public static MMDMotion2 bake(MMDMotion2 motion, MMDModel1 model)
{
//ボーン取得
MMDBoneManager boneManager = ModelConverter.BuildBoneManager(model);
//ベイク前のモーションとベイク後のモーションを準備
MMDMotion beforeMotion = MotionConverter.Convert(motion);
MMDMotion afterMotion = CreateAfterMotionPrototype(beforeMotion, boneManager);
//アニメーションプレイヤーを作成
AnimationPlayer player = new AnimationPlayer(boneManager);
player.SetMotion(beforeMotion);
//ベイクしていく
uint frameNo = 0;
bool ExitFlag = false;
while (!ExitFlag)
{
ExitFlag = !player.Update();
//ボーンのグローバル行列更新
boneManager.CalcGlobalTransform();
//IK更新
boneManager.CalcIK();
//ベイク
boneManager.bake(frameNo, afterMotion);
++frameNo;
}
//元のMMDMotion2に直して返却
return(MotionConverter.Convert(afterMotion, motion.ModelName));
}
public AnimationPlayer(MMDBoneManager boneManager)
{
this.boneManager = boneManager;
BindPoses = new Dictionary <string, SQTTransform>();
for (int i = 0; i < boneManager.Count; ++i)
{
BindPoses.Add(boneManager[i].Name, boneManager[i].BindPose);
}
}
internal AnimationPlayer(MMDBoneManager bones, IMMDFaceManager faces)
{
boneManager = bones;
faceManager = faces;
BindPoses = new Dictionary<string, SQTTransform>();
for (int i = 0; i < boneManager.Count; ++i)
{
BindPoses.Add(boneManager[i].Name, boneManager[i].BindPose);
}
Poses = new Dictionary<string, SQTTransform>(BindPoses.Count);
Faces = new Dictionary<string, float>(faces.Count);
}
/// <summary>
/// コンストラクタ
/// </summary>
/// <param name="modelParts">モデルパーツ</param>
/// <param name="boneManager">ボーンマネージャ</param>
/// <param name="faceManager">表情マネージャ</param>
/// <param name="attachedMotion">付属モーション</param>
/// <param name="rigids">剛体</param>
/// <param name="joints">ジョイント</param>
public MMDXModel(List<IMMDModelPart> modelParts, MMDBoneManager boneManager, IMMDFaceManager faceManager, Dictionary<string, MMDMotion> attachedMotion, MMDRigid[] rigids, MMDJoint[] joints)
: base(modelParts, boneManager, faceManager, attachedMotion, rigids, joints)
{
#if XBOX
//ボーンマネージャ・表情マネージャを変換しておく
this.boneManager = (MMDXBoxBoneManager)boneManager;
this.faceManager = (MMDXBoxFaceManager)faceManager;
//グラフィックデバイスの抜き出し
if (modelParts.Count > 0)
{
GraphicsDevice graphics = ((MMDModelPart)modelParts[0]).GraphicsDevice;
//頂点バッファの作成
skinVertexBuffer = new WritableVertexBuffer(graphics, this.boneManager.SKinTransformXBox.Length * 4, typeof(VertexSkinning));
this.faceManager.SetUp(graphics);
}
#endif
}
/// <summary>
/// コンストラクタ
/// </summary>
/// <param name="vertex">頂点データ</param>
/// <param name="modelParts">モデルパーツ</param>
/// <param name="boneManager">ボーンマネージャ</param>
/// <param name="faceManager">表情マネージャ</param>
/// <param name="attachedMotion">付随モーション</param>
/// <param name="rigids">剛体情報</param>
/// <param name="joints">関節情報</param>
public SlimMMDModel(MMDVertexNmTx[] vertex, List<IMMDModelPart> modelParts, MMDBoneManager boneManager, MMDFaceManager faceManager, Dictionary<string, MMDMotion> attachedMotion, MMDRigid[] rigids, MMDJoint[] joints)
: base(modelParts, boneManager, faceManager, attachedMotion, rigids, joints)
{
m_vertex = vertex;
//データのコピー
verticesSource = new VertexPNmTx[m_vertex.LongLength];
for (long i = 0; i < m_vertex.LongLength; ++i)
{
verticesSource[i].Position = m_vertex[i].Position;
