public void ボーンを指定したフレームの姿勢に更新する(float 目標フレーム)
{
// 目標フレームの前後のキーフレームを探す
_frameManager.現在のフレームの前後のキーフレームを探して返す(目標フレーム, out MMDFileParser.IFrameData 過去フレーム, out MMDFileParser.IFrameData 未来フレーム);
var 過去のボーンフレーム = (ボーンフレーム)過去フレーム;
var 未来のボーンフレーム = (ボーンフレーム)未来フレーム;
// 目標フレームの前後キーフレーム間での進行度を求めてペジェ関数で変換する
float 進行度合0to1 = (未来のボーンフレーム.フレーム番号 == 過去のボーンフレーム.フレーム番号) ? 0 :
(float)(目標フレーム - 過去のボーンフレーム.フレーム番号) / (float)(未来のボーンフレーム.フレーム番号 - 過去のボーンフレーム.フレーム番号); // リニア
var 移行度合 = new float[4];
for (int i = 0; i < 4; i++)
{
移行度合[i] = 過去のボーンフレーム.ベジェ曲線[i].横位置Pxに対応する縦位置Pyを返す(進行度合0to1); // リニア → ベジェ[4]
}
// ボーンを更新する
_ボーン.移動 = CGHelper.ComplementTranslate(過去のボーンフレーム, 未来のボーンフレーム, new Vector3(移行度合[0], 移行度合[1], 移行度合[2]));
_ボーン.回転 = CGHelper.ComplementRotateQuaternion(過去のボーンフレーム, 未来のボーンフレーム, 移行度合[3]);
}
/// <summary>
/// ボーンを指定したフレーム番号の姿勢に更新する
/// </summary>
/// <param name="frameNumber">フレーム番号</param>
public void ReviseBone(ulong frameNumber)
{
// 現在のフレームの前後のキーフレームを探す
MMDFileParser.IFrameData pastFrame, futureFrame;
frameManager.現在のフレームの前後のキーフレームを探して返す(frameNumber, out pastFrame, out futureFrame);
var pastBoneFrame = (BoneFrame)pastFrame;
var futureBoneFrame = (BoneFrame)futureFrame;
// 現在のフレームの前後キーフレーム間での進行度を求めてペジェ関数で変換する
float s = (pastBoneFrame.frameNumber == futureBoneFrame.frameNumber) ? 0 :
(float)(frameNumber - pastBoneFrame.frameNumber) / (float)(futureBoneFrame.frameNumber - pastBoneFrame.frameNumber); // 進行度
BezInterpolParams p = pastBoneFrame.interpolParameters;
float s_X, s_Y, s_Z, s_R;
if (p != null)
{
s_X = BezEvaluate(p.X1, p.X2, s);
s_Y = BezEvaluate(p.Y1, p.Y2, s);
s_Z = BezEvaluate(p.Z1, p.Z2, s);
s_R = BezEvaluate(p.R1, p.R2, s); // ペジェ変換後の進行度
}
else
{ //ベジェ曲線のパラメータがないときは線形補完の量としてsを利用する
s_X = s_Y = s_Z = s_R = s;
}
// ボーンを更新する
bone.移動 = new SharpDX.Vector3(
CGHelper.Lerp(pastBoneFrame.position.x, futureBoneFrame.position.x, s_X),
CGHelper.Lerp(pastBoneFrame.position.y, futureBoneFrame.position.y, s_Y),
CGHelper.Lerp(pastBoneFrame.position.z, futureBoneFrame.position.z, s_Z));
bone.回転 = SharpDX.Quaternion.Slerp(pastBoneFrame.rotation.ToSharpDX(), futureBoneFrame.rotation.ToSharpDX(), s_R);
}
public float 指定したフレームにおけるモーフ値を取得する(float フレーム)
{
// 現在のフレームの前後のキーフレームを探す
MMDFileParser.IFrameData 前フレーム, 後フレーム;
_frameManager.現在のフレームの前後のキーフレームを探して返す(フレーム, out 前フレーム, out 後フレーム);
var pastMorphFrame = (モーフフレーム)前フレーム;
var futureMorphFrame = (モーフフレーム)後フレーム;
// 現在のフレームの前後キーフレーム間での進行度を求めてペジェ関数で変換する
float s = (futureMorphFrame.フレーム番号 == pastMorphFrame.フレーム番号) ? 0 :
