Vertex Animation Texture 3

ここでは Vertex Animation Texture (VAT) 3.0 のインストールおよび RBD での使い方を簡単に紹介する。なお、詳しい使用法は Houdini HIVE で紹介。

0. VAT3 Complete Guide Part 1 (日本語版へのリンク)
   • VAT3.0 と PDG の併用の例 (Art Station)
   • 同日本語解説ページ (ボーンデジタル Houdini サポート)
1. VAT 3.0 概要
2. インストール
3. 元になる RBD シミュレーションの作成
4. VAT ROP による出力
5. UE4 での読み込み
6. トラブルシューティング
7. VAT3 Cloth
8. VAT3 Fluid
9. VAT for Crowds (群衆)

必要なビルド:

• Houdini 18.5.617 以降が必須 (631 以降を推奨)

1. VAT 3.0 概要

Vertex Animation Texture (頂点アニメーションテクスチャ) の基本的な考え方についてはこちら。

• ワークフローの効率化を目指し、アプリケーション間での数値のコピペや JSON でのやり取りを極力排除
• 操作時のノード挙動の高速化 (無駄なクックの削減)
• UI の再デザイン、ドキュメントの更新及びより分かり易いヘルプメッセージ
• 新しいピボットエンコーディング方法と新しい マルチ RPF (Revolutions per Frame) 回転補間アルゴリズムによる RBD シミュレーション精度の大幅向上
• すべてのモードでのアーティスト編集によるサーフェス法線のネイティブサポート
• Fluid モードでの UV のネイティブサポート
• 9チャネルまでのカスタムデータのネイティブサポート
• シェーダ機能のカスタマイズと拡張を可能にする柔軟性
• 旧バージョンでの既知のバグをすべて修正

6/24 時点での制限

• UE4 のみ。Unity は今後 。
• Houdini Engine for UE4 プラグインでインストールされるマテリアルと VAT3 による UE4 マテリアルに連携性なし。これは修正予定。

2. インストール

以下 UE4 で VAT3 を効率よく使うためのインストール手順。UE4.26, 4.27, 5.0EA に対応している。

1. Houdini 18.5.617 以降を SideFX Labs 込みでインストール。
2. Houdini 18.5 を初めてインストールしたのでなければ、ツールをアップデートする。
   これにより、Houdini 環境ディレクトリ、もしくは $HOUDINI_PACKAGE_PATH で別途指定したディレクトリ以下に SideFXLabs というディレクトリができ、その中にアップデートしたビルド番号のディレクトリが出来る (例: 18.5.617)。
3. インストールの状況に応じて次のいずれかのディレクトリに行く。
   1. Houdini と SideFX Labs を初めてインストールしてツール未更新の場合、 C:\Program Files\Side Effects Software\sidefx_packages\SideFXLabs18.5\unreal
   2. SideFX Labs を更新した場合、 C:\Users\ユーザ名\houdini18.5\SideFXLabs\18.5.617\SideFXLabs18.5\unreal
   どちらの場合でも 4.26 ~ 5.0EA のディレクトリがあり、使用するバージョンに合せたディレクトリにいく。ツール更新後は b を使うのが無難。
   それぞれの中には、以下の3つがある。
   • SideFX_Labs フォルダ
   • Plugin Installation Guide.txt
   • VAT Import Settings Guide.txt
4. このうち SideFX_Labs フォルダをコピー (Ctrl+C) し、目的に応じて、以下のいずれかのディレクトリにペースト (Ctrl+V)。
   • 個人で使う場合: C:\Program Files\Epic Games\UE_4.26\Engine\Plugins\FX\
     • HoudiniNiagara と同じ
     • UE 起動後、 Edit->Plugins で SideFX Labs を検索、有効化が必要。または SideFX_Labs.uplugin をテキストエディタで開き、次の一行を括弧の中に追加する。

       "EnabledByDefault" : true, 

       詳細はこちら。なお、少なくとも 18.5.638 以降では EnabledByDefault は true になっている。
     • 下記のように個々のプロジェクトにコピーすることは不要
   • プロジェクトで共有する場合: UE4 プロジェクトフォルダ内に Plugins というディレクトリを作成、その中にペースト
     • プロジェクトに関わる人それぞれの環境にインストールすることは不要。
     • Edit->Plugins での有効化も不要

これでプロジェクトを起動すれば、VAT3 が UE4 内で認識され (るはずで) 従来のワークフローでは避けることが出来なかったパラメータのコピペを大幅に削減できる。

