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MikuMikuDance関連ツール紹介(パーティクルクリエータ (Particle Creator))(弾幕、微粒子、エフェクト表現)


MikuMikuDance関連ツール紹介

(パーティクルクリエータ (Particle Creator))(弾幕、微粒子、エフェクト表現)

MikuMikuDance関連ツール紹介の2回目は!現在、主に「弾幕」表現で用いられていますが、実は!本領発揮!はこれからで、CG技術としての、今後のMikuMikuDanceの発展に大きな影響を持ちそうな「パーティクルクリエータ」について説明します!

「パーティクルクリエータ」のツール自体について説明しようと思ったのですが、それよりも、今回は、前段階として、CG表現における「パーティクル」って何なのか?について!書いていきます!

今後のMikuMikuDanceでは、「弾幕」と「エフェクト」の両方に大きく関わってくる、とても重要な分野です!

(「パーティクル」って何なのか?)(弾幕、微粒子、エフェクト表現)
パーティクルというのは、CGの手法の1つなので、「物理演算」などの機能の1つと考えて使っていった方がいいです!
世の中にある実際の物を、CGで再現する場合には、「金属光沢」「ガラスのような透明度」「物理演算」「柔らかい物質が表現できるか?」などがあるわけですが、今あげた4つの事は、全て、現在の「MikuMikuDance」で表現できます!
ここに!「パーティクル」が入ってきたわけです!
現在では、「弾幕」作成などに、メインで使われていますが、実際のCG技術では、もっと大きな範疇の表現が可能となる技術の1つです!
「パーティクル」の話は、「物理演算」に似ている分野を扱うのですが、「物理演算」では、超!高機能高速コンピューターではできるけど、一般にはできづらい表現という物があって、それが「水の流れ」「噴水」「滝」「煙」「炎のゆらめき」「稲妻」「宝石などが、キラキラ輝く」「機関車の噴煙」「火山の噴火」など、たくさんありますが、いわゆる「粒子」の動きなのです!
基本的には、水も、煙も、とても微細な「粒子」からできているので、「物理演算」でも、表現できます!
が、相当に、演算に時間がかかってしまいます!
そこで、「パーティクル」の出番になるわけです!
「パーティクル」を使えば、今まで表現しづらかった「炎のゆらめき」なども、「もの凄くリアルに作れます!」
当然、炎も粒子のような動きを、物理演算でやってもいいわけですが、サイエンス以外の分野では、パーティクルの方を使います。
実は、物理学の中では、「粒子」の動きは例外扱いされていて、うまく計算できない要素がたくさん入っているので、物理演算向きではないのです!

(パーティクルの仕組み)
基本的に、現在のCG技術では、この「パーティクル」の基本となるパラメーターである、
・拡大したり、消失点がある事の変更
・透明度の変更
・色合いの変更
などで変化させながら、複雑なランダムな粒子の要素を加えて作ります!

・「炎のゆらめき」も「滝の流れ」もそうですが、「微粒子」という物は、「微粒子がランダムで、個々に動きながらも、ある程度の集団構造を持つ」という性質があります。(個体でありながら、全体での、まとまりとしても動く!)

これだけだと、「動きは、そっくりだけど、平べったい感じ」になるので、現在のCG技術では、「動くテクスチャー」を貼って、「滝の壮大な流れ」とか「川の流れ」とかも作りますが、今のプレイステーション3や、X-BOX360のCGゲームを見ればわかる感じのイメージです!

