【CG】 モデリング基礎編 その４ エッジループの作り方

さて今回も引き続き、モデリング基礎編です。今回はエッジループを具体的にどうやって作るか？三角形はどうやって無くす？と言うことに注目して紹介して行きたいと思います。

まずは前回のエントリーでも紹介したとおり、エッジループで面をとる場合は、基本的には面を取りたいエッジの左右に1本ずつエッジを足した、最終的にはサブディヴィジョンを適用して、面を取る方法です。

【四角形】
一番基本的な面取りは下記のような四角形の面取りですね。

四角のそれぞれの角に中心に、左右上下にエッジを１本ずつ足すことで面取りすることが可能になります。



【円柱】
続いては円柱を作る場合ですね。円柱を作る上で最も重要なのが、円を形成するための頂点数です。ただ、形状が円柱に見えれば、それでOK！という訳ではありません。円柱を作成する場合に、僕が最も多く使う頂点数は８，１６，３２，６４の８の倍数です。続いて状況に応じて６、１２、２４、４８、などの６の倍数を使用します。デフォルトの１０の倍数も不可ではありませんが、リダクションする際に、２で割った場合、最小頂点数が５と言うことで、上面、底面の三角形を処理できなくなりるので、特定の理由が無い限り、僕の場合は１０の倍数はほとんど使用しません。

こんな感じで、円周の周りに１本ずつエッジを足して、上面、底面の三角形を図の様に処理してあげれば、すべてを四角形に保つことが出来ます。


【球】
球に関しては、基本的に面取りを行う必要はありませんので、頂点超過(1つのバーテックスに対して、何本ものエッジが集まっている状態)と三角形の処理方法だけを紹介させて頂きます。

 こんな感じに頂点を処理すれば、頂点超過や三角形はなくなります。



続いては円柱の応用編として、背景には欠かせないパイプの作り方ですね。パイプを作成する場合、下図左のように、円柱同士をぶっさす感じでモデリングしてもかまわないのですが、この場合、突き刺した部分の接合部に溶接跡などのテクスチャーを描くの非常に困難になってしまいます。
（遠景でそういった汚しや溶接部分を描く必要が無い場合は問題なし）そこで、下図右のように繋げて（一体形成でモデリング）、エッジを足すことで、溶接して出来たかのような、繋ぎ目を再現することが出来ます。

他にも３本のエッジを１本に減らす方法や柔らかい曲面とシャープな曲面をエッジの感覚を調整することで、車のボディの形状のような複合的な形状を作成する方法などもありますが、それらはまた次回に紹介したいと思います。

上記で紹介した様な方法はエッジループを使った面取りを行うための基本事項ですが、本日紹介した方法だけでも、色々な形状をを作るための応用がききます。ぜひ、覚えていただき、実践されてみてはいかがでしょうか？？？

そして、以前ツイッター限定で出題した、北田栄二のモデリングチャレンジ！！！の回答と言うわけではありませんが、課題１から４までのワイヤーフレームを公開させて頂こうと思います。

※北田栄二のモデリングチャレンジ

ルールは至って、シンプル。サブディヴィジョンを適用する前提で、課題の形状をエッジループを使い面取りを行う。ただし、多角形、三角形の使用は禁止！一体形成された形状は、同様にポリゴンでも一体形成で作ること！ぶっさしモデリングは禁止！

課題１　サイコロ

課題２　ナットとネジ（ネジ穴は螺旋状に形成すること。）

課題３　ホイール

課題４　サスペンション

っという感じで、応用させれば色々な形状をエッジループを使って（サブディヴィジョンを適用させるため）作ることが出来ます。今回はほんの一例に過ぎませんが、ぜひ一度、皆さんもエッジループを使った面取り、サブディヴィジョンを適応させる前提のモデリングにチャレンジしてみて下さい！！！

