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Tissue Solver SOPは、Muscleオブジェクトと解剖学的ボーンモデルを結合し、それらをソフトボディの皮膚組織で包み込み、物理ベースのFEMシミュレーションを実行します。 皮膚組織と筋肉が両側的にシミュレーションされます。つまり、皮膚組織が筋肉に影響を与える一方で、筋肉も皮膚組織に影響を与えます。 解剖学的ボーンは、皮膚組織や筋肉のどちらからも影響を受けませんが、皮膚組織と筋肉は解剖学的ボーンからの影響を受けます。
通常では、Tissue Solver SOPはTissue Systemシェルフツールを実行した時に自動的にネットワークに追加されます。 Tissueシステムは、Muscle、Franken Muscle、スキン、ボーンを集めて、シミュレーションプロパティを適用し、最終的にそれらのコンポーネントすべてをTissue Solver SOPに接続するように設計されています。
ビューポートベースのツールの使い方は、
Tissue Systemのヘルプを参照してください。
パラメータ ¶
Physical ¶
これらのパラメータは、Tissue(皮膚組織)に割り当てるシミュレーションプロパティを制御します。
HoudiniはTissue(皮膚組織)をハイブリッドソリッドソフトボディオブジェクトとしてシミュレーションします。 つまり、皮膚組織は、ポリゴンのスキンサーフェスレイヤーだけでなくソリッドの内部も使用して構築されます。 スキンレイヤーは、表面を固体の薄層として扱い、そこには残りの固体特性とは別に独自のマテリアル特性が使用されます。 スキンレイヤーはポリゴンサーフェスとして構築されているので、皮膚の“皺”のような効果を作成することができます。
Skin Layer ¶
Shape Stiffness
これは、スキンポリゴンがそのスキンサーフェスの接線方向の局所変形に抵抗する強度を決定します。
Bend Stiffness
これは、スキンポリゴンがそのスキンサーフェスの法線方向の局所変形に抵抗する強度を決定します。
Damping Ratio
この単位のないパラメータは、スキンポリゴンが変形を止める早さを制御します。
Mass Density
これは、スキンポリゴンの体積あたりの質量の密度です。
Thickness
ここには、スキンポリゴンの表面積あたりの体積を指定します。
Connective Tissue Layer ¶
Shape Stiffness
これは、ソリッド四面体が形状の局所変形に抵抗する強度を決定します。
Volume Stiffness
これは、ソリッド四面体が体積の局所変形に抵抗する強度を決定します。
Damping Ratio
この単位のないパラメータは、ソリッド四面体が変形を止める早さを制御します。
Mass Density
これは、ソリッド四面体の体積あたりの質量の密度です。
Tissue ¶
これらのパラメータは、Tissue(皮膚組織)ジオメトリの構築方法、アニメーションさせる方法、コリジョンを扱う方法を制御します。
Tet Embedding ¶
一度内部化されると、入力のスキンジオメトリがシミュレーション用にソリッドオブジェクトに変換されます。
Stashed Tissue ¶
一度四面体メッシュを構築して、その生成されたメッシュのキャッシュコピーを保存すれば、このノードが初期化されてもジオメトリを再計算する必要がないので便利です。
Stash Tissue
このボタンは、四面体化したTissueデータの内部キャッシュコピーを保存します。ソリッド化パラメータは、スタッシュ(貯蔵)が存在している時は無効になります。
Clear Stash
スタッシュ(貯蔵)データを削除し、ソリッド化パラメータを再度有効化します。
Make Solid ¶
これらのパラメータは、スキンポリゴンをソリッド四面体メッシュとして内部化させる方法を制御します。
Base Size
有効にすると、このオプションが入力のモデルサイズを設定します。これは、生成される四面体の相対スケールを変更することなくモデルを修正することができます。 無効にすると、そのモデルのベースサイズが、その直径から自動的に決定されます。このモードでは、生成される四面体のサイズは、モデルの全体スケールとは無関係です。 以下のサイズ変更パラメータすべてが、手動で設定または自動的に計算されたBase Sizeによってスケールされます。
Max Tet Scale
このパラメータは、生成される四面体それぞれの最大サイズを制御します。この値は Base Size の相対値です。このパラメータを高く設定すると、四面体メッシュ内部の四面体を大きくすることができます(内部ディテールが粗くなります)。
Min Triangle Scale
このパラメータは、四面体メッシュの表面上の三角形の最小サイズを制御します。この値は Base Size の相対値です。このパラメータを高く設定すると、四面体メッシュ境界上の三角形が大きくなります(表面のディテールが粗くなります)。
