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Mesh Bake の実装

Mesh Bake とは​

この機能を Freeze と呼ぶこともあります

Unity にはその名もずばり BakeMesh という関数があります。

SkinnedMeshRenderer-BakeMesh - Unity スクリプトリファレンス

SkinnedMesh で bone を動かしてからこの関数を呼ぶと、その状態の mesh を得ることができます。

blendShape の変更も Bake されます
mesh に入っている blendshape は変更されません

Bake と Mesh.bindposes​

bake された Mesh を SkinnedMeshRenderer で動かすには、 bake した状態の bone から Mesh.bindposes を計算して置き換える必要があります。 以下のコードでできます。

SkinnedMeshRenderer smr;
mesh.bindposes = smr.bones.Select(x => x.worldToLocalMatrix).ToArray();
tip

逆に言うとこの計算で得られる値と異なる bindposes には、 なんからの mesh 変形が含まれています。

  • scaling, mirrorring … etc
  • A スタンスの T スタンスへの補正
  • Z-UP を Y-UP に回転
クリーンナップする効果があります。

例えば、mirror を表現する負のスケーリングをクリアする効果があります。

mesh が反転して格納されていて、bondpose でミラーリングする手法があった。

bindposes の変更​

bone の world 位置を維持して回転と拡大縮小を変更してから bindposes を計算した場合でも、 Skinning が壊れることはありません。

bone の position が関節の回転原点
回転は自由に設定しても問題ありません

任意の流儀の rig に合わせられます。

スケールは 1 がお勧め

lossyScale と同じ問題があり、行列では表現できるが scale では表現できないなどのトラブルがあります。

blendshape に対応する​

blendshape を列挙してひとつずつ weight を上げてから bake して、 元の mesh の vertices を引き算することで blendshape の bake を得ることができます。

Assets\UniGLTF\Runtime\MeshUtility\MeshFreezer.cs

ヒエラルキーに拡大縮小が含まれているとうまくいかない例がある
position だけを処理対象にしておくのが無難と思われます

vrm-0.x 正規化​

BakeMesh に対する boneposes 計算前に回転と拡大縮小を変更することが可能であることを利用して、 無回転、無拡大縮小にするのが vrm-0.x の正規化処理です。 事前に T-Pose にするという規約が追加されています。

Assets\UniGLTF\Runtime\MeshUtility\MeshFreezer.cs

関連​

bake 処理の改修​

v0.116 , v0.117 , v0.119

https://github.com/vrm-c/UniVRM/blob/v0.115.0/Assets/UniGLTF/Runtime/MeshUtility/BoneNormalizer.cs#L226

正規化処理を複数のステップに分割して、 読めるようにする。

  • Mesh の bake
  • Hierarchy の正規化
  • SkinnedMeshRenderer へのアタッチと bindposes の計算

TODO​

  • glTF exporter 統合
  • vrm1 exporter 統合