Maya 2011 ファーストインプレッション

Maya 2011がリリースされて半月ぐらい？ぼちぼち触ってみた感触などまとめ。
Twitterでいろんな方がつぶやいてた内容も参考にしてます。
　
　
・Maya自体は起動が重く、操作は軽くなったような気がする

・Qtに変わったUIはそれほど以前と操作感が変わっておらず安心して使える
　(2010までのチュートリアル資料をほとんどそのまま使用することが出来た)

・黒UI白文字の概観は、起動のショートカットにフラグを加える事で白UI黒文字にできる
　例）　C:\Program Files\Autodesk\Maya2011\bin\maya.exe” -style plastique
　これに加え、ビューポートのグラデーションをOFFにすると、そこそこ以前と同じ雰囲気になる。




・ MELによるUI構築は、Qt Designerでも旧来の方法でも可能。QtUIを使用する場合は、
　保存した.uiファイルを毎回参照するので、MELと一緒に管理しておく必要がある

・ViewPort2.0はリッチな描画で処理速度も速いが、選択状態やFluidなど
　表示されないものも多い印象。なにかの操作で表示されるようになるのか？
　あと、グラフィックカードの種類によって機能自体使用できないという報告も何件か見た。

・新しく使えるようになったベジェ･スプラインカーブは、やっぱり使いやすい。
　ただ、３Dでベジェのハンドル操作というのは以外にイメージし難く、慣れが必要な印象。

・RenderSettingのMentalRay設定がタブによる複数ページ型に変更。
　各アトリビュートは探し直しになるが、一度見つけるとこちらの方がよくまとまっている印象。

・MentalRayのIPRがRenderRegion(レンダリング範囲)を指定しないと動かない。
　2010以前からこんな仕様だったか、今回からの仕様変更かが思い出せない。

・FuildのAutoResize機能、ON/OFFでFuildの挙動が全然違うという報告あり。
　面倒だけど、まぁシミュレーションだし当然といえば当然のような気もする。

・ｎParticle、Fuildは若干安定度が増しているような。気のせいかもしれない。
　
　
現状ここまで。
今後HumanIKとｎParticleの新機能を触ってみたいが、時間が取れるかどうか。

ちょっと前からMaya2011の30日体験版がダウンロード可能になっているので
プライベートで触る事もできるが、
日本語マニュアルの配布が5月末から
だそうなので、それ以降に試したほうがいろいろわかるかも。
　
体験版ダウンロードは以下から。
http://www.autodesk.co.jp/maya-trial

パスに沿って均等にポリゴン分割されたパイプの作成

　
ポリゴンモデルでパスに沿って均等に分割されたパイプを作成する方法。
通常の「パスに沿って押し出し」と比べて、ポリゴンの分割が均一になるので
UV展開やその後の加工が楽になる。
　
　
1.パイプのルート形状、断面形状をカーブで作成。ルート形状の始点と断面形状の中心は
　原点に置くと形状を把握しやすい。

2.断面、ルートの順で選択した後、[Animate]→[Motion Paths]→[attach to Motion Path■]
　以下のように設定し、実行する。
　　[Time range]を[Start/End]
　　[Start time][End time]に任意のタイム(長いほど、最終的に細かいポリゴン分割になる)
　　[Follow]にチェックを入れる
　　[Front axis]を[Z]
　　[Up axis]を[Y]
　　[World up type]を[Scene up]
　ルート形状に沿って断面形状のカーブが移動するようになる。　
　
3.アニメーションタイムスライダーを動かし、Start～End timeでルートパスの始点～終点を
　断面形状が移動することを確認。
　グラフエディターで断面の移動アニメのｆカーブがリニアになっていることも合わせて確認する。
　
4.断面形状を選択し、[Animate]→[Create Animated Sweep■]
　以下のように設定し、実行する。
　　[Time range]を[Start/End]
　　[Start time][End time]に2.で入れた数値と同じ値を入力
　　[By time]に任意の数値を入力
　　(End time - Start time)÷By time でサーフェイスの密度が決まる
　　[Parameterization]を[Uniform]
　　[Surface Degree]を[Linear]
　　[Surface] 開いた形状ならば[Open]、閉じた形状ならば[Close]
　　[Output geometry]を[NURBS]に
　以上で均等なメッシュのナーブスモデルが出来上がる。

