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Blenderのボーン1本で口の「あいうえお」を操作する

　本記事はFIXERが提供する「cloud.config Tech Blog」に掲載された「【Blender】口の形状「あいうえお」をボーン１本で操作【キャラクターモデリング】」を再編集したものです。

　こんにちは！

　本記事では、キャラクターモデリングでの口の形状をボーン1本で簡単に操作する方法について書いていこうと思います。

　前提として、すでに口にボーンが通っているものを想定して話を進めていこうと思います。

　口周りや顎のボーンの作り方は、mmCGさんのこちらの動画を参考に作っています。

https://youtu.be/wV1KRifHvUg

　それでは解説を始めていきます。

やりたいこと

　まずはやりたいことを整理していこうと思います。

　やりたいことは、1本のボーンを動かすだけで「あいうえお」を表現することです。これを実現するためにLive2Dのパラメータの概念を取り入れます。

　「あいうえお」表現方法はこちらのサイトを参考にしました。

https://forum.live2d.com/discussion/381/facerig%E3%81%A7%E3%81%AE%E5%8F%A3%E3%81%AE%E4%BD%9C%E3%82%8A%E6%96%B9%E3%82%84%E6%96%B9%E5%BC%8F%E3%81%AE%E6%A4%9C%E8%A8%8E

「あいうえお」表現

　Live2Dでは「閉じた口」を0.0、「開いた口」を1.0と数値を設定し、その間を行き来することで口をパクパクさせます。

　ここに、「口の横幅」のパラメータを足すと、「あいうえお」を表現することができます。

　今回はこれをBlenderで再現していこうと思います。

　作るものとしては、マウスコントロールボーンを左右に動かすと口の横幅が変化し、上下に動かすと口の開閉が変化する、というものです。

　主に必要になってくるボーンコンストレイントは「トランスフォーム変換」というものです。

トランスフォーム変換の使い方

　ボーンコンストレイントの種類の1つである「トランスフォーム変換」とは、ターゲットボーンの位置・回転・拡縮の数値を任意のボーンの位置・回転・拡縮の数値に変換することができる機能です。

　難しいので簡単に例を挙げて説明します。

　例えば、ボーン1を右に動かしたとします。するとボーン1のX軸位置の数値は大きくなっていきます。このボーン1のX軸位置の数値をボーン2の拡縮の数値に変換すると、ボーン1が右に行くほどボーン2が大きくなっていきます。

　今回はこの機能を応用していきます。

チュートリアル

　それでは実際に作っていきます。

　ボーンの配置はこのようにしました。

　コントロールボーンの名称はこのように設定しました。

　工程の手順は次のものになります。

・CON.mouthの位置制限をする
・CON.mouthのローカルZ軸の位置の数値をCON.lip.upper.000のローカルZ軸の位置の数値に変換する
・CON.mouthのローカルZ軸の位置の数値をCON.lip.lower.000のローカルZ軸の位置の数値に（上下逆に）変換する
・CON.mouthのローカルX軸の位置の数値をCON.lip.corner.RのローカルX軸の位置の数値に変換する
・CON.mouthのローカルX軸の位置の数値をCON.lip.corner.LのローカルX軸の位置の数値（左右逆に）に変換する

1．グラフの作成

　まずは分かりやすいように、Live2Dのパラメータグラフグラフのようなものを作っておきます。グラフの大きさは0.1mの正方形としました。

　このグラフの中でCON.mouthを動かして口の形を決められる、という想定です。

　縦軸は、一番下を0、一番上を1.0としました。

　横軸は、一番左を-1.0、一番右を1.0としました。

　つづいてCON.mouthとなる新しいボーンをグラフの左角(x=0, y=0)の場所に追加します。

　親子関係は解除するのでどこから生やしてもらっても大丈夫です。CON.mouthのローカル軸はワールド軸と同じ方向に設定します。

　また、コントロールボーンですので変形のチェックを外しておきます。CON.mouthには適当な円形のカスタムシェイプを設定しています。

　これでパラメータグラフは完成です。

　編集モードでの作業はここまでとなりますので、armatureを選択しポーズモードに切り替えましょう。

2．位置制限

　CON.mouthはグラフの範囲以上に動いてほしくないのでの位置制限をします。

　ボーンコンストレイントの中の「位置制限」を追加します。

　X最小は-0.05m、Yは0m、Zは0m。

　X最大は0.05m、Yは0m、Zは0.1m。

　オーナーを「ローカル空間」

とします。

　これでボーンがグラフの範囲外に動かなくなったと思います。

3．CON.mouthの上下移動で口を開閉させる

　ここで編集するのは、CON.lip.upper.000、CON.lip.lower.000の2つです。

　まずはCON.lip.upper.000に「トランスフォーム変換」を追加します。

　ターゲットを「armature」

　ボーンを「CON.mouth」

　ターゲット、オーナーをどちらも「ローカル空間」

　変換元は、

Zの最小値を「0m」

最大を「0.1m」

　変換先は、

Zの変換元を「Z」

最小「-0.001m」

最大「0.005m」

としました。

　続いて、CON.lip.lower.000に「トランスフォーム変換」を追加します。

　CON.lip.upper.000の時とほぼ同じですが、変換先だけ少し違います。

　CON.mouthの上下とは逆に動かなければいけないので、最大の方がマイナスの値となります。

　Zの変換元を「Z」

　最小「0m」

　最大「-0.01m」

としました。

　変換先の最小値、最大値は人によって違うと思いますので、適宜ちょうどいい値に設定してください。

4．CON.mouthの左右移動で口の横幅を変える

　次は、CON.lip.corner.L、CON.lip.corner.Rに「トランスフォーム変換」を追加していきます。

　基本設定はどちらも上と同じです。

　口周りのコントロールボーンのローカル座標は、X軸がワールド座標とは逆方向を向いているので注意です。

　CON.lip.corner.Rの変換元は、

Xの最小値を「-0.05m」

最大を「0.05m」

　変換先は、

Xの変換元を「X」

最小「-0.005m」

最大「0.005m」

としました。

　CON.lip.corner.Lの変換先は、

Xの変換元を「X」

最小「0.005m」

最大「-0.005m」

としました。

　単純に横幅が変わるだけならこれで完成ですが、今回は「むすっとした口」と「にこやかな口」を行き来できるようにしてみました。

　追加した設定は、変換先のZのパラメータです。

　CON.lip.corner.L、CON.lip.corner.Rの変換先の設定に、

Zの変換元を「X」

最小「-0.005m」

最大「0.003m」

を追加しました。

完成品

まとめ

　これでボーン1本で口を操作することができました。応用すれば、目や他の部位にも使えそうな気がします。

　ぜひ皆さんも使ってみてください！

　それでは、また。

徳武澪／FIXER
FIXER 23卒の新入社員です。3DCGが得意です。
「エンジニアのためになるデザイン」に関する情報を発信していこうと思います。

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