def calc_relative_rotation(model: PmxModel,
links: BoneLinks,
motion: VmdMotion,
fno: int,
limit_links=None):
add_qs = []
for link_idx, link_bone_name in enumerate(links.all()):
link_bone = links.get(link_bone_name)
if not limit_links or (limit_links
and limit_links.get(link_bone_name)):
# 上限リンクがある場合、ボーンが存在している場合のみ、モーション内のキー情報を取得
fill_bf = motion.calc_bf(link_bone.name, fno)
else:
# 上限リンクでボーンがない場合、ボーンは初期値
fill_bf = VmdBoneFrame(fno=fno)
fill_bf.set_name(link_bone_name)
# 実際の回転量を計算
rot = deform_rotation(model, motion, fill_bf)
add_qs.append(rot)
return add_qs
def calc_relative_position(model: PmxModel,
links: BoneLinks,
motion: VmdMotion,
fno: int,
limit_links=None):
trans_vs = []
for link_idx, link_bone_name in enumerate(links.all()):
link_bone = links.get(link_bone_name)
if not limit_links or (limit_links
and limit_links.get(link_bone_name)):
# 上限リンクがある倍、ボーンが存在している場合のみ、モーション内のキー情報を取得
fill_bf = motion.calc_bf(link_bone.name, fno)
else:
# 上限リンクでボーンがない場合、ボーンは初期値
fill_bf = VmdBoneFrame(fno=fno)
fill_bf.set_name(link_bone_name)
# 位置
if link_idx == 0:
# 一番親は、グローバル座標を考慮
trans_vs.append(link_bone.position + fill_bf.position)
else:
# 位置：自身から親の位置を引いた相対位置
trans_vs.append(link_bone.position + fill_bf.position -
links.get(link_bone_name, offset=-1).position)
return trans_vs
def prepare_split_stance(self, motion: VmdMotion, target_bone_name: str):
fnos = motion.get_bone_fnos(target_bone_name)
for fidx, fno in enumerate(fnos):
if fidx == 0:
continue
prev_bf = motion.bones[target_bone_name][fnos[fidx - 1]]
bf = motion.bones[target_bone_name][fno]
diff_degree = abs(prev_bf.rotation.toDegree() -
bf.rotation.toDegree())
if diff_degree >= 150:
# 回転量が約150度以上の場合、半分に分割しておく
half_fno = prev_bf.fno + round((bf.fno - prev_bf.fno) / 2)
if prev_bf.fno < half_fno < bf.fno:
# キーが追加できる状態であれば、追加
half_bf = motion.calc_bf(target_bone_name, half_fno)
motion.regist_bf(half_bf, target_bone_name, half_fno)
def deform_rotation(model: PmxModel, motion: VmdMotion, bf: VmdBoneFrame):
if bf.name not in model.bones:
return MQuaternion()
bone = model.bones[bf.name]
rot = bf.rotation.normalized().copy()
if bone.fixed_axis != MVector3D():
# 回転角度を求める
if rot != MQuaternion():
# 回転補正
if "右" in bone.name and rot.x() > 0 and bone.fixed_axis.x() <= 0:
rot.setX(rot.x() * -1)
rot.setScalar(rot.scalar() * -1)
elif "左" in bone.name and rot.x() < 0 and bone.fixed_axis.x() >= 0:
rot.setX(rot.x() * -1)
rot.setScalar(rot.scalar() * -1)
# 回転補正（コロン式ミクさん等軸反転パターン）
elif "右" in bone.name and rot.x() < 0 and bone.fixed_axis.x() > 0:
rot.setX(rot.x() * -1)
rot.setScalar(rot.scalar() * -1)
elif "左" in bone.name and rot.x() > 0 and bone.fixed_axis.x() < 0:
rot.setX(rot.x() * -1)
rot.setScalar(rot.scalar() * -1)
rot.normalize()
# 軸固定の場合、回転を制限する
rot = MQuaternion.fromAxisAndAngle(bone.fixed_axis, rot.toDegree())
if bone.getExternalRotationFlag(
) and bone.effect_index in model.bone_indexes:
effect_parent_bone = bone
effect_bone = model.bones[model.bone_indexes[bone.effect_index]]
cnt = 0
while cnt < 100:
# 付与親が取得できたら、該当する付与親の回転を取得する
effect_bf = motion.calc_bf(effect_bone.name, bf.fno)
# 自身の回転量に付与親の回転量を付与率を加味して付与する
if effect_parent_bone.effect_factor < 0:
