ラグドール物理法則は、物理エンジンで使用される手続き型アニメーションの一種で、ビデオゲームやアニメ映画において、従来の静的な死亡アニメーションの代替としてよく使用されます。コンピュータの性能が向上するにつれて、限定的なリアルタイム物理シミュレーションが可能になり、死亡アニメーションはよりリアルになりました。
初期のビデオゲームでは、キャラクターの死亡シーンに手動で作成されたアニメーションが使用されていました。これは、死にゆくキャラクターをアニメーションさせるために必要なデータが、あらかじめ描画された一定数のフレームから選択されるため、CPU使用率が低いという利点がありました。一方、ラグドールは複数の剛体の集合体（それぞれは通常、グラフィックエンジンのスケルタルアニメーションシステムのボーンに結び付けられています）であり、ボーン同士の相対的な動きを制限するコンストレイントシステムによって結び付けられています。キャラクターが死亡すると、その体は各関節の動きに対するこれらの制約に従いながら地面に倒れ込み始め、よりリアルな見た目になることがよくあります。
ラグドールという用語は、使用されるソルバーの限界により、関節や骨格筋の剛性がほとんど、あるいは全くないという問題に由来しています。その結果、キャラクターはまるでおもちゃの布人形のように崩れ落ち、滑稽なほどあり得ない、あるいは危険な姿勢をとることがよくあります。ラグドール物理法則の現代的応用は、死亡シーンだけにとどまりません。
歴史
[編集]ジュラシック・パークのライセンスを受けたゲーム『ジュラシック・パーク：トレスパッサー』は1998年にラグドール物理法則を採用しましたが、非常に賛否両論の評価を受けました。バグが多数存在したため、ほとんどが否定的なものでした。しかしながら、このゲームはビデオゲームの物理法則の先駆者として記憶されています。[ 1 ]
「ラグドールカンフー」などの格闘ゲームでは、プレイヤーがファイターの体の一部を操作し、残りの部分がそれに従うようになっていますが、同様に「フラットアウト」シリーズのようなレースゲームもあります。
NaturalMotion社のEuphoriaソフトウェアに見られるような最近の手続き型アニメーション技術により、時代遅れの缶詰アニメーション技術の使用とは対照的に、リアルな全身の筋肉/神経質なラグドール物理によって促進される現実感の停止を没入型ゲーム体験の不可欠な要素として大きく依存するゲームの開発が可能になりました。これは、 Grand Theft Auto IV、Grand Theft Auto V、Red Dead Redemption、Max Payne 3、Red Dead Redemption 2、そしてLucasArts社のStar Wars: The Force UnleashedやPuppet Army Faction社のKontrolなどのタイトルに見られ、これらのタイトルは、凹凸のある表面や動く表面での2Dパワーのラグドール移動を特徴としています。
アプローチ
[編集]ラグドールはフェザーストーンのアルゴリズムとスプリングダンパー接触を用いて実装されてきた。 [ 2 ]代替アプローチとして、拘束ソルバーと理想化された接触が用いられる。[ 3 ]ラグドールに対する拘束剛体アプローチが最も一般的であるが、他の「疑似ラグドール」手法も用いられてきた。
- ヴェルレ積分：ヒットマン：コードネーム47で使用され、トーマス・ヤコブセンによって普及した[ 4 ]。この手法は、各キャラクターのボーンを、 単純な拘束条件を介して任意の数の他の点に接続された点としてモデル化する。ヴェルレ拘束は、完全にモデル化された剛体システムのほとんどの拘束条件よりもはるかに単純かつ高速に解くことができ、キャラクターのCPU消費量を大幅に削減する。
- 逆運動学ポストプロセス：Halo: Combat Evolvedで使用されているこの手法は、事前に設定された死亡アニメーションを再生し、アニメーション完了後に逆運動学を用いてキャラクターを可能な位置に強制的に移動させるというものです。つまり、アニメーション中にキャラクターがワールドジオメトリをクリッピングしてしまう可能性がありますが、停止後はすべてのボーンが有効な空間に配置されます。制約により、体の部位が不自然な動きをする場合があります。例えば、死亡アニメーションではキャラクターの手が胸の上にある場合がありますが、逆運動学によってその手は胸を貫通して地面の下に移動します。
- ブレンデッドラグドール：この手法は、Halo 2、Halo 3、Call of Duty 4: Modern Warfare、Left 4 Dead、Medal of Honor: Airborne、Team Fortress 2、Uncharted: Drake's Fortuneで使用されました。この手法は、あらかじめ作成されたアニメーションを再生し、ラグドールをアニメーションの最後のフレームにバインドすることで機能します。ラグドール化したプレイヤーモデルは、キャラクターがゴムでできているかのように、複数の方向に伸びて回転するように見える場合があります。この不規則な動作は、Halo 2やFable IIなど、特定のバージョンのHavokエンジンを使用するゲームで発生することが確認されています。
- アクティブラグドール：主にUnreal Tournament 3やKilling Floor 2などのUnreal Engineゲームで使用されます。あらかじめ用意されたアニメーションを再生しますが、そのアニメーションの出力を物理システムが許容する範囲内に制限します。これにより、キャラクターが突然ぐったりするラグドール感を軽減し、環境との適切なインタラクションを実現します。アニメーション処理と物理処理の両方が必要となるため、従来のラグドール単体よりも処理速度は低下しますが、追加のビジュアル効果によるメリットは処理速度の低下を上回っているようです。参照：Euphoria（ソフトウェア）
- 手続き型アニメーション: 従来は非リアルタイム メディア (映画、テレビなど) で使用されていたこの手法 ( European Assault以降のMedal of Honorシリーズで使用) では、非プレイ キャラクター (骨、筋肉、神経系) に多層物理モデルを使用し、車両などに「シミュレートされたマテリアル」から変形可能な風景要素を使用します。あらかじめ作成されたアニメーションを使用しないことで、プレイヤーが見る各反応は、決定論的でありながら、それぞれがユニークになります。
参照
[編集]参考文献
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- ^ Wyckoff, Richard (1999年5月14日). 「Postmortem: DreamWorks Interactive's Trespasser」 . Game Developer. 2008年2月27日時点のオリジナルよりアーカイブ。
- ^ US 6067096、Nagle, John、「グラフィカルシミュレーションでリアルな衝突を生成する方法とシステム」、2000年5月23日公開
- ^ Baraff, David & Witkin, Andrew (1997). 「物理ベースモデリング：原理と実践」 . Proc. SIGGRAPH '97 . SIGGRAPH 97.ロサンゼルス：Association for Computing Machinery グラフィックス特別利益団体.
- ^ 「Advanced Character Physics」 . Teknikus.dk. 2008年4月10日時点のオリジナルよりアーカイブ。2008年11月30日閲覧。
