前橋工科大学 – クリエイティブコーディング2024
TouchDesigner基本 3 – SOPを極める!
今日の内容
前回のTOPに引き続き、今回はSOPを中心にとりあげていきます!
3D基本図形の描画 (3D Generators)
- SOPは、TouchDesigner内でネイティブに3Dジオメトリを作成する
- 3Dの基本図形を作成する「ジェネレーター」SOP
- 球: Sphere SOP
- トーラス: Torus SOP
- ボックス: Box SOP
- 円: Circle SOP
- 長方形: Rectangle SOP
- チューブ: Tube SOP
- ライン: Line SOP
- グリッド: Grid SOP
プロシージャル (手続的) モデリングの基本
- プロシージャルモデリングはオペレータとそのパラメータによってサーフェスやモデルを自動的に変更できるジオメトリを扱う方法
- オペレータのネットワークを作成することで3Dのジオメトリを作成
- 例えばCHOPで生成した数値で3Dジオメトリを生成
- CHOP to SOP: パターンCHOPを変換しLine SOPを作成
- Sweep SOP、Facet SOPと組み合わせてねじれたサイン波のような形態を生成
Noise SOPでアニメーションを作成
- Noise SOPはSOPに擬似的なランダム変形を加えるために頻繁に使用される
- SOPの頂点座標、法線座標、カラーアルファ座標、テクスチャ座標など様々な要素に適用可能
3Dレンダリングの基本
- TouchDesignerの3Dレンダリングは、コンポーネントオペレータ(COMP)、テクスチャオペレータ(TOP)、およびサーフェスオペレータ(SOP)で構成されている
- 基本になる3つのCOMP
- Geometory COMP
- Camera COMP
- Light COMP
- シーンをレンダリングして3Dのオブジェクトを2Dのビューにするには、Render TOPを追加する
3D Geometry COMPの機能
- TOPでCHOPを使って画像をアニメーションさせるように、CHOPを使ってジオメトリをアニメーションさせることができる
- ジオメトリに移動、回転、スケールの変更を行う際には、Transform SOPを使用するよりもGeometory COMP上でトランスフォーム操作を行うほうが良い
- Transform SOP: CPUで演算 → 高負荷
- Geometory COMP内のTransform: GPUで演算 → 低負荷
カメラを操作する
- TouchDesignerにはカメラを操作する方法がたくさんある
- 頻繁に使用される便利なテクニック: Loop-atを使用する
- シーン内の3Dオブジェクトにカメラを向ける
- Null COMPは、3Dトランスフォームのパラメータをすべて持っていますが、レンダリングされたジオメトリを含んでいないため、他のCOMPのLook-atとして使用すると便利
- SOPをカメラの起動にすることも可能
- Camera COMPのPath SOPというパラメータにジオメトリがカメラが移動するパスを記述する
- シーンを遠近法(Perspective)でレンダリングするか、正投影法(Orthographic)でレンダリングするかを選択できます
光源と影
- 影を正しく描画させるには、Light COMPのShadowsページでシャドウを有効にする必要がある
- 影を視覚化するために、Depth TOPを使い、ライトのZ軸が影を落とすオブジェクトの中央を向いていることを確認する
MATで3Dジオメトリにテクスチャーを適用
- MATは、リアルタイムレンダリングのためにジオメトリをテクスチャリングするためのTouchDesignerのマテリアルシステム
- コンスタントMATは、ライティング計算なしでジオメトリCOMPに色やテクスチャを適用する
- Phong MATはライトの影響を受けるマテリアルです
- Line MATはワイヤーフレームマテリアルに似ていますが、より多くの機能が追加されている
- 単純なワイヤーフレーム、ポイントクラウド、アウトラインや矢印の作成など
- カメラからの距離に応じてジオメトリにどのようにカラーを適用するかを制御可能- 線の太さを変化させるポイントウェイトを使用可能
物理ベースレンダリング (PBR Rendering)
- PBR MATはPhysically Based Rendering（物理ベースレンダリング）に使用される
- サーフェス上で散乱する光の挙動を模倣しようとする
- PBR MATは通常、Environment Lightともう1つのLight COMPが必要
- Phong MATとは異なり、PBR MATは環境ライトCOMPを環境と反射テクスチャに使用する
本日の実習
ここまでの内容を踏まえて、実践してみる。詳細はサンプルをみながら解説していきます!!
その1: プロシージャル3Dアニメーション
その2: 3Dジオメトリインスタンシング
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