animation skinning for effective character modeling and appealing deformation.

2. 本日の講演についてAbout
today's lecture

3. 講演概要
summary:
Who is this
for?
・Those who are not good at skinning but can create shapes with
mesh
・ Those who want to deepen their understanding of skinning
Proposition: "Aren't you trying to solve all skinning problems with skinning?"
When skinning just doesn't work, the problem is often a flaw in the pre-skinning, modeling, or
rigging stages.
With a little ingenuity at the modeling stage, the skinning work will be overwhelmingly easier,
and better deformation results will be obtained. Conversely, if the mesh structure is flawed,
Often, skinning doesn't solve the problem no matter how hard you try.
In this session, entitled "Modeling for Skinning",
I would like to introduce some modeling tips to get good skinning results.

4. 講演者プロフィー
ル: a b o u t t h e a u h o r
Originally by: Motomura • C • Junya
アークシステムワークス株式会社
リードモデラー / テクニカルアーティスト /
他いろいろ
モデラー出身でシェーダーを書きたくてテクニカルアーテ
ィストに。モデリング・リギング・シェーダー作成、講演
とかいろいろ。
代表作：
GUILTY GEAR Xrdシ リ ー ズ
リードモデラー/テクニカルアーティスト
DRAGON BALL FighterZ(バンダイナムコエンターテインメント
)
ディレクター/モデリング監修/テクニカルアーティス
ト

5. Outline:
PART1: modelingforeasyskinning
PART4: bone placement for modeling
PART3: masterfullmodelingofmultiaxialmeniscus’s
PART5: OtherskinningT
I
P
S
PART6: Bonus–anintroductiontorudimentaryrigging
PART2: behind the scenes; skinning for modeling

6. About the talk
３while this was prepared in
softimage, the advise enclosed is
software agnostic
Based on a low poly model for real time
In this seminar, we will introduce a model that can be numerically
adjusted in units of 1 vertex.
I'll define "low-poly" and introduce some tips focusing on
skinning on low-poly models.

7. What do we mean by skinning?
We must know: which bone influences which vertex to move?
・・If you don't do this, you can't pose or animate.
・Detailed manual specification is required to set as intended.
(especially in low poly)
For exampe
The large red dot bone Influences all red vertices below the knee

8. Let's model for easy skinning
Part１

9. ・an A stance or T stance is fine.
With a stance that is easy to use according to what you make.
・ Regardless of modeling or skinning,
It is important to make it easy to select mesh vertices.
・Easy to select the target upper calf vertex group = Easy to
work.
・In theory, any posture is fine, but
Because it is easy to work with a pose with straight limbs,
It has become a standard as an initial stance.
(For example, if the pose with folded arms is the initial stance, it's
difficult to do, isn't it?)
TIPS: Model with a comfortable initial stance
It is important to be able to easily specify
the selection range

10. TIPS: Let's devise mesh division
・It's obvious, but if it's a complicated structure
Hard to work with when modeling or skinning.
・For things that are clearly not connected to the ground,
It's easier to keep it as a separate part.
・In Ark, hair, clothes, accessories, etc.
I work by dividing the mesh finely for each part.
(Eventually it will be integrated for each material in unreal
engine)
・Since there are various rules depending on the specifications
of the work (game engine, etc.), please check.
(In terms of processing load, it is advantageous to finally collect
them.)
If you create everything with 1 mesh, it will be
difficult to select
if it is finely divided, like the cross, lapels, hair, hair tips; it will be easier to select and work with

11. TIPS: Arrange the vertices
neatly
・There are many cases where you want to set weights in a gradation pattern.
(Increase the weight by 10% for each row, etc.)
For such a case, the premise of setting the same weight is
It is better to align the positions in a tight nearly horozontal loop so that they can be
selected together From the front or back.
・If the vertices are randomly placed, it will take more time to set
weights manually, so be careful.
・However, it is not absolute. Pointlessly adding
more vertices just to preserve the loop structure
can be detrimental.
(described later)
10％
20%
30％
40%
50％
60%
70％
80%
If the vertices are arranged neatly, the setting
is easy.

12. for modeling
Get to Know the Behind
the Scenes of Skinning
Part２

13. ・A trap that beginners tend to fall into.
・It tends to lead to bad results, at least in real-time low-poly models.
・Experienced people also want to delve deeper into the matter because they
can deepen their understanding by pursuing the “why” more deeply.
よ く あ る 誤 解
c o m m o n
m i s c o n c e p t i o n
“For the time being, if you increase
the number of polygons and
perform smooth skinning,
The joints should bend nicely."