Local Scaling
最終の四面体の表面上の四面体のサイズを制御するメソッドを選択します。内側の四面体は、その表面から補間されたサイズに基づいたサイズになります。
Enlarge to Cover Input Mesh
新しい体積内にすべてのオリジナルポイントが収まるように四面体メッシュの体積を自動的に増やします。
Skin Animation ¶
Tissue Solverでは、キャラクタスキンが
Bone Capture/Deformワークフローによってアニメーションを付けられているもの想定しています。
これらのパラメータを使用することで、アニメーションするキャラクタスキンとシミュレーションするTissue(皮膚組織)との関係性を調整することができます。
Target Strength
シミュレーションしたTissue(皮膚組織)をスキンから取得したアニメーション位置へ引き寄せる分布したソフト拘束フォースの強度密度。
Target Damping
Target Strengthに適用される減衰密度。
Override Skeleton Root Path
有効にすると、スキンのDetailアトリビュート: pCaptSkelRootで見つかったキャプチャールートパスが、以下で指定したパスに置換されます。
変形ボーンを基準としたこのTissue Solver SOPの位置とその変形ボーンを基準としたスキンの位置が異なっている場合には、このオーバーライドを使用します。
Skeleton Root Path
このパスは、スキンジオメトリにベイクされているスケルトンルートパスの上書きに使用されます。 このパスには、変形ボーンを発見可能なルート場所を指定してください。
Collisions ¶
これらのパラメータは、Tissue(皮膚組織)のみに関係する衝突に影響します。
Enable Tissue Collisions
Tissueサーフェスとのすべての衝突を有効または無効にします。
Enable Skin Self Collisions
Tissueサーフェスの自己衝突の検出を有効または無効にします。 自己衝突が起きないような場合にこの機能を無効にすれば、計算の効率化を図ることができます。
Collision Radius
衝突が検出されるTissueサーフェスからの距離。
Muscles ¶
これらのパラメータは、入力のMuscleの扱い方を制御します。
通常では、Tissue SolverのMuscle入力は、MuscleアセットまたはFuranken Muscleアセットのどれかから直接取得されます。 Musclesは、Tissue Solver内部のTissueと解剖学的ボーンと一緒にシミュレーションされます。
Note
MuscleとFranken Muscleは、それらのアセット特有のビルトインのダイナミクスソルバを使ってダイナミクスプロパティをプレビューすることができますが、 Tissue Solverは、それらのMuscleアセットで見つかったダイナミクスプロパティを使って独自の筋肉シミュレーションを行ないます。 Tissue Solverは、そのMuscleプレビューダイナミクスを無視します。
しかし、ビューポート内でプレビューダイナミクスとTissueソルバダイナミクスの両方を同時に表示していると、Houdiniは、それぞれのシミュレーションをお互い関係なく実行させる必要が出てきます。 Tissue Solverシミュレーションを実行する時は、Muscleの表示を無効にするか、ダイナミクスプレビューを無効にすることを推奨します。
Tissue Solverは、他のソースに対して追加でシミュレーションを実行しなくても、そのソースからのMuscleジオメトリにも対応することができます。 この場合、その入力ジオメトリはソルバ内では変形するスタティックジオメトリとして扱われます。 つまり、これらのオブジェクトとのダイナミクスの相互作用が一方的になります。 MusclesはTissueに影響を与えますが、TissueはMusclesに影響を与えません。
Use Prebaked Muscles
ダイナミクスソルバ内では、入力のMuscleジオメトリを変形するスタティックジオメトリとして扱います。 有効にすると、Muslceに対して追加のシミュレーションが実行されません。
Enable Muscle Collisions
Musclesとの衝突の検出を有効または無効にします。
Shape Stiffness Multiplier
MuscleのShapeの固体剛性を調整します。MusclesとFranken Musclesには、元から形状剛性が備わっています。このパラメータは、その剛性の入力値に対する乗数として作用します。
Volume Stiffness Multiplier
