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■Unityメモ_テクスチャで表情を変更したい!

ゲーム「ゆかりん症候群」用にVoxelキャラの表情を変更したい!
普通の3Dモデルと同じだろうけど・・・まずモーフかテクスチャかの方法だけど、
Voxelキャラにモーフは無理、口とかないしするとテクスチャしかないですね!

調べてみると、下記のような資料が見つかりました。

■第17回_プレゼン資料(Unityはじめるよ~フェイスアニメーション~)
表情をテクスチャで実装する資料 ※リンク

■「だいしブログ」
VoxelキャラのUV展開等を説明いただいた方がいらっしゃったので
大変参考になりました!
「だいしブログ」
http://github.dev7.jp/b/2016/07/16/mgopt/

こちらの資料以外にも参考にした資料がありますが、
主に参考となって資料は上記になります。

また、Voxelモデルで表情作成までの流れを記載しますが、
他のモデルでも実装できるかと思います。
※今回紹介の方法がベストとは限りませんし、問題があるかもしれませんが・・・

さて今回、テクスチャで表情変更する方法ですが
「第17回_プレゼン資料(Unityはじめるよ~フェイスアニメーション~)」でも記載のある「1枚の画像に複数の表情を配置するUVアニメーション」で実装していきます。

まずは表情を適用する顔部分だけのメッシュ作成の為、MagicaVoxelで顔のみをPLY出力します。
ここから「だいしブログ」様からの情報をなぞらえる箇所が多くなります。

FaceTextureAnim_1

PLY出力したデータをBlenderでインポートします、必要に応じてサイズ等を変更します。

FaceTextureAnim_2

表情を適応するメッシュのみにするため、編集モードで余分な頂点を削除します。
ついでに、ツール→重複頂点を削除 も行います。

FaceTextureAnim_3

次にUVを展開するため、画面左メニューの「シェーディングUV」から
「UVマッピング」→「展開」→「スマートUV投影」を行います。
展開する際にはメッシュを全選択しておいてください。

FaceTextureAnim_4

画面上の「ScreenLayout」を「UV Editing」に切り替えます。

FaceTextureAnim_5

画面左下の「新規」から新規テクスチャを作成します。
サイズは「1024*1024」となっており、大きいので縮小します。
正直どれくらいが正しいかは不明なので、「128*128」で作ってみます。
このサイズが表情ひとつ分のサイズになります。

サイズが小さいとUnityで表示させた際に、ぼやけたりするのかな・・・?
作成したら「画像」ボタンから「画像を別名保存」します。

次に画面上の「ScreenLayout」を「Defaoult」に切り替えます。

FaceTextureAnim_6

画面右側のメニューから「カメラアイコン」を選択、メニュー最下部の「ベイク」から
ベイクモードを「頂点色」に変更して、「ベイク」ボタンを押します。

FaceTextureAnim_6_2

再度「ScreenLayout」を「UV Editing」に切り替えて、
テクスチャに焼きこまれていたら上書き保存してください。
また、不要な頂点色を削除するため、
メッシュ上で、スペースキーを押して、「頂点色を削除」を検索して実行します。

FaceTextureAnim_7

次に「ScreenLayout」を「Defaoult」に戻して
画面右側のメニューから「マテリアルアイコン」を選択、
「新規」ボタンを押してマテリアル作成します。

FaceTextureAnim_8

「テクスチャアイコン」を選択して、先ほどのテクスチャを、アタッチします。
アタッチには「新規」ボタンの横の「テクスチャアイコン」を押して、
先ほど作成したテクスチャを選択します。
が、出てきませんでした・・・

FaceTextureAnim_9

そこで新規ボタンを押して、タイプに「画像または動画」を選択
メニュー下から「画像」項目の「開く」から、先ほど作成したテクスチャを開きます。

FaceTextureAnim_10

この状態で、「FBX形式」でエクスポートしておきます。
また、先ほどの色を焼き付けたテクスチャが、表情1つ分ということで
そのテクスチャを編集、サイズを大きくして、他の表情をタイリングします。
今回テスト用に適当な画像を用意します。

FaceTextureAnim_11

タイリングは左上からの順として、顔の向きはそのままとします。
出来れば回転させたいですが、メッシュの向き?と合わなくなって変になります。
現状では我慢!