以下、Houdini Core で単純な RBD シミュレーションを作成、VAT (3) 経由でUE4 へ持っていく方法。

3. 元になる RBD シミュレーションの作成

1. Houdini 18.5.617 を起動。Torus (/obj/torus_object1) を作成、
   • Translate Y の値を 2 などとして上に移動
   • Rotate X を45などとして傾ける。
     
2. torus_object1 を選択したまま Simple FX シェルフにある Simple Fracture ツールをクリック。
3. ビューポート下に "Select collision object, if any, and press Enter to complete." (衝突オブジェクトがある場合、選択して Enter キーを押して完了) と表示されるが、この場合はただ Enter キーを押して完了する。
   /obj/torus_object1_fracture (SOP) ネットワークが追加され、その中に5つの SOP ノードによる シミュレーションためのネットワークが出来るのがわかる。
4. Play ボタンを押して再生してみる。
   
   トーラスは真下に落下し、破砕もしなければぶつかりもしない。これを編集していく。
5. fracture_solver ノードを選択、下段にある Ground タブで Add Ground Plane を None から Ground Plane に変更。
   再生してみると、トーラスは XZ 面以下には落下しなくなるが未だ割れない。
   
6. rbdmaterialfracture ノードを選択し、Constaints タブの Primary Strength の値を見ると、10,000 になっている。これではコンストレインが強すぎなので、100 ぐらいに落として再生してみる。
   するとトーラスが落下して地面にあたった際に割れるのがわかる。
   
7. 最下流の fracture_io ノードの一番左の Geometry 出力に Null ノードを追加、OUT という名前に変更し、このノードに表示フラグを指定。
8. ここまでを vat_simple_rbd.hip などという名前で保存し、次に VAT で出力する。

4. VAT ROP による出力

1. /out に移動し、Labs Vertex Animation Texture ノード (vertex_animation_textures1) を作成。
   • Labs ノードを使うには SideFX Labs のインストールが必要。
   • 作成した VAT ノードが 3.0 であるかどうか、どこにある HDA がロードされているかを確認するは Asset Bar を表示すると便利。
2. 次に設定を変更していく。
   • 一番上の Render All ボタン直下の Mode / Target Engine は Rigid-Body Dynamics (Rigid) と Unreal Engine (のまま)
   • Start/End は 1 と 240 のままでも良いし、短くしても良い。
   • Input Geometry にシミュレーションジオメトリを指定する。ここでは /obj/torus_object1_fracture/OUT 。
3. Render All ボタンをクリックして出力してみる。
   このままだと、シミュレーションは行われファイルは書き出されるが、実質的なデータのないファイルが出来、VATノードには以下のように pivot と orient アトリビュートが無いという警告が出る。
   
4. /obj/torus_object1_fracture の中に戻り、fracture_solver を選択。Advanved タブに行き、以下の設定を行う。
   • Output 以下の Transfer Attributes に orient と pivot を指定。
   • Transfer to Geometry トグルをオン。
     
     この設定は Houdini FX を使った AutoDopNetwork 経由であれば不要 (のはず)。
5. 再び /out/vertex_animation_textures1 に戻り、Render All をクリックすれば、今度は正しく export/vat_simple_rbd ディレクトリに以下のファイルが出力される (はず)。
   • geo/vertex_animation_textures1_mesh.fbx
   • tex/vertex_animation_textures1_pos.exr
   • tex/vertex_animation_textures1_rot.exr
   出力ファイル名のうち、'vertex_animation_textures1' 部分の変更は Export タブの Asset Name を $OS から別のもの (例: $HIPNAME など) に変更する。

このファイル三つを UE4.26 に持ち込む。

5. UE での読み込み

1. インストール時に SideFX_Labs フォルダをコピーしたプロジェクトで UE4 を起動。
2. デフォルトの画面設定であれば中央下部分にある Content Browser に以下のテクスチャをドラッグ & ドロップ。
   • tex/vertex_animation_textures1_pos.exr
   • tex/vertex_animation_textures1_rot.exr
3. 読み込んだ両方のテクスチャを選択、RMB -> Scripted Action ->SideFX Set VAT HDR Textures を実行。
   