5.出来たナーブスモデルを選択し、[Modify]→[Convert]→[NURBS to Polygons■]
　以下のように設定し、実行する。
　　[Attach multiple output meshes]と[Match render tessellation]のチェックを外す
　　[Type]を[Quads]
　　[Tessellation method]を[General]
　　[Initial Tessllation Controls]枠内、
　　[U type]を[Per span # of iso params]に
　　[Number U]を[1]に
　　[V type]を[Per surf # of iso params in 3D]に
　　[Number V]に断面形状のポリゴン分割数を入力
　
　
不要なカーブ・ナーブスモデルを削除して、完成。

Qt Designer の入手方法

Maya2011からGUIがQt(キュート)を用いたものに変更になった。
MELでGUIを作成する場合にも以前の作り方に加えて、Qt Designer で作成した
GUIを読み込んで使用することができる(らしいが、まだ試してない)
　
そのUI作成ツール「Qt Designer」の入手方法。無料。
　
　
・Qtは、クロスプラットフォームのアプリケーション・UI開発フレームワーク
・Qt Designerは、Qt SDKに含まれるUI作成ツール
・Qt SDKのライセンスは有料の商用版と、基本無料のLGPL版がある
　
　
ライセンスについては使用方法に合わせて正しく選択する必要があるが、
個人的な用途であればLGPL版で大丈夫な筈。

ダウンロードは以下のページから
http://qt.nokia.com/downloads-jp

1.上部タブで「LGPL/無償ダウンロード」を選択
2.Qt Designerがあればいい場合は、右の「フレームワークのみ」下の対応OS版を選択
3.ダウンロードしたファイルを実行、インストールを行う
4.[全てのプログラム]→[Qt by Nokia Ver.*.*.*]→[Designer]を選択
　
Qt Designerそのものの使用方法は現在勉強中。

コースティクスの設定

　
コースティクスの設定は難しい。
難しい理由のひとつは、レンダリングに用いるいろんな設定を
ほとんど総動員しないと正しく描画されないからだと思う。
そこで、

1.シェーダー(マテリアル)の設定
2.ライトの設定
3.レイ･トレーシングの設定
4.コースティクスの設定
5.ファイナルギャザーの設定

と区切って、順番に設定していくとまだわかりやすい。
特に1.2.3.が終わった時点でしっかりした絵が出来ていないと
4.5.に進んでも満足の行く結果は得られない。
　
　
1.シェーダー(マテリアル)の設定
　・透明な素材に正しい反射率･屈折率が設定されているか
　　反射･屈折率に自身がない場合はmia_materialのガラス系プリセットを
　　調整して使用すると手っ取り早い。

　・色に合わせて正しい透明度が用いられているか
　　色つきのガラスなどは色の分透明度が落ちる。サンプル画像のガラスの
　　透明度[Trancparency]は70～90％(色によって異なる)
　
　
2.ライトの設定
　・コースティクスに適したライトが用いられているか
　　適しているライトはポイント･スポット・エリアライトなど現実に近い効果を
　　設定できるライト。アンビエントライトはフォトンの放出ができないのでNG。
　　ディレクショナルライトも、減衰率の調整が出来なく拡散もしないので不向き。

　・正しい強度･減衰率が設定されているか
　　リアリティを求めるのであれば減衰率[Decay Rate]は[Quadratic]がお勧め。
　　その場合ライトの強度[Intensity]は高くなる。
　　サンプル画像ではポイントライト１灯、Intensity 60、Quadraticという設定。
　
　
3.レイ･トレーシングの設定
　・正しい反射･屈折回数が設定されているか
　　透明なものをレンダリングする際の基本かつ最重要項目。
　　詳しくは過去ページ「透明な物体のレンダリング」を参照。
　　サンプルでの設定は Reflections 4、Refractions 4、Max Trace Depth 6
　

ここまでの設定が終わった状態でのサンプル(コースティクスなし)
ここで問題がなければいよいよコースティクスの設定を行う。
　
　
4.コースティクスの設定
　1.ライトからフォトンを放出する
　　ライトのアトリビュート内[mental ray]枠内[Caustic and Global Illumination]を
　　開き、[Emit Photons]にチェックを入れる。
　　

　
　2.コースティクスを使用する
　　Render Settingウインドウ内の[Caustics and Global Illumination]枠内の
　　[Caustics]にチェックを入れる。 その後[Photon Tracing]枠内の
　　[Photon Reflections]に3.で設定した[Reflections]と同じ数値、
　　[Photon Refractions]に3.で設定した[Refractions]と同じ数値、
　　[Max Photon Depth]に3.で設定した[Max Trace Depth]と同じ数値を入れる

　
5.ファイナルギャザーの設定
　4.で十分なコースティクスの効果が出たら、仕上げにファイナルギャザーを用いて
　調整を行う。ファイナルギャザーの設定は過去ページ
　「手軽なグローバルイルミネーション設定（IBLなし）」を参照。
　ライトを配置しているぶん環境光を暗めに設定したほうが良い。

