[C4D]XPressoでシンプルなCar Rigging

From "C4D XPresso car tutorial 1" https://vimeo.com/115767919

1. CubeとCylinderで簡素な車オブジェクトを作成

2. サスペンションを作成

　・Simulate → Dynamics → Connector

　・ConnectorのType(Connectorの"Object"内のエディターから)を"Wheel Suspension"を選択

　・ConnectorオブジェクトのX軸を90度回転させる

　・Connectorオブジェクトを複製し4つ(タイヤの数分)作成する。それぞれタイヤの中心に移動させる

　・Connectorオブジェクトのエディター内"Object"にある、「Object A」「Object B」に以下のオブジェクトを割り当てる。

　　　Object A → Bodyオブジェクト

　　　Object B → それぞれのタイヤオブジェクト

　・さらにエディター内"Object"にある"Suspension Stiffness"の値を1から増加(とりあえず10ぐらい)させる。

・TireオブジェクトとSuspensionオブジェクトでそれぞれNullオブジェクトを作りグループ化する。さらにその2つのNullをBodyオブジェクトの子にする。

　・上記BodyオブジェクトとWheelsのNullにそれぞれRigid BodyのTagをつける。 　　※WheelsはNullなのでそのままではその中のWheelsオブジェクトにはダイナミクスが反映されない。なので、Tag内の"Collision"にある"Inherit Tag"を"None"から"Apply Tag to Children"に変更する。

　・Fieldオブジェクトを作り"Collider Body"Tagをつけて、アニメーション再生してみる。サスペンションを効かせてオブジェクトがFieldに着地する。

3. モーターを作成

　・Motorオブジェクトを90度X軸に回転させる。

　・Motorオブジェクトを4つ(タイヤの数)複製し、Nullでグループ化する。さらにBodyオブジェクトの子にする。

　・

　・X軸＆Z軸を0cm、Y軸(Cood.)を1cmにする。

　・Motorオブジェクトのエディター内"Object"の「Object A」「Object B」にそれぞれ下記を割り当てる。

　　　Object A → Body

　　　Object B → それぞれのWheel

　・上記内の"Angular Target Speed"と"Torque"の値を調整する(とりあえず両方とも500)

　・この時点でアニメーション再生をしてみる。タイヤが回転しながら車が前進すればOK。

・ただ、この状態では車がFieldに着地した瞬間もタイヤが回転している。つまり、摩擦力が発生していないことになる。

　　　→ Fieldオブジェクトのエディター内"Collision"の"Friction"の値を300に変更する。

4. Xpressoとコントローラーの作成

　・Nullオブジェクトを作成し、XPressoタグをつける。とりあえず一旦Xpressoは後でやるので置いておく。

　・さらにもう1つNullオブジェクトを作成する → 車を操作するコントローラー用のオブジェクト

　・ControllerのNullオブジェクトの"User Data"から"Manage User Data"を選択。

　・現れたウィンドウから"Add Data"をクリック。

　・Speed用のData：下記写真のように変更する。

　　　Name → speed

　　　Data Type → Float

　　　Unit → Real

　　　Unit Min → 0

　　　Unit Max → 50

　・さきほど作ったXpressoを立ち上げる。

　　　ControllerオブジェクトをXpressoに入れる。Outputにさきほど作ったSpeed用コントローラー（"User Datta"→ "speed"）を指定する。

　　　4つのMotorオブジェクトをXpressoに入れる。Inputに"Angular Target Speed"（"Object Properties" → "Angular Target Speed"）を指定する。

　　　さらにControllerのOutputとMotorのInput(4つとも)を紐づける。

この時点でアニメーション再生してみると、Speedの値に応じてスピードが変化する。Speedの値をスライダーで変更することで速度が変化する。

　・ステアリングのコントローラーを作成する。

　　　すでに作成したControllerのNullオブジェクトのエディターから"User Data"から"Manage User Data"を選択する。現れたウィンドウから"Add Data"をクリックする。

　　　下記のように設定する。

　　　　Name → steer L_R

　　　　Data Type → Float Slider

　　　　Unit → Percent

　　　　Unit Min → -100

　　　　Unit Max → 100

さきほどのSpeedと同じ要領でXpressoを構成させていく。

　　　 Xpresso内にSuspensionオブジェクトを2つ(モーターと違ってステアリングは2つ(前と後ろ)で1組とするため)入れる。InputにはSteering Angle（"Object Properties"→''Steering Angle"）を指定する。