(float)(フレーム - pastMorphFrame.フレーム番号) / (float)(futureMorphFrame.フレーム番号 - pastMorphFrame.フレーム番号); // 進行度
return(CGHelper.Lerp(pastMorphFrame.モーフ値, futureMorphFrame.モーフ値, s));
}
public float 指定したフレームにおけるモーフ値を取得する(ulong フレーム)
{
// 現在のフレームの前後のキーフレームを探す
MMDFileParser.IFrameData 前フレーム, 後フレーム;
_frameManager.現在のフレームの前後のキーフレームを探して返す(フレーム, out 前フレーム, out 後フレーム);
var pastMorphFrame = (MorphFrame)前フレーム;
var futureMorphFrame = (MorphFrame)後フレーム;
// 現在のフレームの前後キーフレーム間での進行度を求める
float s = (futureMorphFrame.frameNumber == pastMorphFrame.frameNumber) ? 0 :
(float)(フレーム - pastMorphFrame.frameNumber) / (float)(futureMorphFrame.frameNumber - pastMorphFrame.frameNumber); // 進行度
// 線形補完で値を求める
return(CGHelper.Lerp(pastMorphFrame.value, futureMorphFrame.value, s));
}
private void _フレームを更新する(カメラフレーム cameraFrame1, カメラフレーム cameraFrame2, カメラ camera, 射影 projection, float 進行度合い0to1)
{
float ProgX = cameraFrame1.ベジェ曲線[0].横位置Pxに対応する縦位置Pyを返す(進行度合い0to1);
float ProgY = cameraFrame1.ベジェ曲線[1].横位置Pxに対応する縦位置Pyを返す(進行度合い0to1);
float ProgZ = cameraFrame1.ベジェ曲線[2].横位置Pxに対応する縦位置Pyを返す(進行度合い0to1);
float ProgR = cameraFrame1.ベジェ曲線[3].横位置Pxに対応する縦位置Pyを返す(進行度合い0to1);
float ProgL = cameraFrame1.ベジェ曲線[4].横位置Pxに対応する縦位置Pyを返す(進行度合い0to1);
float ProgP = cameraFrame1.ベジェ曲線[5].横位置Pxに対応する縦位置Pyを返す(進行度合い0to1);
// カメラ（ビュー）
camera.移動する(
注視点からの距離: CGHelper.Lerp(cameraFrame1.距離, cameraFrame2.距離, ProgL),
注視点の位置: CGHelper.ComplementTranslate(cameraFrame1, cameraFrame2, new Vector3(ProgX, ProgY, ProgZ)),
回転: CGHelper.ComplementRotateQuaternion(cameraFrame1, cameraFrame2, ProgR));
// 射影
float angle = CGHelper.Lerp(cameraFrame1.視野角, cameraFrame2.視野角, ProgP);
projection.視野角rad = CGHelper.ToRadians(angle);
}
private bool _一回のIK演算を実行する(PMXボーン IKbone)
{
var エフェクタ = IKbone.IKターゲットボーン;
var ターゲット = IKbone;
// すべての IKリンク について……
foreach (var ikLink in IKbone.IKリンクリスト)
{
var IKリンクのローカル座標へ変換する行列 = Matrix.Invert(ikLink.IKリンクボーン.モデルポーズ行列);
var IKリンクローカル座標でのエフェクタ位置 = Vector3.TransformCoordinate(エフェクタ.ローカル位置, エフェクタ.モデルポーズ行列 * IKリンクのローカル座標へ変換する行列);
var IKリンクローカル座標でのターゲット位置 = Vector3.TransformCoordinate(ターゲット.ローカル位置, ターゲット.モデルポーズ行列 * IKリンクのローカル座標へ変換する行列);
var V1 = Vector3.Normalize(IKリンクローカル座標でのエフェクタ位置 - ikLink.IKリンクボーン.ローカル位置);
var V2 = Vector3.Normalize(IKリンクローカル座標でのターゲット位置 - ikLink.IKリンクボーン.ローカル位置);
// IKリンクを更新する
ikLink.現在のループ回数++;
// 回転軸 Vaxis ＝ v1×v2 を計算する。
var Vaxis = Vector3.Cross(V1, V2);
// 回転軸周りの回転角 θa ＝ Cos-1(V1・V2) を計算する。
var 内積 = (double)Vector3.Dot(V1, V2);
内積 = Math.Max(Math.Min(内積, 1.0), -1.0); // 誤差丸め