   これにより、テクスチャに正しい設定が行われる。VAT 出力時に HDR でない方法で出力した場合は、Non HDR の方を選択。
   このメニューが表示されない場合は、プラグイン (SideFX Labs フォルダ) が正しくインストールされていない。こちらを再度確認。
4. 次に geo/vertex_animation_textures1_mesh.fbx を Content Browser にドラッグ & ドロップ。
   すると FBX 読み込みの用のダイアログが表示される。ここでの設定は、VAT Import Settings Guide.txt の通りに行う。
   なお、以下に指定のない設定はすべてオフ。
   • Vertex Color Import Options: Replace
   • Transform Vertex to Absolute: オン (この上のトグルはすべてオフ)
   • Normal Import Method: Import Normals and Tangents
   • Import Uniform Scale: 1.0
   • Convert Scene: オン (この下のトグル二つはオフ)
   • Material Import Method: Do Not Create Material
   • Reorder Material to Fbx Order: オン
5. Content Browser 上で右クリック、表示されるメニューから Material を選択してマテリアルを作成。
6. 名前を M_VAT とし、ダブルクリックして中に入る (名前は自分でわかれば何でも良い)。
   M_VAT 内には、M_VAT という名のノードがひとつある。
7. TAB キーを押して、'vat' と入力していくと、選択肢が以下のように表示される。
   
8. このうち MF_VAT_RigidBodyDynamics を選択する。
   このように MF_VAT_Rigid が表示される場合、それは古いマテリアル関数 (MF)。インストール 以下の b から最新のディレクトリをコピーする。
9. MF_VAT_RigidBodyDyanmics を左に M_VAT を右に並べ、以下のように接続していく。
   • Color RGB (PS) を Base Color に
   • Normal (Tangent Space Normal Off) を Normal に
   • World Position Offset を World Position Offset に
10. M_VAT を選択し、Details ビューで 'tangent' を検索、Tangent Space Normal をオフにする。
    
11. M_VAT を選択し、Details ビューで 'uv' を検索、Num Customized UVs を 5に設定する。
    これにより Customized UV[0-4]までが追加される。
12. Customized UV1 から Customized UV4 までをすべて接続する。
    
13. 終わったらパネルを閉じて保存。
14. 再び RMB -> Materials & Textures -> Material Instance を実行し、マテリアルインスタンスを作成。vat_inst などと名付ける (自分でわかれば何でも良い)。
15. vat_inst をダブルクリックして開く編集パネルの Details 以下で、Position Texture と Rotation Texture を有効にし、それぞれに vertex_animation_textures1_pos と vertex_animation_textures1_rot をドラッグ & ドロップ。
    
    終わったら閉じる。
16. Content Browswer から ビューポートに vertex_animation_textures1_mesh_MESH (fbx) をドラッグ & ドロップし、そうしてできたメッシュに対して vat_inst マテリアルをドラッグ & ドロップ。
    上手くいった場合、ビューポートでは RBD シミュレーションの結果が再生されている (はず)。

6. トラブルシューティング

1. テクスチャが出力できない、出来ても真っ黒でデータがない
   VAT データを出すには、orient と pivot アトリビュートが出力されること。こちらを確認。Transfer to Geometry トグルも忘れずに。
2. 細かい破片が消えたり再び現れたりする
   vat_inst マテリアルで Piece Scales Are in Position Alpha がオフになっているのを確認する。
   
3. アニメーションがパカパカする (回転が飛ぶ)
   状況に応じて回避策は異なるかもしれないが、以下を試すと良い。
   • この問題に限らず、VAT ROP の Input Geometry には オブジェクトレベルへのパス (例: /obj/torus_object1_fracture) ではなく、SOP レベルのパス (例: /obj/torus_object1_fracture/OUT) を指定するのが無難
   • こちらでのアトリビュート追加時に 'w' も追加する
   • /obj/torus_object1_fracture/fracture_io でシミュレーションをキャッシュ出力してから読み込むようにする (Save to Disk をクリックしてから、Load from Disk トグルをオンにする)。これにより、シミュレーションデータがフレーム単位で(サブフレーム情報なしで) VAT ROP ノードに渡る。
4. UE4 でテクスチャやマテリアルのパラメータを変更しても更新されていないように見える
   Content Browser でそれぞれのアイコンに * が付いている場合、一度保存してみる (RMB -> Save)。もしくは Ctrl+Shift+S で一括保存。

リンク

• CEDEC 2021 VAT の実演ビデオあり
• VAT3 Complete Guide Part 1 (日本語版へのリンク)
• VAT3 Cloth
• VAT3 Fluid
• Vertex Animation Textures for Crowds (群衆, YouTube, 15分, 2023年2月)
  • 英語テキスト
• 条件付き VAT (Conditional VAT) SideFX コンテンツライブラリ

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最終更新: 2024-04-08