MuscleのVolumeの固体剛性を調整します。MusclesとFranken Musclesには、元からVolume剛性が備わっています。このパラメータは、その剛性の入力値に対する乗数として作用します。
Attachment Strength ¶
Tissueは、 Tissue to Muscle Slack パラメータで制御可能な取り付け強度によってMuscleに拘束されます。
Tissue to Muscle Slack
TissueをMuscleを基準として拘束された位置から移動させなければならない自由度。 値が大きいほど、Tissue自体が拘束しているMuscleから遠くに移動できるのに対し、値をゼロに近づけるとMuscleとTissue間の接着が強くなることを意味します。
Prebaked Muscle Mass Density
Prebaked Musclesを使用する時、これは、接着強度の計算に使用される質量密度の値です。
Make Prebaked Muscles Solid
入力のMuscleジオメトリがサーフェスポリゴンだけで構築されている場合、このトグルを有効にすると、Muscleがダイナミクスソルバ内で四面体メッシュとして表現されるように
Tet Embed処理が実行されます。
Prebaked Muscles Tet Embedding ¶
これらのパラメータは、入力のポリゴンサーフェスを四面体ソリッドに変換する方法を制御します。
Base Size
有効にすると、このオプションが入力のモデルサイズを設定します。これは、生成される四面体の相対スケールを変更することなくモデルを修正することができます。 無効にすると、そのモデルのベースサイズが、その直径から自動的に決定されます。このモードでは、生成される四面体のサイズは、モデルの全体スケールとは無関係です。 以下のサイズ変更パラメータすべてが、手動で設定または自動的に計算されたBase Sizeによってスケールされます。
Max Tet Scale
このパラメータは、生成される四面体それぞれの最大サイズを制御します。この値は Base Size の相対値です。このパラメータを高く設定すると、四面体メッシュ内部の四面体を大きくすることができます(内部ディテールが粗くなります)。
Min Triangle Scale
このパラメータは、四面体メッシュの表面上の三角形の最小サイズを制御します。この値は Base Size の相対値です。このパラメータを高く設定すると、四面体メッシュ境界上の三角形が大きくなります(表面のディテールが粗くなります)。
Local Scaling
最終の四面体の表面上の四面体のサイズを制御するメソッドを選択します。内側の四面体は、その表面から補間されたサイズに基づいたサイズになります。
Enlarge to Cover Input Mesh
新しい体積内にすべてのオリジナルポイントが収まるように四面体メッシュの体積を自動的に増やします。
Bones ¶
これらのパラメータは、入力の解剖学的ボーンの扱い方を制御します。
Houdini MuscleシステムのAnatomical Bones(解剖学的ボーン)は、筋肉特性を表に出さない筋肉組織の塊に挿入されているジオメトリオブジェクトを参照します。 解剖学的ボーンは完全にパッシブ(受動的)ではないので、シミュレーション中では、その周辺のTissueやMuscleのダイナミクス効果の影響を受けません。 解剖学的ボーンは、コリジョンを生成する変形スタティックジオメトリオブジェクトとして扱われ、Tissueの取り付け先となる拘束ソースとして作用します。
Tet Embedding ¶
入力のジオメトリには、ポリゴンサーフェスまたは四面体ソリッドのどちらかを指定することができますが、一度内部化されると、Tissue Solverは、Tet Embed SOPを介してどのポリゴンサーフェスも四面体ソリッドに変換します。
Make Bones Solid
入力のAnatomical Bones(解剖学的ボーン)ジオメトリが既に四面体メッシュで構築されている場合、このトグルをオフのままにします。 そうでない場合、このトグルをアクティブにすることで、以下のSolid Embeddingパラメータが有効になります。
Base Size
有効にすると、このオプションが入力のモデルサイズを設定します。これは、生成される四面体の相対スケールを変更することなくモデルを修正することができます。 無効にすると、そのモデルのベースサイズが、その直径から自動的に決定されます。このモードでは、生成される四面体のサイズは、モデルの全体スケールとは無関係です。 以下のサイズ変更パラメータすべてが、手動で設定または自動的に計算されたBase Sizeによってスケールされます。
Max Tet Scale
このパラメータは、生成される四面体それぞれの最大サイズを制御します。この値は Base Size の相対値です。このパラメータを高く設定すると、四面体メッシュ内部の四面体を大きくすることができます(内部ディテールが粗くなります)。