＜三角ポリゴン補足＞
業務上、プロダクションによっては三角ポリゴンは使用不可というプロダクションも存在しますが、僕個人の考えでは、状況やレンダラーに応じて、三角ポリゴンの使用は可能だと言うのが、僕の考えですが、海外プロダクションの多くはRenderManをベースにしたレンダラーを使用しているので、三角形を使用したモデルや頂点超過があるモデルの場合、時折、レンダリング時にエラーが出たり、三角ポリゴンや頂点超過部分だけレンダリング出来きない！と言うようなこともありますので、常日頃から三角形や頂点超過を極力使用しないモデリングを心がければ！っと思います。また、正しいトポロジーはリグやアニメーション、レンダリングにも優しいく、エラーもすくなくなりますからね！


【多角形ポリゴン補足】
僕のモデリング知識において、基本的に多角形ポリゴンは使用禁止です。理由は色々とありますが、先ほども述べましたが、海外プロダクションの多くはRenderManをベースとしたレンダラーを多く使用しています。そのため多角形ポリゴンはサブディヴィジョンを適用した際に、トラブルになることが非常に多いです。そのため海外プロダクションの多くは多角形ポリゴンの使用を禁止しています。

次回も引き続き、モデリング基礎編　その５を予定しています。皆さんの参考になれば幸いです。

【CG】 モデリング基礎編 その３ ベベルとエッジループ

さて、今回も引き続きモデリングの基礎編。今回はベベルとエッジループを使った面取りの違いがわからない！という質問を頂いたので、前回のエントリーを少し補足する感じで、ベベル機能を使った面取りとエッジルールを使った面取りの違いについて紹介できればと思います。

まずは簡単な四角形を使ってベベル機能を使った面取りとエッジループを使った面取りを比較してみようと思う。


＜ベベルを使った面取りの場合＞

見ていただければ解ると思いますが、赤く表示された部分に三角形のポリゴンが発生したのを確認することが出来ると思います。これはMAYAベベル特有の機能かもしれませんが、複数のエッジが集まる頂点の処理に問題を持っています。またUVを展開した後にUVのボーダーエッジになっているエッジにベベルを使うとUVが破綻して壊れてしまう！というバグにも近い仕様がMAYAベベルにはあります。前回のエントリーでも述べた通り上記理由から、僕はベベル機能をほとんど使用することがありません。これはもちろん好みの問題もあるので、一概に正解というのはありません。



＜エッジループを使った面取りの場合＞

エッジループを使った面取りと言うのは前回のエントリーでも説明しましたが、面を取りたいエッジを中心に、左右に１本ずつエッジを足して、中心のエッジから左右のエッジの距離を調整して、面取りを行う方法です。
 この方法の利点は、ブロックモデル（プロキシーモデル）などに、そのままエッジを足す（多少、手を加える必要はあり）ことで、ハイモデル、ヒーローモデルへの流用が可能という点が大きな利点です。
また、ブロックモデル（プロキシーモデル）の段階でUV展開しておいても、UVのほとんどを変えることなく流用できることも利点の一つです。 ただ、この方法でモデリングした場合は、サブディヴィジョンを使用することが前提となりますので、MentalRayなどのレイトレーサーで扱う場合は、多少レンダリングに負荷がかかるモデリング方法だと言えると思います。


続いてはベベル機能を使って出来てしまった多角形や三角形がレンダリングに与える影響をご紹介したいと思います。

下記の図はベベル機能を使って作ったジオメトリです。上面に多角形と三角形があるのが確認できると思います。

こちらの下図は実際にレンダリング時に処理させる（レンダラーにより分割方法は異なる）多角形のワイヤーフレームになります。RenderManを代表とするReyes系のレンダラーはレンダリング時に、すべてのジオメトリをマイクロポリゴンと言う四角ポリゴンに変換しますが、MentalRayを代表とするRaytrace系のレンダラーは、レンダリング時にすべてのジオメトリを三角ポリゴンに変換することが多いです。なので、レンダラーがRaytrace系であれば大きな問題になりませんが、レンダラーがReyes系の場合は、多角形がある場合は、レンダリングにエラーが出てしまい、レンダリング出来ないケースも少なくありません。