以上の手順で、冒頭のレンダリングイメージが作成できる。

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透明な物体のレンダリング

透明な質感をレンダリングする場合、不透明の場合に比べて注意する点が多い。
その中でも特に基本的な、レイトレースの反射･屈折の設定について。

透明な質感をレンダリングする場合、レンダリングするシーンに応じて
レイの反射/屈折/最大トレースデプス を設定する必要がある。
それぞれの値が大きければ正しく描画される可能性は高いが、その分
レンダリング負荷が増すので、必要最低限の数値設定を行うことが重要。

サンプル画像では球体に[mia_material]のプリセット[GlassSolid]を使用している。

1.正しく評価できる環境を作る
　レイが屈折の上限を超えた箇所は黒く描画されるので、
　シーン内に黒い場所があると評価が難しくなる。
　そこでカメラのバックグラウンドを白くするなどし、効果を明確にする。

2.メンタルレイの[Quality Preset]が[Draft]の状態でレンダリング
　[Raytracing]欄内の設定は、
　　Reflection(反射回数): 1
　　Refraction(屈折回数): 1
　　Max Trace Depth(最大トレース回数): 2
　[Max Trace Depth]は1本の光線に反射･屈折合わせて何回までトレースするかの設定。

（サンプル：屈折回数が少ないので透明箇所が黒くなる）

3.反射･屈折が正しく描画されるまで数値を上げる

　透明な筈のボールが黒いのは光線のトレース回数が少なく、途中で計算が終わっている為。
　これらの回数を、不当に黒い部分がなくなるまで以下の手順で上げていく。
　　1.[Max Trace Depth]に適当に大きな値（20など）を入れる。
　　2.[Reflection]の値を、レンダー結果に変化がなくなるまで１ずつ上げていく。
　　3.２で変化がなくなったら、次は[Refraction]を同様に上げていく。
　　4.2、3を交互に変化がなくなるまで続ける
　　5.最後に[Max Trace Depth]を[Reflection]+[Refraction]以下の数値で
　　　変化の起きない値まで下げる
　
　サンプルでは、
　　Reflection(反射回数):1
　　Refraction(屈折回数):2
　　Max Trace Depth(最大トレース回数):3
　となった。もっと複雑なシーンであればこれらの数値も増える。

アトリビュートなどを別ウインドウで表示する

Mayaのデフォルト設定では、Attribute Editor、Tool settings、Layer Editorは
メインウインドウ右端を切り替えて表示されるが、
これらをフローティング・ウインドウで表示させる方法。
設定は好み次第だがSoftimageとの併用などがある場合、
Attribute EditorとTool settingsはフローティングにしてる方が使いやすい気がする。

1.[Window]→[Setting/Preferenceｓ]→[Preferences]でPreferencesウインドウを開く
2.[Categories]で[Interface]を選び、右枠[Interface]内の「Open～」の設定を切り替える

　「In separate window」　・・・フローティングウインドウで表示
　「In main Maya window」・・・メインウインドウ右端に表示


※Maya2011ではUIの仕組みが変わったため、この設定項目がなくなった。
　 メインウィンドウからほとんどのウィンドウを直接切り離すことができる。

自然なレイ･トレースシャドウの作成方法

mental-rayを用いた自然なボケあしの付いた影の作成。
通常のレイ･トレース･シャドウでは輪郭のはっきりした影が生成されるが、
エリアライトを用いる事で自然な影が表現できる。

1.[Create]→[Lights]→[Area Light]を選択し、エリアライトを作成。
　作成したエリアライトの大きさ･方向などを調整する。

2.ライトのアトリビュートを開く。
　[Shadows]の中にある[Raytrace Shadow Attributes]枠内の
　[Use Ray Trace Shadows]にチェックを入れる。

ディレクショナルライトなど他のライトでは以上で設定完了だが、
エリアライトは他ライトと少し扱いが違うので、
これだけではノイズだらけの影が生成される。
[Shadow Rays]などを増やす事によって軽減は出来るが、解消はしない。

3.ライトのアトリビュート内[mental ray]を開き、[Area Light]枠内の
　[Use Light Shape]にチェックを入れる。
　その後ノイズが消えるまで[High Samples]の数値を上げる。

4.自然なボケを表現するため、ライトの減衰を変更する。
　アトリビュート最上部[Area Light Attributes]内の
　[Decay Rate]を[Quadratic]に変更し、[Intensity]の値を10～20倍する。
　(Decay Rateを変更すると減衰量が増すため、強度も増して調整)