Min Triangle Scale
このパラメータは、四面体メッシュの表面上の三角形の最小サイズを制御します。この値は Base Size の相対値です。このパラメータを高く設定すると、四面体メッシュ境界上の三角形が大きくなります(表面のディテールが粗くなります)。
Local Scaling
最終の四面体の表面上の四面体のサイズを制御するメソッドを選択します。内側の四面体は、その表面から補間されたサイズに基づいたサイズになります。
Enlarge to Cover Input Mesh
新しい体積内にすべてのオリジナルポイントが収まるように四面体メッシュの体積を自動的に増やします。
Bone Animation ¶
入力のボーンジオメトリは、Bone Capture/Deformワークフローを使用するか、または元々キャプチャーアトリビュートを持っていないジオメトリオブジェクトのアニメーションシーケンスとして、アニメーションさせることができます。
Bone Animation from Capture Weights
Bone Capture/Deformワークフローを使ってAnatomical Bone(解剖学的ボーン)ジオメトリをアニメーションさせている場合、
このトグルを使うことで、そのボーンジオメトリからキャプチャーウェイトが取り込まれて、そのウェイトがモデルの四面体ソリッド表現に適用されます。
このトグルを無効にすると、入力のジオメトリは、ボーンモデルのソリッド表現を変形するための
Point Deformコントロールハルとして使用されます。
Radius
変形させるポイントクラウド内のポイントを検索するための各ポイントからの最大距離(Houdini単位)。 その相対距離に基づいて、単純なElendtメタボールウェイトが適用されます。
Minimum Points
この数より少ないポイントしか見つからなかった場合、最低でもこの数のポイントが見つかるように検索半径が大きくなります。 これが原因で最終メッシュに不連続性が発生しますが、ポイントが少なくなるよりはマシなことが多いです。
Maximum Points
ウェイトが付けられるポイント数の上限を設定します。上限を下げることでアプリケーションが高速化されメモリ使用量が減りますが、不連続性が発生してしまいます。
Collisions ¶
これらのパラメータは、Anatomical Bones(解剖学的ボーン)のみに関係する衝突に影響します。
Enable Bone Collisions
ボーンとのすべての衝突を有効または無効にします。
Collision Detection
衝突の検出を試みる時に、ボーンのボリューム表現またはサーフェス表現のどちらかを使用します。
Note
Anatomical Bones(解剖学的ボーン)をアニメーションさせている場合には、サーフェス表現を使用することを推奨します。 ボリュームベースの衝突は、ボーンジオメトリを時間軸で変形させた時に一時的な不連続性が起こり得ます。
Collision Radius
衝突が検出されるボーンからの距離。
Tip
このノードの Guides タブにあるトグルを使用することで、 Collision Radius を可視化することができます。
Division Size
ボリュームベースの衝突を使用した時に有効になります。 このパラメータには、ボーンジオメトリのボリューム表現を構築する時のボクセルグリッドの均一分割サイズを指定します。
Attachment Strength ¶
Tissue to Bone Slack パラメータで制御可能な接着強度を使って、Tissueをボーンに拘束します。
Tissue to Bone Slack
Tissueをボーンを基準として拘束された位置から移動させなければならない自由度。 値が大きいほど、Tissue自体が拘束しているボーンから遠くに移動できるのに対し、値をゼロに近づけるとボーンとTissue間の接着が強くなることを意味します。
Bone Mass Density
このパラメータは、Tissueとボーンの接着強度の計算に使用される質量密度です。
Collisions ¶
これらの衝突パラメータは、外部オブジェクトとのTissueコリジョンに適用されます。 これらの衝突は、MuscleとAnatomical Bones(解剖学的ボーン)間、ボーンとTissue内部間などで起きる“内部”コリジョンと混同しないでください。
有効にすると、TissueとMusleの両方で外部コリジョンが検出されます。 ボーンアニメーションはダイナミクスシミュレーションによるモーションではなくハード拘束モーションとして扱われているので、 Anatomical Bone(解剖学的ボーン)ジオメトリは、外部コリジョンに反応しません。
Use External Collider
このトグルを有効にすると、以下のパラメータによってTissueのコリジョンソースを指定することができます。
Collider