　ControllerのOutputに、"steer L_R"を追加する("User Data"→"steer L_R")

　　現在ステアリングの値は%に指定しているが、よりSensitiveに値をいじれるように、"Range Mapper"(New Node → Xpresso → Calculate → Range Mapper)を間に挟む("steer L_R"の値と"Steering Angle"の値をConvertする)。

　　　"Node Properties"の"Input Range"を"Percent"に変更。

　　　"Parameter"の"Input Lower"を-100に変更。"Output Lower"を-0.5に、"Output Upper"を0.5に変更。

　　下記にように紐づける。

この状態でアニメーション再生すると、スライダーの-の値で右に、＋の値で左に車が曲がるが、Range Mapperの"Reverse"にチェックを入れると反転させることができる。

5. より詳細なセッティング

　・0F〜5Fまではハンドルはまっすぐで、6Fからハンドルが曲がるようにする。

　　　Xpressoにて、"Time"ノードを追加する(New Node → Xpresso → General → Time)。

　　　デフォルトの状態では、値がフレームではなく秒になっているため、フレームに変更する。デフォルトのOutputを削除し、Outputに"Frame"を追加する。

　　　"Compare"ノードを追加する(New Node → Xpresso → Logic → Compare)。エディター内の"Function"を"＞"に変更する。さらに"Name"を"Compare >5"に変更する。"Parameter"の"Input 1"を0に、"Input 2"を5にする。

　　"Time"のOutput(Frame)と"Compare > 5"のInput 1を紐づける。"Result"ノード(New Node → Xpresso → Genaral → Result)を追加すし、Inputを"Compare > 5"のOutputと紐づける。

上記画像の"Animation Refresh"がオンになっていれば、Resultの値がリアルタイムで変化する。アニメーション再生してみて、6Fから値が変化することが確認できれば、Resultノードは確認用なので削除する。

　　"Condition"ノードを追加する(New Node → Xpresso → Logic → Condition)。このConditionノードは"Compare > 5"の値が0(0〜5Fの時の値)であれば2つあるうちの上部のInputの値に、1(6F〜の値)であれば下部のInputの値が反映してくれる役割をもつ。

　　紐付けを下記のように行う。

6. コントローラーの作成その2：後進・ストップ・前進ボタン

　・先ほどと同じ要領で、Contorollerオブジェクトのエディターから"User Data → Manage User Data"でUser Dataウィンドウを開く。

　・"Add Data"をクリックし、下記のように設定する。

　　　Name：gear

　　　Data Type：Integer

　　　Interface：Quicktab Radio

　　　Cycle Option：0;reward

　　　　　　　　　　1;stop

　　　　　　　　　　2;forward

・Xpressoを立ち上げる。

　　ControllerノードとMotorノードの間にノードを挟み、-1、0,＋1をかけることによってreverse、stop、forwardを切り替える仕組みを作る。

　　ControllerノードとMotorノードの紐付けを切り離し、ControllerノードのOutputに先ほどのgearノードを追加する(User Data → gear)。

　　Conditionノードを追加(さきほど作ったものを複製)し、Inputを2つから3つに追加する(gearのreverse,stop,forward用)。Conditionノードのエディターにて、3つのそれぞれのInputの値を-1,0,1と変更する。

　"Controller"のOutput"gears"とConditionの"Switch"を紐づける。

　上述の-1,0,＋1を掛け算するための"Math"ノードを追加する(New Noder → Xpresso → Calculate → Math)。Mathのエディター内のFunctionを"Multiplay"に変更する。

　下図のように紐づける。

これでアニメーション再生しながら、reverse・stop・forwardボタンを押すとそれに応じて車が後進・ストップ・前進する。

※CINEMA4Dではstopして2秒以上stopしたままにすると、その後reverserやforwardを押してもDynamicsが働かなくなるので注意。その問題を解消させるには以下の数値をいじる。

　WheelsとBodyオブジェクトのエディター内、"Dynamics"の"Deactivation"の"Linear Velocity Threshold"と"Angular Velocity Threshold"の値を0にする。