※マイクロポリゴンをビューポート上で可視化させることは出来ませんので、今回は割愛させていただきます。

下図は同様にエッジループを使って面取りを行ったケースです。どのポリゴンもほぼ正四角形に近い状態で保たれています。
（サブディヴィジョン適用前なので、形状はブロックモデルの時と変化ありませんが、サブディヴィジョンを適用することで角が丸く面を取ることが出来ます。）

下図では同様にRaytracer（レンダラーにより分割方法は異なる）でレンダリングするときの分割線になります。見ていただければ解ると思いますが、すべてのポリゴンを正四角系に近い状態で保っていたため、分割された三角形も、ほぼ左右対称で同じ形状に分割されているのがわかると思います。これはリグ、アニメーション、シュミレーション、レンダリングを行う上で非常に重要なことです。モデラーはただシルエットをモデリングするだけではなく、正しいトポロジーをキープすることも非常に重要な役割の一つです。正しいモデリングを行うことで、リグ、アニメーション、シュミレーション、レンダリングでのトラブルの多くを防ぐことが出来ます。

続いてエッジループを使った面取りを具体的に図をまじえながら紹介したいと思います。図の左側はサブディヴィジョン適用前、右がサブディヴィジョン適用後になります。見ていただければ解ると思いますが、サブディヴィジョン適用前は、ブロックモデルの時と何も変わりません。ただ、エッジが足されているだけです。もちろんUVも同じです。

こちらは上記モデルよりもエッジループの幅を広くした物です。ブロックモデルのときの形状は、UV共に変わりませんが、サブディヴィジョン適用後の面取り具合に違いがあるのが確認できると思います。これがエッジループを使った面取りという訳です。左右のエッジの幅を広くしたり、狭くしたりすることで、面取りの角度を調整する面取りの方法です。

※この方法を用いる場合、すでにUV展開の作業を終えた場合は、エッジを動かすのではなく、エッジを加えた後に、古いエッジを削除するようにしてください。バーッテックスやエッジを動かすことで、UVが歪んだり、破綻してしまいます。

続いてはおまけで、なぜ多角形がいけないのか！？と言うことご紹介したいと思います。まず下図のような多角形平面を作成してみました。見た目は非常に綺麗な平面ですが、レンダリング時の分割線を見てみると。。。。。。

こちらがレンダリング時の分割線です。見ていただければ解ると思いますが、どの三角形も形状が異なり、細く長く伸びた三角形になっていることが確認できると思います。

Raytracerの場合は、レンダリング時に三角ポリゴンに変換するので、多角形でも完全平面であれば、問題なくレンダリングすることは可能ですが、湾 曲した曲面や完全平面でない場所に、細く長く伸びた三角形があると、Raytracerでもレンダリングのエラーになる場合があります。最近はレンダラー も発達して、多少の不正なポリゴンなどでも、内部的に自動処理して、レンダリングすることも可能ですが、必ずしもレンダラー側で処理できるとは限りませ ん。特にReyes系のレンダラーの多くは多角形ポリゴンをサポートしていません。（特にサブディヴィジョンを扱う場合は特に問題になることが多いで す。）

なので、モデラーは格好いいシルエット、モデルを作ることも重要ですが、内部的に正しいトポロジーも同時に作成する必要があります。背景やハードサーフェースに比べて、特にキャラモデラーを目指す方は、特に正しいトポロジーと言うのを意識された方が良いでしょう。キャラの場合は、リグ、アニメーション、シュミレーション、レンダリングと多肢のセクションと関わることになります。
正しいトポロジーでなかったために、不要な問題、トライアンドエラーを抱えてしまい、他セクションに多大な迷惑をかけることにもなりかねません。


と言うことで、今回はベベルとエッジループを使った面取りの比較を行ってみました。今後、モデラーを志す学生さんや、モデリングについての知識を深めたい方の参考になれば幸いです。

あと補足ですが、ベベル機能、三角形ポリゴンが悪い、使用しちゃいけない！という訳ではありません。要は長所と短所を理解して、使い分ければどちらも非常に便利な 機能です。

すべてを四角で、極力正四角形に近い状態にトポロジーを保つと言うのは、非常に長い時間を要し、困難な作業です。ある程度の経験も必要になってきます。なので、要はレンダラーなどの長所、短所を理解した上で、迅速かつ適切な方法を選択すると言うことに限ると思います。