verticesSource[i].Normal = m_vertex[i].Normal;
verticesSource[i].Texture = m_vertex[i].TextureCoordinate;
}
InitGraphicsResource();
SlimMMDXCore.Instance.LostDevice += OnLostDevice;
SlimMMDXCore.Instance.ResetDevice += OnResetDevice;
}
/// <summary>
/// コンストラクタ
/// </summary>
/// <param name="modelParts">モデルパーツ</param>
/// <param name="boneManager">ボーンマネージャ</param>
/// <param name="faceManager">表情マネージャ</param>
/// <param name="attachedMotion">付随モーション</param>
/// <param name="rigids">剛体情報</param>
/// <param name="joints">関節情報</param>
public MMDModel(List<IMMDModelPart> modelParts, MMDBoneManager boneManager, IMMDFaceManager faceManager, Dictionary<string, MMDMotion> attachedMotion, MMDRigid[] rigids, MMDJoint[] joints)
{
Transform = Matrix.Identity;
this.modelParts = modelParts;
this.boneManager = boneManager;
this.faceManager = faceManager;
this.attachedMotion = attachedMotion;
Culling = true;
boneManager.CalcGlobalTransform();
this.physicsManager = new PhysicsManager(rigids, joints, this);
foreach (var part in modelParts)
part.SetModel(this);
Parts = new ReadOnlyCollection<IMMDModelPart>(modelParts);
animationPlayer = new AnimationPlayer(boneManager, faceManager);
//イベントフック
MMDCore.Instance.OnBoneUpdate += new Action<float>(BoneUpdate);
MMDCore.Instance.OnSkinUpdate += new Action<float>(SkinUpdate);
}
private static MMDMotion CreateAfterMotionPrototype(MMDMotion beforeMotion, MMDBoneManager boneManager)
{
//ベイク対象外の情報をコピー
MMDMotion result = new MMDMotion();
//表情は参照をコピーしておく
result.FaceFrames = beforeMotion.FaceFrames;
//ボーンは必要分だけ参照をコピー
result.BoneFrames = new Dictionary <string, List <MMDBoneKeyFrame> >();
foreach (KeyValuePair <string, List <MMDBoneKeyFrame> > boneSet in beforeMotion.BoneFrames)
{
if (!boneManager.IsUnderIK(boneSet.Key))
{
result.BoneFrames.Add(boneSet.Key, boneSet.Value);
}
else
{
result.BoneFrames.Add(boneSet.Key, new List <MMDBoneKeyFrame>());
}
}
return(result);
}
/// <summary>
/// IKのソルブ
/// </summary>
/// <param name="ik">対象IK</param>
/// <param name="BoneManager">ボーンマネージャ</param>
/// <returns>呼び出し側でUpdateGlobalをもう一度呼ぶ場合はtrue</returns>
public bool Solve(MMDIK ik, MMDBoneManager BoneManager)
{
#if SlimDX
Vector4 localTargetPos = Vector4.Zero;
Vector4 localEffectorPos = Vector4.Zero;
#else
Vector3 localTargetPos = Vector3.Zero;
Vector3 localEffectorPos = Vector3.Zero;
#endif
//エフェクタとなるボーンを取得
MMDBone effector = ik.IKTargetBone;
//IK対象のボーンのGlobalを更新(別のIK影響下のボーンからIKチェインが出ている場合があるので)
Matrix local;
for (int i = ik.IKChildBones.Count - 1; i >= 0; --i)
{//順番に親子関係になっている。(Processorでチェックかけてある
//GlobalTransformを仮更新
int parentBone = ik.IKChildBones[i].SkeletonHierarchy;
ik.IKChildBones[i].LocalTransform.CreateMatrix(out local);
Matrix.Multiply(ref local, ref BoneManager[parentBone].GlobalTransform, out ik.IKChildBones[i].GlobalTransform);
}
effector.LocalTransform.CreateMatrix(out local);
Matrix.Multiply(ref local, ref BoneManager[effector.SkeletonHierarchy].GlobalTransform, out effector.GlobalTransform);
//ターゲット位置の取得
Vector3 targetPos;
Matrix.GetTranslation(ref ik.IKBone.GlobalTransform, out targetPos);
//最大ループ回数分ループ
for (int it = 0; it < ik.Iteration; ++it)
{
for (int nodeIndex = 0; nodeIndex < ik.IKChildBones.Count; ++nodeIndex)
{//子ノードを子から順番に……
MMDBone node = ik.IKChildBones[nodeIndex];
