modoのエッジウェイトをFBXに出力する方法について書いてみたいと思います。
FBXファイルはメッシュやモーフ、スケルトン、アニメーションの他にも、頂点法線、選択セット、画像、コンストレイントなど3DCGに必要な様々なデータを格納することができるようになっており、サブディビジョンサーフェースの「エッジウェイト」の保存にも対応しています。
エッジウェイトとは
エッジウェイトはサブディビジョンサーフェイスに重みづけし、鋭角なエッジを設定する機能です。例えばiPhoneのように曲線と直線で構成される機械的なモデルで、直線的なエッジを立てるときに便利です。MayaやMaxでは折り目（クリース）と呼ばれています。
modoには2種類のサブディビジョンサーフェイスが搭載されていますが、FBXにエッジウェイトを保存する場合はキャットマルクラークを使用します。
FBXファイルの出力結果
modoでエッジウェイトを設定したデータをFBX形式で保存してMayaとMaxで読み込むテストをしてみました。
テストに使用したエッジウェイトの画像です。キャットマルクラークは「頂点」「エッジ」2種類のウェイトを設定することができます。画像ではキューブ左側に頂点ウェイト、右側にエッジウェイトを設定しました。
左からウェイト値を-100、-50、0、10、20、30、40、50、100、200に設定しています。
modoはエッジウェイトとして-1000や1000のように好きな値を設定してFBXに保存/読み込みできますが、MayaとMaxではマイナス値に対応してないためファイル読み込み時にマイナスは無いものとして扱われます。
Maya
FBXファイルを開くと「折り目」の設定が読み込まれます。
polyCreaseでエッジや頂点の折り目の値が正しく読み込まれてるのが確認できます。
3ds Max
FBXファイルを開くと「折り目」の設定が読み込まれます。
エッジプロパティで「折り目」の値が正しく読み込まれてるのが確認できます。
エッジウェイトの検証はここまで、以降はキャットマルクラークのちょっとした解説です。
Catmull–Clark subdivisionとは
キャットマルクラーク（細分割曲面）は1978年に開発された歴史のあるサブディビジョンサーフェイスです。以前はアルゴリズムが特許で守られていたため、3Dソフトは独自にサブディビジョンサーフェイス機能を開発していました。このため使用する3Dソフトごとにサブディビジョンサーフェイスの結果が異なっていました。
2012年「OpenSubDiv」としてオープンソースライブラリとして公開され、Mayaや3ds Maxなど多くの3Dソフトが「OpenSubDiv」を追加しました。これによりどの3Dソフトを使用しても同じ見た目になるサブディビジョンサーフェイスを使用できるようになりました。
他の3Dソフトでモデルを読み込むときはFBXを使うことが多いと思いますが、キャットマルクラークを使用すればエッジウェイトの情報も受け渡し可能なので、modoでモデリングした状態と他の3Dに読み込んだ状態が一致するのが最大のメリットです。
そもそもエッジウェイトを使うのか問題
昔は3Dソフトごとに独自のサブディビジョンサーフェイス機能を開発していた経緯から、ソフトをまたぐ場合はエッジウェイトを使用する代わりに、エッジ付近にループスライスを追加して鋭角なエッジを立てることが多かったです。
ループスライスを追加するとエッジウェイトに比べてポリゴンは多くなりますが、エッジがラウンドされた感じが出るのでレンダリングしたとき好ましい場合があります。
ループスライスを使用してエッジを立てる例。
エッジウェイトを使用してエッジを立てる例。
サブディビジョンレベルによってエッジのRが変わる問題
キャットマルクラークは様々なソフトで採用されていますが、エッジウェイトに関しては使いやすいアルゴリズムだとは感じません。エッジウェイトがサブディビジョンレベルの影響を受けるため、ウェイト設定後にサブディビジョンレベルを変えるとエッジのRが変わってしまいます。
3Dソフトが独自に開発したサブディビジョンサーフェイスでは、このような問題が発生しにくいアルゴリズムになってたりします。古い時代に開発されたキャットマルクラークにはこのような問題もありますが、機械的な形状で便利に使えるしソフト間でエッジウェイトをやり取りできるので必要に応じて使うといいと思います。
