ヒューマノイド概要
概要
VRMのヒューマノイドは、主にモーションキャプチャーの Forward kinematics のモーションを受けられることを基準に決めました。
１フレームのモーション(ポーズ)は以下の情報で表される想定です。
- hipsボーンの移動値
- 各ボーンの回転値
ある Gltf Scene (Unity Hierarhcy) がこのデータを受けて同じポーズを再現するには以下の条件必要です。
- Gltf Node (Unity GameObject) とボーン(hips, spine, chest...)の対応が分かっている
- ボーンの親子関係が決まっている
- ポーズを受ける前の姿勢が決まっている => T-Pose
細かく言えば、ボーンの長さが違うと同じポーズになりません。 これを解決する技術を、リターゲットと言いますが VRM では特に指定していません。 例えば、股-膝-足首-踵 の比率が違うと地面に対してすべります。
Unity の HumanoidAvatar を元に決めたのでだいたい同じです。
https://docs.unity3d.com/Manual/AvatarCreationandSetup.html
さらに、プログラムでの扱いを簡単にするために
- すべての Gltf Node (Unity GameObject) の回転を0にしたときに初期ポーズになる
- スケールは変化しない
を追加したものが VRM のヒューマノイドです。
特にスケールは難しい問題で、スケール中心が原点以外、負のスケール、XYZ別々のスケールなどを考慮したプログラム書くのは大変な負担となります。
T-Pose
腕と手の指についても規約があります。
- 手の平は下向き
- 親指は水平でXZ平面(上から見て)45度
Unityのヒューマノイド
Unity では、 Avatar というオブジェクトがあります。
これを、 Humanoid モードに設定できます。
Avatar は Unity の オブジェクトですが、Humanoid Avatar の設定画面は fbx importer の一部です。
このため、 fbx 以外のデータから Humanoid Avatar のあるモデルを作れません。
ただし、Program から Humanoid Avatar を作成する関数はあるので、
UniVRMは Humanoid Avatar を作成できます。 humanoid component
互換性のあるBVH
初期姿勢が、 T-Pose であるBVHと互換性があります。
- hips に移動値を代入して
- hips から子に向かって ローカル回転を代入します
詳細
ボーンの一覧は、
https://docs.unity3d.com/ja/2019.4/ScriptReference/HumanBodyBones.html
と同じです。
- 対象となるノードはスキニング(GLTFのskinおよびjoint、UnityのSkinnedMeshRendererなど)とは無関係に選択できる
- 必須のボーンがすべて含まれている
- ボーンの親子関係がヒューマノイドの定義を守っている(LowerLegの最初に見つかる祖先ボーンがUpperLegであるなど)
- hipsをrootに以下の親子関係。カッコは必須でないボーン
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hips - spine - chest - (upper chest) - neck - head
- headからleft - (eye)
- headからright - (eye)
- chestまたはupper chestからleft - (shoulder) - upper arm - lower arm - hand - (fingers)
- chestまたはupper chestからright - (shoulder) - upper arm - lower arm - hand - (fingers)
- hipsからleft - upper leg - lower leg - foot - (toes)
- hipsからright - upper leg - lower leg - foot - (toes)
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間にヒューマノイドに関係ないノードが入ることは許す(LowerLegの親がemptyでその親がUpperLegであるなど)
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必須でないボーンは飛ばしてよい(UpperArmの親がshoulderじゃなくてchestなど)
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