//エフェクタの位置
Vector3 effectorPos;
Matrix.GetTranslation(ref effector.GlobalTransform, out effectorPos);
// 注目ノードの位置の取得
Vector3 jointPos;
Matrix.GetTranslation(ref node.GlobalTransform, out jointPos);
// ワールド座標系から注目ノードの局所座標系への変換
Matrix invCoord;
Matrix.Invert(ref node.GlobalTransform, out invCoord);
// 各ベクトルの座標変換を行い、検索中のボーンi基準の座標系にする
// (1) 注目ノード→エフェクタ位置へのベクトル(a)(注目ノード)
Vector3.Transform(ref effectorPos, ref invCoord, out localEffectorPos);
// (2) 基準関節i→目標位置へのベクトル(b)(ボーンi基準座標系)
Vector3.Transform(ref targetPos, ref invCoord, out localTargetPos);
#if SlimDX
//念のため……
// (1) 基準関節→エフェクタ位置への方向ベクトル
Vector3 basis2Effector = Vector3.Normalize(new Vector3(localEffectorPos.X, localEffectorPos.Y, localEffectorPos.Z));
// (2) 基準関節→目標位置への方向ベクトル
Vector3 basis2Target = Vector3.Normalize(new Vector3(localTargetPos.X, localTargetPos.Y, localTargetPos.Z));
#else
// (1) 基準関節→エフェクタ位置への方向ベクトル
Vector3 basis2Effector = Vector3.Normalize(localEffectorPos);
// (2) 基準関節→目標位置への方向ベクトル
Vector3 basis2Target = Vector3.Normalize(localTargetPos);
#endif
// 回転角
float rotationDotProduct = (float)Vector3.Dot(basis2Effector, basis2Target);
float rotationAngle = (float)Math.Acos(rotationDotProduct);
//回転量制限をかける
if (rotationAngle > MathHelper.Pi * ik.ControlWeight * (nodeIndex + 1))
{
rotationAngle = MathHelper.Pi * ik.ControlWeight * (nodeIndex + 1);
}
if (rotationAngle < -MathHelper.Pi * ik.ControlWeight * (nodeIndex + 1))
{
rotationAngle = -MathHelper.Pi * ik.ControlWeight * (nodeIndex + 1);
}
// 回転軸
Vector3 rotationAxis = Vector3.Cross(basis2Effector, basis2Target);
BoneManager.IKLimitter.Adjust(node.Name, ref rotationAxis);
rotationAxis.Normalize();
if (!float.IsNaN(rotationAngle) && rotationAngle > 1.0e-3f && !rotationAxis.NaN)
{
// 関節回転量の補正
Quaternion subRot = Quaternion.CreateFromAxisAngle(rotationAxis, (decimal)rotationAngle);
Quaternion.Multiply(ref subRot, ref node.LocalTransform.Rotation, out node.LocalTransform.Rotation);
BoneManager.IKLimitter.Adjust(node);
//関係ノードのグローバル座標更新
for (int i = nodeIndex; i >= 0; --i)
{//順番に親子関係になっている。(Processorでチェックかけてある
//GlobalTransformを仮更新
int parentBone = ik.IKChildBones[i].SkeletonHierarchy;
ik.IKChildBones[i].LocalTransform.CreateMatrix(out local);
Matrix.Multiply(ref local, ref BoneManager[parentBone].GlobalTransform, out ik.IKChildBones[i].GlobalTransform);
}
effector.LocalTransform.CreateMatrix(out local);
Matrix.Multiply(ref local, ref BoneManager[effector.SkeletonHierarchy].GlobalTransform, out effector.GlobalTransform);
}
}
}
return(true);//UpdateGlobalをもう一度呼ぶ
//IKチェインにぶら下がってるIK影響外のボーンを更新するため。
}
/// <summary>
/// IKのソルブ
/// </summary>
/// <param name="ik">対象IK</param>
/// <param name="BoneManager">ボーンマネージャ</param>
/// <returns>呼び出し側でUpdateGlobalをもう一度呼ぶ場合はtrue</returns>
public bool Solve(MMDIK ik, MMDBoneManager BoneManager)
{
#if SlimDX
Vector4 localTargetPos = Vector4.Zero;
Vector4 localEffectorPos = Vector4.Zero;
#else
Vector3 localTargetPos = Vector3.Zero;
Vector3 localEffectorPos = Vector3.Zero;
#endif
//エフェクタとなるボーンを取得
MMDBone effector = ik.IKTargetBone;
//IK対象のボーンのGlobalを更新(別のIK影響下のボーンからIKチェインが出ている場合があるので)
Matrix local;
for (int i = ik.IKChildBones.Count - 1; i >= 0; --i)
{//順番に親子関係になっている。(Processorでチェックかけてある
//GlobalTransformを仮更新