ちなみに僕はレンダラーがMentalRayやRaytrace系だった場合、けっこう三角形は使ったりします。ベベルは個人的にあまり好きじゃないので、レンダラーに関わり無くほとんど使用しませんがｗこの辺は、何度も言いますが、好みの問題ですね（＾＾；
あと多角形は絶対に使いませんね。レンダリングだけでなく、アニメーションやリグ、シュミレーションにも悪影響がでますので。

次回は更に掘り下げて、トポロジーについてご紹介できればと思います。

【CG】 モデリング基礎編 その２ ベベルとスケール

さて、少し前回のモデリング基礎編から期間があいてしましましたが、今回はモデリングの中でも、僕が特に気を使っているベベル（面取り）について紹介したいと思います。

ベベル（面取り）はオーガニックモデルやキャラクターモデルを作る際には、あまり頻繁に行う作業ではありませんが、ハードサーフェースを作る際には非常に重要な要素になってきます。

そして、僕がモデリングの際に綺麗なトポロジー（不正が無い）を作ることと同じぐらい、最も気をつけている作業の一つです。

ベベル（面取り）はスケール感を作る上で、非常に重要な要素です。また、面を取ることでオブジェクトに綺麗なハイライト（スペキュラー、リフレクション）を与えることが出来ます。

それでは、一言でベベル（面取り）と言っても、実はいくつかの方法と用途があります。
今回はそれらの方法と用途について紹介できればっと思います。


＜面取りを行わない場合（サブディヴィジョン不適用）＞


上記図の様に遠景に私用するモデルの場合やマットペイント用のベースモデルなどの場合は、あえてベベルを行わない場合がほとんどです。
面を取ることでスケール感が損なわれ、ミニチュアのように見えてしまいます。
また面取りを行うことで、遠景のモデルにも関わらず、ポリゴン数の増加にも繋がります。
上記のような理由から、遠景モデルではベベル（面取り）を行わないことが多いですが、プロダクションによっては、遠景近景関係なく
きっちりとリアルスケールの面取りを行うプロダクションも存在します。




＜ベベル機能を用いたい面取りの場合（サブディヴィジョン適用可）＞


これはMAYAやMAXのモデリングツールを使用して面取りを行うケースです。基本的には近中景用のモデルを作成す時に、よく用いられる方法です。またセグメント（分割）次第では、面取り後にサブディヴィジョンを適用することも可能です。
ベベル機能は便利で非常に扱いやすいので、使用されている方も非常に多いと思いますが、僕は大きな面を作るとき以外は、ほとんど使用する事がありません。
僕がベベル機能を使用しない理由はいくつかありますが、最も大きな理由はベベルの幅が選択されたエッジですべてが均等になり、スケール感、リアリティが損なわれる。
また、面取り後の角に三角ポリゴンや多角形ポリゴンが出来たり、モデリング終了後の修正で面取りの幅、間隔の修正を修正したい時に、修正が非常に困難であるという点で、僕はよほど大きな面を作る時以外はベベル機能を使用しません。
この辺は、個人の好みもあると思いますが（＾＾；


＜エッジループとサブディヴィジョンを用いた面取りの場合＞


この方法は近景モデルやヒーローモデルを作成する際に作成する方法で、面を取りたいエッジを中心に左右に１本ずつエッジを足す方法です。この方法は最も海外プロダクションで多く用いられている方法です。そして、僕が最も好んで行う面取りの方法でもあります。面や角が常に平面に保たれて居いることが多いので、サブディヴィジョンを適用することが前提のモデリング方法になります。
また、この方法で面取りを行った場合、角の不正な多角形や三角形の発生を防ぐことも出来、モデリングが終了した後でも、エッジループの間隔を調整することで
UVの破綻を来たすことなく、簡単に面取りの幅を調整することが可能です。またサブディヴィジョンを適用することで、非常に現実世界に近い形の面取りを行うことが可能です。