このパスには、シミュレーションで衝突するSOPジオメトリを指定します。
Primitive Group
Colliderジオメトリのサブセットとして使用するオプションのプリミティブグループ。
Use Deforming Geometry
外部コリジョンソースが時間軸で移動も形状も変化しない場合には、このトグルを無効にして衝突検出を最適化します。
Collision Detection
衝突検出を試みる時に、外部Colliderのボリューム表現またはサーフェス表現のどちらかを使用します。
Note
Colliderをアニメーションさせている場合には、サーフェス表現を使用することを推奨します。 ボリュームベースの衝突は、Colliderを時間軸で変形させた時に一時的な不連続性が起こり得ます。
Collision Radius
衝突が検出されるコリジョンソースからの距離。
Simulation ¶
これらのパラメータは、ダイナミクスシミュレーションの一般的なプロパティを制御します。
Reset Simulation
シミュレーションキャッシュをクリアします。
Start Frame
シミュレーションの初期フレーム。
Substeps
フレーム毎に実行されるDOPシミュレーションのサブステップ数。 サブステップ数を上げることで、計算時間が増えますがダイナミクスシミュレーションの精度が良くなります。
Tip
高速に移動するオブジェクトのシミュレーションでは、サブステップ数を上げるメリットがあります。
Collision Passes
ソルバで使用する衝突検出と解像度パスの最大数。
Integrator Type
ソルバで使用する積分タイプを選択します。 ABE2インテグレータは、多くのエネルギーを維持して、よりリアルタイムな反応を生成します。 それに対し、BE1インタグレータは、より拘束された減衰反応を持ちます。 この2つのインテグレータタイプのルックは、サブステップを増やすほど近くなります。
Cache Simulation
シミュレーションキャッシュを有効にします。 非常に大きなシミュレーションでは、このオプションを無効にすることで、できるだけ最小限のメモリ使用量に抑えることができます。
Allow Caching To Disk
メモリにおけるキャッシュの最大サイズに到達した場合、DOP Networkは、新しいエントリー用に古いキャッシュエントリーの削除、または古いエントリーをディスクへ保存のどちらかを行なうことができます。 もしこのオプションがオンである場合、古いキャッシュエントリーがディスクに保存され、必要であればディスクから再読み込みされます。 このモードでは、単に古いキャッシュエントリーを破棄するよりも速度は遅くなりますが、内部メモリキャッシュサイズに関係なく常にシミュレーション履歴全体を確実に使用することができます。
Cache Memory (MB)
このシミュレーション用のキャッシュがどのくらいのメモリを消費することができるかをメガバイトで指定します。 この制限を超過すると、前述の Allow Caching To Disk パラメータ値に依存しながら、古いキャッシュエントリーが削除されるか、またはスペースを空けるためにディスクに保存されます。
Gravity
単位質量オブジェクトに適用する重力。
Tip
単位がメートル、秒、キログラムなら、-9.81が地球の重力に良い値です。 単位がフィート、秒、ポンドなら、-32が地球の重力に良い値です。
Output ¶
Outputパラメータは、ソルバによって生成される色々なジオメトリオブジェクトをフィルタリングすることで、Tissue Solverの出力を調整することができます。
Solve ¶
これらのパラメータは、ダイナミクスシミュレーションの一部として含まれる入力オブジェクトを決めます。 このパラメータブロック内のどれかのアイテムを無効にすることで、それらのアイテムをソルバ側で完全に無視させることができます。
Include Connective Tissue
シミュレーション内でTissueを有効にします。
Include Muscles
シミュレーション内でMuscleを有効にします。
Include Bones
シミュレーション内でボーンを有効にします。
Include Embedded Geometry
Tissueによって変形される埋め込まれた高い解像度のスキンジオメトリの包含を有効にします。
Embedded Geometry
このパスには、埋め込みジオメトリとして含めるSOPノードを指定します。
Output ¶
これらのパラメータは、計算された後の項目をフィルタリングすることができます。 このパラメータブロック内で有効になっている項目は、このTissue Solverノードから出力されるジオメトリ内に含まれます。
Connective Tissue
このトグルを有効にすると、シミュレーションされたTissue(四面体メッシュ)が出力に含まれます。
Solved Muscles