# マイナス付与の場合、逆回転
rot = rot * (effect_bf.rotation *
abs(effect_parent_bone.effect_factor)).inverted()
else:
rot = rot * (effect_bf.rotation *
effect_parent_bone.effect_factor)
if effect_bone.getExternalRotationFlag(
) and effect_bone.effect_index in model.bone_indexes:
# 付与親の親として現在のeffectboneを保持
effect_parent_bone = effect_bone
# 付与親置き換え
effect_bone = model.bones[model.bone_indexes[
effect_bone.effect_index]]
else:
break
cnt += 1
return rot
def calc_IK(model: PmxModel,
links: BoneLinks,
motion: VmdMotion,
fno: int,
target_pos: MVector3D,
ik_links: BoneLinks,
max_count=10):
for bone_name in list(ik_links.all().keys())[1:]:
# bfをモーションに登録
bf = motion.calc_bf(bone_name, fno)
motion.regist_bf(bf, bone_name, fno)
local_effector_pos = MVector3D()
local_target_pos = MVector3D()
for cnt in range(max_count):
# 規定回数ループ
for ik_idx, joint_name in enumerate(list(ik_links.all().keys())[1:]):
# 処理対象IKボーン
ik_bone = ik_links.get(joint_name)
# 現在のボーングローバル位置と行列を取得
global_3ds_dic, total_mats = calc_global_pos(model,
links,
motion,
fno,
return_matrix=True)
# エフェクタ（末端）
global_effector_pos = global_3ds_dic[ik_links.first_name()]
# 注目ノード（実際に動かすボーン）
joint_mat = total_mats[joint_name]
# ワールド座標系から注目ノードの局所座標系への変換
inv_coord = joint_mat.inverted()
# 注目ノードを起点とした、エフェクタのローカル位置
local_effector_pos = inv_coord * global_effector_pos
local_target_pos = inv_coord * target_pos
# (1) 基準関節→エフェクタ位置への方向ベクトル
basis2_effector = local_effector_pos.normalized()
# (2) 基準関節→目標位置への方向ベクトル
basis2_target = local_target_pos.normalized()
# ベクトル (1) を (2) に一致させるための最短回転量（Axis-Angle）
# 回転角
rotation_dot = MVector3D.dotProduct(basis2_effector, basis2_target)
# 回転角度
rotation_radian = math.acos(max(-1, min(1, rotation_dot)))
if abs(rotation_radian) > 0.0001:
# 一定角度以上の場合
# 回転軸
rotation_axis = MVector3D.crossProduct(
basis2_effector, basis2_target).normalized()
# 回転角度
rotation_degree = math.degrees(rotation_radian)
# 関節回転量の補正(最大変位量を制限する)
correct_qq = MQuaternion.fromAxisAndAngle(
rotation_axis, min(rotation_degree, ik_bone.degree_limit))
# ジョイントに補正をかける
bf = motion.calc_bf(joint_name, fno)
new_ik_qq = correct_qq * bf.rotation
# IK軸制限がある場合、上限下限をチェック
if ik_bone.ik_limit_min != MVector3D(
) and ik_bone.ik_limit_max != MVector3D():
x_qq, y_qq, z_qq, yz_qq = separate_local_qq(
fno, bone_name, new_ik_qq,
model.get_local_x_axis(ik_bone.name))
logger.test("new_ik_qq: %s, x_qq: %s, y_qq: %s, z_qq: %s",
new_ik_qq.toEulerAngles(),
x_qq.toEulerAngles(), y_qq.toEulerAngles(),
z_qq.toEulerAngles())
logger.test("new_ik_qq: %s, x_qq: %s, y_qq: %s, z_qq: %s",
new_ik_qq.toDegree(), x_qq.toDegree(),
y_qq.toDegree(), z_qq.toDegree())
euler_x = min(
ik_bone.ik_limit_max.x(),
max(ik_bone.ik_limit_min.x(), x_qq.toDegree()))
euler_y = min(
ik_bone.ik_limit_max.y(),
max(ik_bone.ik_limit_min.y(), y_qq.toDegree()))
euler_z = min(
ik_bone.ik_limit_max.z(),
max(ik_bone.ik_limit_min.z(), z_qq.toDegree()))
logger.test(
"limit_qq: %s -> %s", new_ik_qq.toEulerAngles(),
MQuaternion.fromEulerAngles(euler_x, euler_y,
euler_z).toEulerAngles())
new_ik_qq = MQuaternion.fromEulerAngles(
euler_x, euler_y, euler_z)
bf.rotation = new_ik_qq
# 位置の差がほとんどない場合、終了
if (local_effector_pos - local_target_pos).lengthSquared() < 0.0001:
return
return