 ベベル（面取り）の方法や用途、サブディヴィジョンの適用、不適用はプロダクションのルールやワークフローなどにより異なります。一概にこれがベストな面取りの方法です！というのはありませんが、海外で作成されるモデルの多くは、エッジループとサブディヴィジョンを用いたモデリングが非常に多いです。海外就職を意識される方は、この方法を意識してモデリングに取り組まれたはいかがでしょうか？？？

質問や不明な点などあれば、お気軽にメールフォームかツイッターなどでご質問頂ければと思います。

次回は更に具体的なエッジループを用いたモデリング方法、テクニックをいくつか紹介したいと思います。

外国人が日本で働くためには！ 第一回

以前から企画していた新コーナーです。 日本人が海外で働くためのブログ、エントリーを基本に書いてきましたが、今回はその”逆”で、外国人が日本で働くためには？とう切り口で、日本で働いた経験がある現役の外国人アーティストにインタビューを試みました。
外国人が日本で働くためには何が必要か？日本企業は何を変えるべきか？など大胆にインタビューを行いました。



今回の第一回目は、日本人の妻を持ち日本語、英語、中国語を自在に操る現役アニメーター。LucasAnimationSingapore、ILM（US）を経て現在はBlueSkyStudioでアニメーターとして、活動されているジェーソン・ホー氏にインタビューを試みました。


※今回のインタビューは個人、企業への配慮を考え企業名や個人名など一切公開しない予定でいましたが、彼の好意で会社に直に問い合わせして頂き、本名、企業名を公開しても大丈夫との承認を頂きましたので、今回のインタビューは企業、個人名を公開した形でのインタビューとなります。


-Please introduce yourself and give us a brief summary of your work experience.
自己紹介と簡単な職歴の紹介をお願いします。

My name is Jason Ho. I am a Singaporean currently working in the US for Blue Sky Studios. I've also worked at Industrial Light + Magic in San Francisco prior to joining Blue Sky.

私の名前はジェーソン・ホーです。私はシンガポール人です。私は現在アメリカのブルースカイスタジオで働いています。そして、私はサンフランシスコのILMで働いた後、ブルースカイスタジオに入社しました。

-What was your job title and your responsibilities? How long did you work in Japan?

あなたの職種と役割を教えてください。また、あなたは日本でどれぐらい働きましたか？

I work as an animator at Blue Sky Studios and we're supposed to animate for the project that we're in. I worked in Japan for 4 months only.

私はアニメーターとしてブルースカイスタジオで働いています。私達の役割はプロジェクトのためにメニーションを作成することです。私は日本で４ヶ月だけ働いていました。

-In general, how did you feel about working in Japan?(or more specifically, pros and cons?)

あなたは日本で働いてみて、どう感じましたか？具体的に長所や短所などあれば教えて下さい。

I was very lucky to work for the people who came from Square USA. My immediate boss was very open to running his team through the western approach so I was spared a lot of Japanese workplace cultures which can be quite counter productive at times.
私はスクウェアUSAから帰国した人たちと一緒に働くことが出来て、非常にラッキーでした。私の直属の上司は非常に解放的で、彼のチームを運営させる上で、欧米式のアプローチを行っていたので、私は時々、生産性を高めることが出来、日本の職場文化の多くを免れました。

-What do you think are the differences between the working styles of Japanese companies and western-based companies?

あなたは日本の企業と欧米の企業のワークスタイルの違いについてどう思いますか？

The company that I was working in was quite small, so we were more or less required to do more generalist work whereas in western-based companies tends to pigeon hole you into your skill set.

Another thing I noticed is that they weren't very open to suggestions and opinions from 'junior' people. At the same time, there could be a lot of reasons for that. (Scheduling restrictions or maybe the client has something very specific in mind)
私が働いていた会社は非常に小さかったので、私達の会社は欧米ベースの企業でハトの穴にスキルをセット（スペシャリスト化）する傾向がある一方で、多かれ少なかれジェネラリスト的な仕事をする必要がありました。

もう一つ私が気づいた点は、 彼らは”ジュニア”からの提案や意見に対して、あまり好意的ではありませんでした。同時にいくつかの理由があったのかもしれません。
（スケジュール的な制限、またはおそらくクライアントに対する特別な心情か何か。）

-What elements do you think Japanese companies should change to improve the working experience of foreign artists?