double θa = Math.Acos(内積); // 内積: -1 → 1 のとき、θa: π → 0
θa = Math.Min(θa, IKbone.IK単位角); // θa は単位角を超えないこと
if (θa <= 0.00001)
{
continue; // θa が小さすぎたら無視
}
// Vaxis と θa から、回転クォータニオンを計算する。
var 回転クォータニオン = Quaternion.RotationAxis(Vaxis, (float)θa);
回転クォータニオン.Normalize();
// IKリンクに回転クォータニオンを適用する。
ikLink.IKリンクボーン.回転 *= 回転クォータニオン;
// 回転量制限があれば適用する。
if (ikLink.回転制限がある)
{
#region " 回転量制限 "
//----------------
float X軸回転角, Y軸回転角, Z軸回転角;
// 回転にはクォータニオンを使っているが、PMXのボーンの最小回転量・最大回転量は、クォータニオンではなくオイラー角（X,Y,Z）で指定される。
// そのため、回転数制限の手順は
// (1) クォータニオンをいったんオイラー角（X,Y,Z）に変換
// (2) X,Y,Z に対して回転量制限チェック
// (3) オイラー角を再びクォータニオンに戻す
// となる。
//
// また、オイラー角で回転を表す場合、各軸の回転の順番が重要となる。
// ここでは、
// (A) X → Y → Z の順
// (B) Y → Z → X の順
// (C) Z → X → Y の順
// の３通りを調べて、ジンバルロックが発生しない最初の分解値を採用する。
if (CGHelper.クォータニオンをXYZ回転に分解する(ikLink.IKリンクボーン.回転, out X軸回転角, out Y軸回転角, out Z軸回転角)) // ジンバルロックが発生しなければ true
{
// (A) XYZ 回転
var clamped = Vector3.Clamp(
new Vector3(X軸回転角, Y軸回転角, Z軸回転角).オイラー角の値域を正規化する(),
ikLink.最小回転量,
ikLink.最大回転量);
X軸回転角 = clamped.X;
Y軸回転角 = clamped.Y;
Z軸回転角 = clamped.Z;
ikLink.IKリンクボーン.回転 = Quaternion.RotationMatrix(Matrix.RotationX(X軸回転角) * Matrix.RotationY(Y軸回転角) * Matrix.RotationZ(Z軸回転角)); // X, Y, Z の順
}
else if (CGHelper.クォータニオンをYZX回転に分解する(ikLink.IKリンクボーン.回転, out Y軸回転角, out Z軸回転角, out X軸回転角)) // ジンバルロックが発生しなければ true
{
// (B) YZX 回転
var clamped = Vector3.Clamp(
new Vector3(X軸回転角, Y軸回転角, Z軸回転角).オイラー角の値域を正規化する(),
ikLink.最小回転量,
ikLink.最大回転量);
X軸回転角 = clamped.X;
Y軸回転角 = clamped.Y;
Z軸回転角 = clamped.Z;
ikLink.IKリンクボーン.回転 = Quaternion.RotationMatrix(Matrix.RotationY(Y軸回転角) * Matrix.RotationZ(Z軸回転角) * Matrix.RotationX(X軸回転角)); // Y, Z, X の順
}
else if (CGHelper.クォータニオンをZXY回転に分解する(ikLink.IKリンクボーン.回転, out Z軸回転角, out X軸回転角, out Y軸回転角)) // ジンバルロックが発生しなければ true
{
// (C) ZXY 回転
var clamped = Vector3.Clamp(
new Vector3(X軸回転角, Y軸回転角, Z軸回転角).オイラー角の値域を正規化する(),
ikLink.最小回転量,
ikLink.最大回転量);
X軸回転角 = clamped.X;
Y軸回転角 = clamped.Y;
Z軸回転角 = clamped.Z;
//ikLink.ikLinkBone.回転行列 = Quaternion.RotationYawPitchRoll( Y軸回転角, X軸回転角, Z軸回転角 );
ikLink.IKリンクボーン.回転 = Quaternion.RotationMatrix(Matrix.RotationZ(Z軸回転角) * Matrix.RotationX(X軸回転角) * Matrix.RotationY(Y軸回転角)); // Z, X, Y の順
}
else
{
// その他はエラー
continue;
}
//----------------
#endregion
}
// IKリンクの新しい回転行列を反映。
ikLink.IKリンクボーン.モデルポーズを更新する();
}
return(true);
}
/// <summary>
/// 現時点までに蓄積された三角形や四角形から、インデックスバッファを生成して返す。
/// </summary>
public Buffer インデックスバッファを作成する()
{
return(CGHelper.D3Dバッファを作成する(_IndexList, RenderContext.Instance.DeviceManager.D3DDevice, BindFlags.IndexBuffer));
}