int parentBone = ik.IKChildBones[i].SkeletonHierarchy;
ik.IKChildBones[i].LocalTransform.CreateMatrix(out local);
Matrix.Multiply(ref local, ref BoneManager[parentBone].GlobalTransform, out ik.IKChildBones[i].GlobalTransform);
}
effector.LocalTransform.CreateMatrix(out local);
Matrix.Multiply(ref local, ref BoneManager[effector.SkeletonHierarchy].GlobalTransform, out effector.GlobalTransform);
//ターゲット位置の取得
Vector3 targetPos;
MMDXMath.GetTranslation(ref ik.IKBone.GlobalTransform, out targetPos);
//最大ループ回数分ループ
for (int it = 0; it < ik.Iteration; ++it)
{
for (int nodeIndex = 0; nodeIndex < ik.IKChildBones.Count; ++nodeIndex)
{//子ノードを子から順番に……
MMDBone node = ik.IKChildBones[nodeIndex];
//エフェクタの位置
Vector3 effectorPos;
MMDXMath.GetTranslation(ref effector.GlobalTransform, out effectorPos);
// 注目ノードの位置の取得
Vector3 jointPos;
MMDXMath.GetTranslation(ref node.GlobalTransform, out jointPos);
// ワールド座標系から注目ノードの局所座標系への変換
Matrix invCoord;
Matrix.Invert(ref node.GlobalTransform, out invCoord);
// 各ベクトルの座標変換を行い、検索中のボーンi基準の座標系にする
// (1) 注目ノード→エフェクタ位置へのベクトル(a)(注目ノード)
Vector3.Transform(ref effectorPos, ref invCoord, out localEffectorPos);
// (2) 基準関節i→目標位置へのベクトル(b)(ボーンi基準座標系)
Vector3.Transform(ref targetPos, ref invCoord, out localTargetPos);
#if SlimDX
//念のため……
// (1) 基準関節→エフェクタ位置への方向ベクトル
Vector3 basis2Effector = Vector3.Normalize(new Vector3(localEffectorPos.X, localEffectorPos.Y, localEffectorPos.Z));
// (2) 基準関節→目標位置への方向ベクトル
Vector3 basis2Target = Vector3.Normalize(new Vector3(localTargetPos.X, localTargetPos.Y, localTargetPos.Z));
#else
// (1) 基準関節→エフェクタ位置への方向ベクトル
Vector3 basis2Effector = Vector3.Normalize(localEffectorPos);
// (2) 基準関節→目標位置への方向ベクトル
Vector3 basis2Target = Vector3.Normalize(localTargetPos);
#endif
// 回転角
float rotationDotProduct = Vector3.Dot(basis2Effector, basis2Target);
float rotationAngle = (float)Math.Acos(rotationDotProduct);
//回転量制限をかける
if (rotationAngle > MathHelper.Pi * ik.ControlWeight * (nodeIndex + 1))
rotationAngle = MathHelper.Pi * ik.ControlWeight * (nodeIndex + 1);
if (rotationAngle < -MathHelper.Pi * ik.ControlWeight * (nodeIndex + 1))
rotationAngle = -MathHelper.Pi * ik.ControlWeight * (nodeIndex + 1);
// 回転軸
Vector3 rotationAxis = Vector3.Cross(basis2Effector, basis2Target);
MMDCore.Instance.IKLimitter.Adjust(node.Name, ref rotationAxis);
rotationAxis.Normalize();
if (!float.IsNaN(rotationAngle) && rotationAngle > 1.0e-3f && !MMDXMath.CheckNaN(rotationAxis))
{
// 関節回転量の補正
Quaternion subRot = MMDXMath.CreateQuaternionFromAxisAngle(rotationAxis, rotationAngle);
Quaternion.Multiply(ref subRot, ref node.LocalTransform.Rotation, out node.LocalTransform.Rotation);
MMDCore.Instance.IKLimitter.Adjust(node);
//関係ノードのグローバル座標更新
for (int i = nodeIndex; i >= 0; --i)
{//順番に親子関係になっている。(Processorでチェックかけてある
//GlobalTransformを仮更新
int parentBone = ik.IKChildBones[i].SkeletonHierarchy;
ik.IKChildBones[i].LocalTransform.CreateMatrix(out local);
Matrix.Multiply(ref local, ref BoneManager[parentBone].GlobalTransform, out ik.IKChildBones[i].GlobalTransform);
}
effector.LocalTransform.CreateMatrix(out local);
Matrix.Multiply(ref local, ref BoneManager[effector.SkeletonHierarchy].GlobalTransform, out effector.GlobalTransform);
}
}
}
return true;//UpdateGlobalをもう一度呼ぶ
//IKチェインにぶら下がってるIK影響外のボーンを更新するため。
}
