ICE シミュレーションのサブフレームサンプリング

ICE シミュレーションのタイプによっては、通常どおりに各フレームを複数回サンプリングする必要があります。サブフレームサンプリングを増やす必要があるシミュレーション状況の最も典型的な例は、次のとおりです。

特にノンリニア方式で、あるフレームから次のフレームへすばやく放出または移動するパーティクル。これらのオブジェクトは非常にすばやく移動するため、単一フレームの時間内に適切に解析できません。
デフォームするオブジェクトから放出されるパーティクル。
あるフレームから次のフレームへ、位置またはシェイプがすばやく変化するオブジェクトとの衝突。
衝突のためさらに高い精度を必要とするサイズが小さいパーティクルが多数あります。

サブフレームサンプリングによって、フレームごとに ICE シミュレーションが評価される回数が決まります。サブフレームサンプルが増えると、シミュレーションによる解析がさらに正確になります。たとえば、すばやく移動するパーティクルエミッタでは、サブフレームサンプリングによって、パーティクルの位置についてさらに正確なデータが得られます。サブフレームサンプルを増やすとシミュレーション時間が長くなるため、目的とするエフェクトの結果と必要な時間の両方のバランスを考慮する必要があります。

Softimage 2012 以前に作成されたシーンおよびコンパウンド(またはそのいずれか)をアップグレードし、サブフレームサンプリングを使用するには、下の「サブフレームサンプリングを使用するためにシーンおよびコンパウンドを更新する」を参照してください。

下のイメージでは、サブフレームサンプリング値は 30 です。パーティクルは球エミッタのパスに沿って適切に放出されています。この球は、ノンリニアパスを 8 フレームにわたって非常に速く移動します。他のパーティクルは衝突時に放出されます。

下のイメージでは、サブフレームサンプリング値は 1 です。球が各フレームで一度パーティクルを放出することにより外観が非常に変化する様子がわかります。各フレームでの移動は非常に速いため、衝突を計算する時間はありません。

注:サブフレームサンプリングは、非 ICE シミュレーション(リジッドボディ、ソフトボディ、クロス、非 ICE Syflex クロス)では現在サポートされていません。

シミュレーション用のサブフレーム数を設定する

サブフレームサンプリングは[シミュレーション設定]プロパティ経由で行われます。このプロパティは、オブジェクト用にシミュレート ICE ツリーを作成するときに自動的に作成されます。オブジェクト全体で同じサブフレームサンプリングを使用し、予測可能な結果が得られるように、このプロパティはオブジェクトごとに設定されます。このプロパティは、[ICETree]ノードの EvolveOp オペレータ上のポートに接続されます。EvolveOp はシミュレーション領域にあるすべてのオペレータの結果を読み取り、以前の評価をメモリに保持します。

現在、衝突時やパーティクル放出時のみ増加させるなど、シミュレーションで使用するサブフレームサンプル数を適宜変更することはできません。シミュレーションでは、コンスタントなサブフレームサンプリングのみサポートされています。

ICE シミュレーションを作成します(パーティクル、リジッドボディ、デフォーメーション、Lagoa、または Syflex ICE クロス/カーブ)。
Explorer で、シミュレーションオブジェクトの直下にある[シミュレーション設定]プロパティのノードをクリックします。
[シミュレーション設定]プロパティエディタで、[サブフレームサンプリング](Subframe Sampling)値を、フレームごとにシミュレーションをサンプリングする回数に設定します。たとえばこの値を 10 に設定すると、シミュレーションフレームはそれぞれ 10 回サンプリングされます。

2 や 3 など、小さい値で始めて結果をテストしてください。できるだけ小さい値を使用して必要な結果を出すことを推奨します。たとえば、Syflex ICE シミュレーションの場合は最大でも 4 または 5 しか必要ありません。また、Lagoa シミュレーションでは 10、極端に高速な ICE パーティクルエミッタまたはデフォームするオブジェクトでは最大 20～30 となります。

サブフレームサンプリングの評価は、シミュレーション領域に存在するシミュレーションオペレータ(ソルバ)を使用して行われます。最善の結果を得るには、[Simulate Particles]ノードや[Lagoa Simulate Multiphysics]ノードなど、インテグレーションに時間を使用するソルバを使い、シミュレートされたポイントを移動させる必要があります。
1 を超える値をサブフレームサンプリングに設定した場合、パーティクル放出のレートが変化することがわかります。放出レートは各サンプルで放出されたパーティクルの数に基づくため、これは通常の動作です。