外国人アーティストが日本で働くためには、日本企業は何を変える必要があると思いますか？

First thing I would say is to change the working hours of CG companies. Most companies usually start super late (around 10am - 11am) and ends their day at 9-11pm. This leaves the artists with completely no personal life after work hours. Psychologically, it would burn the artist out very quickly and would therefore impact the artists' productivity in the long run.

Be more open to ideas from employees and encourage idea brainstorming within the artists. It would definitely help the team grow as a whole.
まず最初に私は映像プロダクション（CG関係）の労働時間を変えるべきだと言いたい。ほとんどの会社は始業時間が非常に遅く（１０時から１１前後の就業開始）、そして終業時間は２１時から２３時ごろです。
これはアーティストが勤務時間後に個人の時間（生活）をまったく持てないことを意味しています。

これらは心理的にアーティストを非常に早く燃え尽きさせます。したがって、これらはアーティストの生産性に長期的な影響を与えるでしょう。

従業員からのアイデアをより開放的にする。私はアーティスト内でアイデアのブレーンストーミングをお勧めします。それは間違いなくチーム全体としての成長に役立つだろう。

-What elements do you think are necessary in an artist if he/she wants to work in Japan?

外国人アーティストが日本で働くためには、何が必要だと思いますか？

1) Speak Japanese. If not, work for a company that has translators.
2) Good health. Trust me, you're going to need it to last there.
3) Be open to their culture. The Japanese are very different culturally as compared to the　western society.


１）日本語を話してください。もし、話せない場合は通訳を持つ会社に勤めると良いでしょう。
２）健康第一！私を信じて、あなたはそこに続くために、それらを行う必要があるでしょう。
３）彼らの文化に心を開いて下さい。日本人の文化は欧米の文化と非常に異なっています。

-Including myself, many Japanese artists have been leaving the country to work overseas. How do you feel about this?

私自身も含めて、多くの日本人アーティストが海外で働くために、日本を離れています。それについてどう感じますか？

I don't think that's the case. A lot of Japanese artists I know tend to stay in their own country for multiple reasons. Language being the main reason they shy away from applying to western companies. I do feel that the companies should definitely think of a new approach to making the artist's lives better if they are serious about building on their animation/growing industry.
私はそのケースを考えません。私が知っている日本人アーティストの多くは複数の理由から、自分の国に滞在する傾向があります。主な理由は言語です。彼らは非常に恥ずかしがり屋で欧米企業から離れています。
私は、企業は間違いなく、彼ら（アーティスト）がアニメーション/成長産業においてビルドアップ（構築）を真剣に考えている場合、アーティストの生活を良くするために新しいアプローチを考えるべきであると感じています。 

-Please give a message to those who are willing to work in Japan or those Japanese artists who want to work outside of Japan.

日本で働きたい外国人、もしくは海外で働きたい日本人に対して、メッセージをお願いします。

To those who want to go to Japan, be prepared to work long hours. I'd advice you to stand up for your own rights. Asking for a compromise whereby you come in earlier and leave earlier so that you have a normal life.

For those who want to work outside Japan, brush up your English and don't be afraid to take that first step. I personally feel that once you step out, you won't look back.

日本で働きたい人へ、長時間働くための準備をして下さい。私はあなた自身のために立ち上がることをアドバイスしたい。早く来て早く帰ることで、以前のような通常の生活を維持するための妥協を求めてください。

日本国外で仕事をしたい人へ！英語力を磨いてください！そして、最初の一歩を踏み出すことを恐れないで下さい。私は個人的に、あなたは一度降りると感じて、後ろを振り返らなくなるでしょう！

Thank you for featuring me in your blog!
私をあなたのブログに取り上げてくれて、ありがとう！




以上がインタビューになります。私自身、英語に関しては、まだまだ未熟な部分が多々ありますので、翻訳に間違いがあるかもしれません。メール、コメント欄より、ご指摘頂ければ、後日修正いたしますので、お気軽にご指摘頂ければと思います。