2021/06/02

多関節でSpring IK Solverを使用する際の注意点

こんにちは、BACKBONEの塙です。

四足歩行動物や鳥類の脚などのリグを設定する場合、
多関節の設定方法として、

など、幾つか方法があります。

今回は、Spring IK Solverを使用する方法をご紹介します。
Spring IK Solverを使用する際は、親階層での回転、スケールには注意が必要です。

1．初めにSpring IK Solverを有効にします

初期設定では、

Skeleton > Create Ik Handle > Tool Settings

のCurrent solverにSpring IK Solverは含まれていません。

MELのコマンドライン（またはスクリプトエディタ）で、

ikSpringSolver;

を実行すると、Current solverにSpring IK Solverが表示されます。
以上でロードは完了です。

多関節になるよう4つのjointを配置し、Spring IK Handleを作成します。

Spring IK Solverは、Rotate-Plane IK Handleと同様に
Pole Vector Constraintを設定することができます。
Pole Vector用のコントローラ（springIk_plvCtrlと命名）を作成し設定します。

Spring IK Handleを制御するためのコントローラ（springIk_ikCtrlと命名）を作成します。
次に、全体を制御するためのコントローラ（all_ctrlと命名）を作成し階層を整理します。

挙動を確認します。

springIk_ikCtrlやspringIk_plvCtrlの挙動は問題なさそうです。
all_ctrlの移動の挙動も問題なさそうですが、
回転させた際に膝の関節が2重に回転しているように見えます。
　

確認のため、同じ階層でRotate-Plane IK Handleを設定してall_ctrlを回転してみます。

やはりSpring IK Solver側では、膝の関節が2重に回転しています。
どうやら、Spring IK HandleとPole Vectorを格納している親（all_ctrl）を回転すると、
2重で回転する仕様のようです。

all_ctrlの回転の影響を受けるのであれば、その影響を相殺すれば解決します。
そもそも、親の影響を受けないようにSpring IK Solverの箇所を階層の外に出して、
ローカルセットアップで設定すると簡単に解決できますが、今回は階層を変えずに対応します。

①「springIk_jt_A」と同じ位置、回転情報を持ったtransformノードを作成し、
springIk_jt_Aの親ノードとします。
名前は「springIk_jtSpace」としておきます。

② springIk_jtSpaceよりも親の階層全ての回転を相殺する値を取得して、
springIk_jtSpaceのrotateに接続します。
今回はspringIk_jtSpaceのparentInverseMatrixを接続します。

③ 挙動を確認します。

all_ctrlの３軸を回転しても問題なさそうです。

今回は、親の回転の影響を相殺する方法をご紹介しましたが、scaleにも注意が必要です。

all_ctrlを１軸scaleする機会はあまりないかと思いますが、
こちらの問題も同様に、影響を受ける不要な値を相殺することで、
下の動画のように解消できます。

今回はSpring IK Solverを使用する際の注意点をご紹介しました。
本記事でSpring IK Solverにご興味が湧きましたら、ぜひ試してみてください。
では。

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