次はUnity側の対応になります。
Unityを起動して、出力したFBXと表情テクスチャを読み込みます。

FaceTextureAnim_12

Scene上に該当のFBX 顔メッシュを配置し
適用されているマテリアルには、上記の表情テクスチャを適用させます。

FaceTextureAnim_13

表情を変更する為に、スクリプトを適用します。
「FaceChanger」とでも名前を付けて、顔メッシュにアタッチしてください。
親のオブジェクトではなく、「MeshRenderer」を持つ子のオブジェクトです。

スクリプトの内容は下記となりますが、
こちらは資料「第17回_プレゼン資料(Unityはじめるよ~フェイスアニメーション~)」を自分用にいろいろ変えております。
また正直これがベストな方法かはわかりません・・・素人なもので・・・

内容は単純に「FaceNo」をテクスチャ上の参照するタイル番号として
タイル番号からテクスチャ上の位置XYを割り出し、
XY座標をUV座標の 0.0f ~ 1.0f に計算し直して、マテリアルに反映しております。

実際に動作を見てみますと・・・

FaceTextureAnim_14

分かりにくいと思われますが、「FaceNo」を変えることで変化しております。
これを「Update」などで、切り替え続けることでアニメーションもできそうですね。

ちなみにクエリちゃんも表情はテクスチャであるとのことで、
同様のスクリプトで切り替えることもできました!

FaceTextureAnim_15

・クエリちゃん公式サイト
http://www.query-chan.com/

Query-Chan_license_logo

さて表情となる顔部分は出来ましたが、本体モデルとどう合体させるかですが
資料「第17回_プレゼン資料(Unityはじめるよ~フェイスアニメーション~)」では
モデルの手前に置くことで対処しておりますが、クエリちゃんモデルを見ると
顔部分がくり抜かれた状態であることがわかります。

ので、自分も顔部分を取り除いたモデルで対応したいと思います。
顔の部分はBlender上で、面を選択して、面削除などを行います。

FaceTextureAnim_16

あとはUnity上でモデルを読み込んで、位置を合わせて子要素にして完成です!

FaceTextureAnim_17 FaceTextureAnim_18

長くなりましたが、これで表情つきのキャラが作れますね!

※その他参考資料
http://blog.livedoor.jp/akinow/archives/52169431.html
http://blenderfaq.blender.jp/oldfaq/tips/hyoujou-no-animeshon-wo-tekusucha-no-kirikae-de-hyougen-suru
http://yukuto.net/blog/201512blender_material_and_texture_for_unity/
http://krlab.info.kochi-tech.ac.jp/kurihara/lecture/cg/BlenderWeb_Hayashi/html/materialAndTexture.html

■UnityでFBXのデータを使用する注意点

VoxelをUnityで使う際に、「MagicaVoxel」で作って
「Blender」でリギングや調整をしてFBX形式で出力
UnityでFBXを取り込んで、使いますがScale値が1にならない場合がありました
(Scale100になったりする・・・これは気持ち悪い)
今回はこれを直していきたい!
※あくまで初心者が調べた結果なので、問題があるかもしれません

始めにVoxelのCube1つ分はBlender上で「1m」になります
FBXでUnityに読み込んだ場合も、「1m」になっているようですね
scale_test_1
※適当に身長比較、右から1番目がUnityのCube 、右から2番目がVoxelのCube

しかしSceneに配置したVoxelのCubeの「Inspector」からScaleを見ると
Scaleが100となっていて、当然これを1にすると
1mの100分の1なので、1cmと小さくなります
scale_test_2

したらばUnity上の読み込んだFBXデータの「Inspector」からScale Factorを
100に設定すると元サイズが100倍され、Sceneに配置したオブジェクトの
Scaleを1にすれば見え方も変わらず、1mになります!
Sceneに配置する際に巨大なモデルが出てきますが・・・
scale_test_3

しかしこれはFBXデータの元になったBlender側のモデルが小さい場合の
対処になりますね。(Blender側の拡大縮小率1.0)

ではBlender側の拡大縮小率を100にして、FBXを出力
Unityで取り込んで、ScaleFactorは1のまま、Sceneに配置したら
配置オブジェクトのScaleを1にしても大丈夫そうですね
ということで実験!

自前のBlender上のボクセルゆかりんは
寸法を身長1m54cm程度にして、拡大縮小率を1.0にしております
scale_test_4

FBX出力の際には、拡大縮小率を100に設定して出力
scale_test_5

Unityで取り込むこんで、Sceneに配置、Scaleを1にすると
Unity上でBlender上の身長のサイズとなる
scale_test_6

しかしこれが正しいのか結構不安が残ります・・・
下記の参考にさせていただいた資料を見ると、Unity上でScaleを
変更することは書かれていないような・・・

とりあえずこれで制作を進めていこうかな

※参考資料
http://yukuto.net/blog/201512blender_fbx_unity_export_setting_of_scale_factor/
http://wildpractice.blog.fc2.com/blog-entry-9.html
http://d.hatena.ne.jp/tueda_wolf/20120106/p1
http://semakimomo.net/post-102/