modoのソフトボディ

modoのソフトボディのパラメータの動作をまとめてみた。ソフトボディは布やゴムボールのようなシミュレーションに使用することができます。

ソフトボディ

modoのソフトボディ(Bullet Physics)はメッシュの頂点間に仮想のバネを作成してシミュレーションします。

仮想のバネ

例えばV字のメッシュがあるとします。

ソフトボディを適用すると「屈曲剛性」「構造」「シアー」はそれぞれ、下の画像の色分けした部分にバネを作成します。

仮想のバネを使用する計算方法であるため、メッシュの細かさによってソフトボディの印象が変わります。厚く固い布はメッシュを荒く、柔らかい布はメッシュを細かく分割する必要があります。

平面を「細分割」した回数でソフトボディの印象が変わる例です。メッシュが細かくなるにつれ、柔らかい布のように動いて見えるようになります。

「構造」に高い値を設定していますが、メッシュが細かくなるにつれて頂点間のバネの数が多くなり、メッシュ全体が伸びた計算結果になります。

「屈曲剛性」「構造」「シアー」は相互に影響しており、大まかな動作として「屈曲剛性」「構造」「シアー」に小さな値を設定するとメッシュが伸びるようになり、大きな値を設定すると元のメッシュ形状が維持されます。
ソフトボディは同じパラメータ設定でもメッシュの細かさによって変わるため、パラメータの値あくまで参考程度のものです。実際に使用するメッシュに応じて設定を詰める必要があります。

ソフトボディのパラメータ

各パラメータの変化を比べてみました。

屈曲剛性

メッシュの形状を保とうとする力です。100%のように高い値を設定するとメッシュ表面がデコボコになることがある。

構造

メッシュのエッジに設定されるバネです。重力のようなフォースによってオブジェクトが変形したとき、元の形状に戻ろうとする力が発生します。

シアー

ポリゴンの対角線上に設定されるバネです。値が大きいと布のようなシワが発生します。

自己衝突

自身のメッシュとコリジョンジョン判定します。メッシュ通しがめり込まなくなりますが、計算に時間がかかるようになります。

自己衝突のはチャンネルビューポートの「reSoftSelfMargin」で設定します。

圧力

風船のようにメッシュを内側から押す力です。メッシュが閉じた形状のときに動作します。メッシュが細かいほど効果が出やすい。

ボリューム維持

風船をつぶしたときのように体積を維持するパラメータらしいです。値を変えると変化はありますが、比較して明かな違いがでるような設定にできませんでした。

ドラッグ

メッシュの動きを抑えます。

質量

ソフトボディを適用したオブジェクトの重さは「質量」で設定します。フォースを使用して薄い布のように動かすには、「密度」に小さい値を設定するとよいです。フォースの強さにもよるので、密度の値は参考程度。

modoのソフトボディはBullet Physicsというオープンソースの物理演算エンジンライブラリを使用してます。Maya、Houdini、CINEMA 4D、LightWave 3Dなど多くのソフトで使用されています。ソフトウェアによってはライブラリに手が加えられ、シミュレーションの安定性が違ったりするようです。