たとえば、1 つのフレームで 3 つのパーティクルを放出し、フレームごとに 1 つのサブフレームサンプルを使用するとします。その後、サブフレームサンプル数を 2 つに増やした場合、1 つのサブフレームサンプルを使用した結果と一致するように、最初のサンプルで 1 つ、2 番目のサンプルで 2 つのパーティクルを放出する必要があります。基本的に、定数値を使用して同じ数のパーティクルを完全に一致させることは不可能です。

サブフレームサンプルデータを表示する

表示属性プロパティを作成すると、[サブフレームサンプリング](Subframe Sampling)値を視覚化できます。[属性表示]プロパティエディタで[属性]値を[NbSubSamples]に設定し、必要に応じて他のオプションを設定します。

表示属性プロパティを作成する方法については、「属性値を表示する」を参照してください。

このイメージでは、サブフレームサンプリング値が 20 に設定されています。

サブフレームサンプルデータをキャッシュする

ICE シミュレーションがサブフレームサンプルを使用しているときは、シミュレーションフレームを「通常の」フレームとしてキャッシュしたり、[サブフレームサンプリング](Subframe Sampling)値でフレームをキャッシュすることを選択できます。

サブフレームサンプルは、[Cache Manager]ノードまたは[Cache on File]ノードを使用してキャッシュできます。いずれの方法もここで説明します。

Cache Manager からサブフレームサンプルをキャッシュする

ICE シミュレーションオブジェクトの[シミュレーション設定]プロパティエディタを開き、[サブフレームサンプリング](Subframe Sampling)値を前述したように設定します。
現在の[サブフレームサンプリング](Subframe Sampling)値を使用してシミュレーションをキャッシュするには、[Cache Manager]-[Cache All Simulation Samples]オプションを選択し、各サブフレームがキャッシュファイルに保存されるようにします。

このオプションがオフの場合、シミュレーションフレームは、全体およびサンプリングされていないフレームとしてキャッシュされます。
[Open Cache Manager]ボタンをクリックして Cache Manager を開いた後、ICE シミュレーションをキャッシュファイルに書き込みます。「アニメーションまたはシミュレーションデータをキャッシュファイルに書き込む」を参照してください。
キャッシュファイルをオブジェクトに、そしてキャッシュクリップを Animation Mixer にロードするには、「Animation Mixer でキャッシュファイルを使用する」を参照してください。

サブフレームはそれぞれキャッシュファイルに保存されます。このキャッシュファイルは、元のシミュレーションの速度に一致するように自動的にスケーリングされます。たとえば、キャッシュするシミュレーションが 8 フレーム長で[サブフレームサンプリング]値が 20 の場合、下のキャッシュクリップに表示されている値のように、160 のサブフレームがキャッシュファイルに実際に保存されます。

サブフレームデータを使用すると、Animation Mixer にあるキャッシュファイルをフルフレームのキャッシュよりも正確にリタイムできます。

[スケール](Scale)値を使用してクリップのタイミングをスケールしたり、タイムワープカーブを使用してシミュレーションのタイミングを調整または反転できます。

これらのオプションの詳細については、「クリップをスケーリングする」および「時間のリレーション(タイムワープ)を変更する」を参照してください。

[Cache on File]ノードを使用してサブフレームサンプルをキャッシュする

ICE シミュレーションオブジェクトの[シミュレーション設定]プロパティエディタを開き、[サブフレームサンプリング](Subframe Sampling)値を前述したように設定します。
シミュレーションオブジェクト用に ICE ツリービューを開き、シミュレーションオブジェクトの ICE ツリーに[Cache on File]ノードを接続します。
シミュレーションをキャッシュファイルに書き込みます。「ICE ツリーにキャッシュファイルを書き込む」を参照してください。サブフレームサンプルをキャッシュに書き込むために、このプロパティエディタで必ず[すべてのシミュレーションサンプル](All Simulation Samples)オプションを選択してください。
別のオブジェクト(または同じオブジェクト)で、「ICE ツリーでのキャッシュファイルを読み込む」の説明に従って、キャッシュファイルを読み取るように[Cache on File]ノードを設定します。