このトグルを有効にすると、シミュレーションされたMuscle(四面体メッシュ)が出力に含まれます。
Solved Bones
このトグルを有効にすると、ソルバで使用されたボーン(四面体メッシュ)が出力に含まれます。
Solved Surface Triangles
このトグルを有効にすると、Tissueの外側境界上に形成されたサーフェス三角形が出力に含まれます。
Embedded Geometry
このトグルを有効にすると、埋め込みジオメトリが出力に含まれます。
Primitive Groups ¶
これらのパラメータは、出力に含まれている項目からプリミティブグループを作成することができます。
Connective Tissue
出力されたTissue四面体に割り当てるプリミティブグループ名。
Muscles
出力されたMuscle四面体に割り当てるプリミティブグループ名。
Bones
出力されたボーン四面体に割り当てるプリミティブグループ名。
Surface Triangles
出力されたサーフェスポリゴンに割り当てるプリミティブグループ名。
Embedded Geometry
出力された埋め込みジオメトリに割り当てるプリミティブグループ名。
Guides ¶
ガイドパラメータは、Tissue Solver内で役立ついくつかのガイドオブジェクトの可視性の制御に使用します。
Bone Collision Radius
入力のAnatomical Bones(解剖学的ボーン)の各ポイントで球状の半径ビジュアライザを有効にします。
Note
デフォルトの Bone Collision Radius は0.0です。
Tissue Collision Radius
入力のTissueサーフェスの各ポイントで球状の半径ビジュアライザを有効にします。
入力 ¶
First
変形されていない静的状態のスキンサーフェスジオメトリ。一度内部化されると、このスキンサーフェスは、Tet Embed SOPを使ってソリッドに変換されます。
スキンがBone Capture/Deform workflowを介してアニメーションされている場合、この入力には、Deform SOPによるアニメーションの前のキャプチャウェイトサーフェスを指定してください。
このHDAの出力はダイナミクスソルバによって生成されるので、どの入力アニメーションもシミュレーションに置換されます。
とはいえ、このHDA内部で一度サーフェスをソリッドに変換する際には、キャプチャウェイトスキンを使用することでソリッドにウェイトを伝搬させることができることに注目してください。
これによって、アニメーションポイントをシミュレーションのターゲット拘束またはピン拘束として使用することができます。
Second
アニメーションが付いたMusclesとアンカー領域拘束。
MusclesとFranken Musclesは、共通のmuscle_idアトリビュートを調べることで、それに該当するアンカー領域に拘束されます。
Musclesは、合致したMuscle IDのアンカー領域に拘束されます。
Tissueは、 Tissue to Muscle Slack パラメータで制御可能な接着強度を使ってMusclesに拘束されます。
Third
変形されていない静的状態(Capture Pose)のMuscles(のみ)。 この入力には、静的状態でのスキンジオメトリを基準に位置づけられた静的状態のMuscleジオメトリをTissue Solverに用意します。 この入力を接続しなかった場合、アニメーションが付いたMusclesは、Tissue Solverの Start Frame でクックされ、静的ポーズとして使用されます。
Note
Static Muscles入力には、アンカー領域を含めないでください。 Static Musclesは、静的ボーンと交差しないようにしてください。 ボーンとMusclesの初期配置がお互いに貫通していると、Tissue Solverでエラーが発生するので、シミュレーションを実行する前に修正してください。
Fourth
アニメーションが付いたAnatomical Bones(解剖学的ボーン)。 このジオメトリは、変形する衝突ジオメトリとして、さらにTissueの拘束ゴールとして、シミュレーションに組み込まれます。 Tissueは、 Tissue to Bone Slack パラメータで制御可能な接着強度を使ってボーンに拘束されます。
Fifth
静的Anatomical Bones(解剖学的ボーン)。 この入力には、静的状態でのスキンジオメトリを基準に位置づけられた静的状態でのボーンジオメトリをTissue Solverに用意します。 この入力を接続しなかった場合、アニメーションが付いたAnatomical Bones(解剖学的ボーン)は、Tissue Solverの Start Frame でクックされ、静的ポーズとして使用されます。
Note
ボーンとMusclesは、初期状態ポーズで交差しないようにしてください。