(「粒子」の動きは、なぜ?物理演算しづらいのか?)
「粒子」というものは、ランダムの乱数的な動きをします!
それで、コンピューターの数字の仕組みというのがあって、昔は、古い時代のコンピューターの時代には、「コンピューターでは、ランダムの乱数だけは作る事ができない」というのがあります。
これは、基本的に、「0」「1」で動くコンピューターや、「数字の性質」によるものなはずなので、現在でも、たぶん本当はできないはずですが、「ランダム」っぽい似た事はできる。のを使っています。
古い時代には、「ランダム」が作れなかったので、今私達がよくコンピューターで使う「ランダム関数」を使いますが、アレは、適当に作られた「ランダム」っぽい数値に、今現在の「時間」の数値をかけたりして、「乱数」っぽくしますが、科学計算では使えないのです!(独特のクセが出て、自然界のように、偏りの無いランダムさにならないので)
なぜ?ランダムな数字をコンピューターが作れないのか?というと、「数字」で動いているからです。
「数字」の計算には、独特のクセが出てしまう領域という物があります!
例えば、「計算」抜きでも、よくされる方法で知っている人も多いと思いますが、「その数字が、3で割り切れるか?」を調べるのに、「各位の値を単純に足していって、3で割り切れる数値になっていれば、3で割り切れる」という不思議な性質があります。(この他にも、たくさんの「数字」という物を扱う際の「数字の計算の際に出る」クセがあります!)
例えば、(239647382019)という数値があったとすると、これは、計算機にかけなくても、「3で割り切れる数」である事がわかります!
239647382019/3 = 79882460673
で、ピッタリ!3で割り切れます!
これは、小学生の暗算だけでも解ける数学の方法があって、とても簡単です!
やり方は、全ての位の「3で割り切れる」列を、全部はぶきます!
(239647382019)→(247820)
次に!各位を、「ただ足していきます!」というよりも、「3の倍数になった時点で、その数字もはぶいていきます!」
(2+4+7+8+0) = 6, 15, 0
「6」も「15」も、「3で割り切れる!ので、(239647382019)は、3で割り切れる数値である!」という事がわかりました!(なぜ?そうなるのか?は不明?ですが、きちんと証明ができるはずです!)
こういう「数字」自体が持つ性質を使って、「天文学」などの、恐ろしい程の桁数がある数値の計算を「速くしたり」できるわけです!
このような感じで、「どのような数値でも、どの位桁が上がろうとも、全ての数値において、その性質が成り立つのか?を示す手法に、前に書いた、数理論理学や、数学の証明があるわけです!」
それで、問題なのは、「数字自体の持つ性質を使った”演算”という物自体では、必ず、変なクセが残ります!」
コレは!「2進法」だろうが、「60進法」だろうが同じで、それぞれに独特な変なクセが残ります!
これに加えて!コンピューターでは、「メモリに上限のある有限空間の個数のカウント」なので、「四捨五入」したり!「切り上げ、切り捨て」をする数値が出てきます!
先にあげた、「数字の変なクセ」と合わせると、ランダムにしたはずが、「ある場所には、永遠に計算を繰り返しても、絶対に!そこには、こない!などの、変なポイントが出たりします!」
これが、コンピューターが「自然界のランダム関数を作れない」理由で、その為に、「自然界の温度などを、デジタル計測して、昔のように、時間をかける。ような手法でもありますが、結局、デジタル変換した時点で、無理かもしれませんが、けっこう!ややこしい話なのです!」
まあ、そういった理由で!「ランダム性」という要素を持つ「微粒子の動き」や「炎のゆらめき」「滝の流れ」「稲妻の動き」などは、「物理演算」を使うよりも、「パーティクル」を使って表現する事が多いわけです!(主な理由は、演算に時間がかかるから)

どちらにしても、「パーティクル」という表現ができるようになった、MikuMikuDanceでは、「金属光沢」「ガラスのような透明度」「物理演算」「柔らかい物質」「微粒子表現(「水の流れ」「噴水」「滝」「煙」「炎のゆらめき」「稲妻」「宝石などが、キラキラ輝く」「機関車の噴煙」「火山の噴火」など)」ができるようになったわけです!

などなど!もう!MikuMikuDanceでは、相当なCG表現もやろうと思えばできるようになってきました!

(作り方の例)
・滝、噴水(流れるモーションの大きめな水流モデル)と(地面に当った際の、水しぶき)などを重ねる
・炎のゆらめき、稲妻など(半透明などを、中心や下を固定して、複雑に回転させたり、消したり舞い上がったり、させる)(「炎のゆらめき」を作りたい人は、「色空間」の数字の計算を複雑に変化させたりします!)(なんか、うまくやれば、「ワープ空間」の「空間の歪み」のようなエフェクト効果も作れるかも?しれません!)(「オーロラ」も作れるかもしれません。)
・剣がぶつかったりした際の金属のぶつかりの火花(小さい粒子を、赤く光らせる度合いの変更。飛び散って、地面に放物線を描いて落ちる)(火花は、金属粒子が燃えて赤く光った状態なわけなので、地面に落ちていく)
・降り注ぐ大量の矢(戦国もの)
・花火(季節もの)
・くす玉、クラッカー
・煙、蒸気機関車の煙、火山噴火など(半透明度の違う物を重ねる)
・フワフワした霧、雲、夕焼けのボヤ〜っとした感じ、オアシスの蜃気楼など(とても薄い半透明の物を使う)
・オーロラ、水面のゆらめき(いろいろな色の、とても薄い半透明の物を複雑に重ねる)
・草花が風で揺れる。雪、羽がヒラヒラ落ちてくる(群像表現)

評価:
かんなP,ラジP,極北P,ポンポコP
翔泳社
¥ 2,079
(2010-05-11)

| 「パーティクルクリエータ」弾幕、エフェクト講座 | 18:09 | - | - | -
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