オリジナルシミュレーションの速度に合わせてキャッシュファイルのサイズが自動的に調整されるように、必ず[すべてのシミュレーションサンプル](All Simulation Samples)オプションを選択してください。

キャッシュファイルの読み取り時にこのオプションが無効になっていると、各サブフレームは通常のフレームとして読み取られ、シミュレーション速度が低下します(サブフレームサンプルの数が 2 つ以上の場合)。

サブフレームサンプリングを使用するためにシーンおよびコンパウンドを更新する

2012 以前の Softimage バージョンのシーンおよびコンパウンドのサブフレームサンプリングを使用するためには、いくつかの手順を実行する必要があります。古い ICE シミュレーションでは、[シミュレーション設定]プロパティが作成されず、旧バージョンの EvolveOp オペレータ(シミュレーション領域のものを計算するために使用されたオペレータ)が使用されました。

古いシーンを更新する

バージョン 2012 以前の Softimage バージョンで作成されたシーンを更新するには、次の手順を実行します。

ICE シミュレーションオブジェクトを選択し、ICE ツリーを開きます。右側のコンストラクションスタックに、シミュレーション領域の現在の[ICETree]ノードが表示されます。
[ICETree]ノードを、シミュレーション領域から次に示す領域の 1 つ(アニメーション領域やモデリング領域など)に移動させます。これは一時的な状態です。
ICE コンストラクションスタックでシミュレーション領域マーカーを削除します。
新しい[ICETree]ノードを含む新しいシミュレーション領域マーカーが作成されるように、新しいシミュレーション ICE ツリーを作成します。
新しい[ICETree]ノードを削除し、続いて本来の[ICETree]ノードをシミュレーション領域にドラッグして戻します。

以上の操作で、ICE シミュレーション用に新しい EvolveOp オペレータと[シミュレーション設定]プロパティが用意されます。

[Simulation Step]ノードを使用していたほとんどの ICE サンプルシーン(Lagoa シーンなど)は、サブフレームサンプルを使用できるように更新されました。

古いコンパウンドを更新する

2012 以前の Softimage バージョンを使用してコンパウンドを作成した場合、1 を超える値を持つサブフレームサンプルを使用できるようにするためには、通常それらを更新する必要があります。

コンパウンドが時間ベースの場合、それらを更新する必要はありません。
コンパウンドがフレームベースの場合は(コンパウンドは[Simulation Step]ノードを使用する)、[Simulation Step]ノードではなく[Frame Step]ノードを使用してそれらを更新する必要があります。[Frame Step]ノードはサブフレームを処理でき、[Simulation Step]ノードはサブフレームを処理できません。

コンパウンドが最新バージョンのノード(タグ付きの「サブフレームサポート」)を使用しているかどうかをチェックするには、Compound Version Manager を使用できます。ICE Tree ビューで[コンパウンド](Compounds) [Compound Version Manager]を選択してください。

コンパウンドのバージョンを更新する方法については、「コンパウンドのバージョニングを行う」を参照してください。

更新された出荷時のノードとコンパウンド

[Simulation Step]ノードを使用していた以下の出荷時の ICE コンパウンドは、[Frame Step]ノードを使用するように更新されました。これにより、1 を超える[サブフレームサンプリング]値を処理できるようになりました。

カールノイズの適用
Convert Rate Per Second to Num Per Frame(1 秒間あたりのレートを 1 フレームあたりの数に変換)
Drag Force(ドラッグフォース)
Emit Blast(爆風放出)
Emit from Curve(カーブからの放出)
Emit from Geometry(ジオメトリからの放出)
Emit from Position(位置からの放出)
Emit from Volume(ボリュームからの放出)
Emit Splash from Surface Collision(サーフェイスの衝突からスプラッシュを放出)
Emit Trail at Surface Intersection(サーフェイス交点でのトレイルの放出)
EvolveOp オペレータ
Frames to Seconds(フレーム数から秒数への変換)
Generate Points(ポイントの生成)
Lagoa コンパウンド
Seconds to Frames(秒数からフレーム数への変換)
Simulate Particles(パーティクルのシミュレート)
Simulate Rigid Bodies（リジッドボディのシミュレート）
バレットリジッドボディのシミュレート(Simulate Bullet Rigid Bodies)
Simulation Step(シミュレーションのステップ)
Test Should Drip(垂れ落ちる動作のテスト)
Wind Force(風のフォース)