MMDエンジン

ＭＭＤエンジンとは、3Dソフト「MikuMikuDance」で使われる、自動回転ボーンである。

厳密には、回転する原理そのものの呼称で、配布されるユニット（モデル）に、オリジナルのMMDエンジン、Furiaさんのユニット、銀匙さんの無限駆動ユニットがある。

概要

MikuMikuDanceでは、たとえば自動車のタイヤのような回転し続けるアニメーションを実現する場合には、タイヤの回転ごとに時間軸に角度を入力する（キーフレームを打つ）気の遠くなる作業が必要だった。

MMDエンジンは、一度回転角を指定するだけで、常に回転を維持する。また、作成したアニメーションを再生する場合だけでなく、編集中の画面上でも回転を続けるという特徴がある。

構造・原理

MMDエンジンは、IKと呼ばれるボーン構造を応用している。

IKの構造体は、IKボーンと、ターゲットボーン、影響下にあるボーン列から構成されており、たとえば、初音ミクの足首の位置にある「足IKボーン」では、これを動かすことで、影響下にあるひざ、足（股関節）ボーンが自動的に回転し、自然な足のフォームを実現する……などに使われている。

IKの動作原理は、IKボーンやIK影響下にあるボーンが移動・回転したときに、設定されたターゲットボーンが、IKボーンにもっとも近づくよう、影響下のボーンを回転させるもので、その回転角度などは、アニメーションの編集時にも常にリアルタイムで計算されている（角度の制限、1フレームに何回計算されるかは、IK構造ごとに設定する）。

MMDエンジンは、こうしたIKのふるまいを応用したもので、最小構造は、IKボーンとターゲットボーンの２つのボーンからなる。この構造では、移動するボーンが存在しないため、IKの計算が行われた場合、回転のみが発生する。つまり、永遠に「ターゲットボーンをIKボーンに近づける」ことができずに、再積算が繰り返されるため、回転だけが発生し続ける。すなわち、これがMMDエンジンの原理である。

利用方法

MMDエンジンは、エンジンやユニットという名称で、モデルファイル（.pmd）として配布されている。

エンドユーザーにとって一番簡単なMMDエンジンの利用方法は、配布されているMMDエンジンのモデルファイルを読み込み、そこにアクセサリーを接続する方法である。そして、X、Y、Z軸のどれかを回転させれば、アクセサリーが回転を始める。

回転速度は、軸の回転角度（と、MMDのfps設定）で決定し、通常のボーンのように、回転角度もフレームに記録可能だ。また、回転軸そのものの制御は、エンジンのセンターボーンを回転させて行なう。

モデル作成者は、MMDエンジンをPMDエディターで、モデルに組み込むこともできる。

 

発見の経緯

・暴走するIKを何かに使えないかという動画が投稿される。

・模索が始まる

・データPが、安定して回転する構造体を発見する

・Furiaさんが、原理やIK値の設定方法を解明する

 

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