますので、PoleCntrlをX軸方向に左右動かすことで、太ももと膝の位置が移動とは逆の方向に動くようになりました。この極ベクトルアイテムを使った制御も、上腕部の肘などでも使えるとDStormチャンネルでは言っていますが、自分の未熟さ故そこまでアニメーション時に使おうかとはまだ思えていません…。

脚部リギング設定の簡単なメモでしたが、リギングが持つ更なる奥深さを垣間見ただけで恐れおののきました。