14. 関節のモデリング：よくある問題「 ５ ０ ％ の
ワ ナ 」
わかりやすい例として、ヒザ周りの
スキニングでやってしまいがちな構
造

15. 関節のモデリング：よくある問題「 ５ ０ ％ の
ワ ナ 」
わかりやすい例として、ヒザ周り
の
スキニングでやってしまいがちな
構造
太ももに100
％
太ももに50
％
スネに
100%
・太ももとスネ、それぞれに１
００％
割り当てた範囲がある
スネに50%
・その中間にあるヒザ付近の頂点には、
太ももとスネ、それぞれに５０％ずつ割り
振った形
ぱっと見はこれで問題なさそうに思え
る…

16. 理想
（こんな感じになってくれたらい
いな…）
（これが…
）
関節のモデリング：よくある問題「 ５ ０ ％ の
ワ ナ 」
50％

17. （…あれ…？
）
現実
関節のモデリング：よくある問題「 ５ ０ ％ の
ワ ナ 」
50％

18. 何が良くないのか
・５０％に設定したヒザの裏側の
頂点がなぜか内側に入り込んでしまい、
ヒザ周りの関節部分が「細く」なってし
まっている。
・人体は、中身が詰まっているので、関節
は曲げても細くならない。
ゴムホースのように、中身がないものは、
曲げると細くなる。
⇒関節を曲げた結果が細くなると
人体表現としては違和感につなが
る
関節のモデリング：よくある問題「 ５ ０ ％ の
ワ ナ 」

19. ウェイトブレンドの裏側で起きていることを理解
しよう
・「なぜ細くなってしまうのか」を理解するために簡単な実
験をしてみよう。
・問題が起きている頂点のウェイトを、太もも と スネ、
それぞれに100％割り振った場合のスクリーンショットをと
ってみる。
緑色の頂点を… 太ももに100%割り当てた場合 スネに100%割り当てた場合

20. ウェイトブレンドの裏側で起きていることを理解
しよう
太もも100%とスネ100%の
結果の画像を重ね合わせてみる
と…
さらに
結果の位置を直線で結んでみる
と…
さらに
５０％の時の結果を重ねてみる
と…
・太ももに100%、スネに100%、そして50%の時の、それぞれの結果の画像
を重ね合わせてみると、面白いことがわかってくる。
・50%の時の位置は、ちょうど両者を直線で結んだ中間に来るのだ。

21. ウェイトブレンドの裏側で起きていることを理解
しよう
・ウェイトブレンドの結果は、「それぞれのボーンに全振りした結果」
をブレンドする。
・25:75など、他のブレンド比率を試しても、上図の緑のラインの上を移
「５０％のワナ」の
正体
実演

22. ウェイトブレンドの裏側で起きていることを理解
しよう
・分割を増やしても、ウェイトをスムーズにしても、根本的な解決にはならな
い。
→むしろ悪化する場合もある！
・このスキニングの計算方法は、知る限りどの３Dソフトでもゲームエンジン
でも共通。
（ダブルクォータニオンなど、他の計算手法もあるが、一般的ではない）

23. ウェイトブレンドの裏側で起きていることを理解
しよう
・ウェイトブレンド＋回転は、計算の手法上、どうやっても細くなるのは
避けられない。
この問題は、スキニングの数値をいくらいじっても解決しない。
→解決には別のアプローチが必要。
・このスキニング計算の理屈を把握しておくと、頂点の位置とウェイトだ
けで、
ある程度変形結果が予測できるようになってくる。
→どういう頂点配置、ウェイト設定をすれば望む変形結果になるかが
わかってくる。
→効率アップ、クオリティアップにつながる。
結論

24. きれいに曲げるための
「関節構造のモデリン
グ」
Part３

25. TIPS：きれいに曲げるための「定番」頂
点配置
・「スキニングの問題がスキニングで解決できない！」
・となれば、別のアプローチが必要。その一つがモデリング。
・関節のメッシュの頂点配置を工夫することで、「細くなる関節」の問題は
回避できる。
しかも、その方法は一つだけではない。
NG
OK OK
回避方法
は複数あ
る

26. TIPS： 定 番 そ の ① ： 「 めり込み」
構造
・50%のウェイトを振るような中途半端な位置に頂点は置かず、関節が曲が
り始めたらすぐにメッシュが重なる形。
・細くなるくらいならメリ込んだほうがマシ。
・交差箇所にできる鋭角な陰影を表現に取り入れることもできる。
可動部分が狭いのが
特徴。
そのため、
少し曲げるだけで
めり込みが発生す
る。
結果できるシャー
プな陰影も利用で
きる。

27. TIPS： 定 番 そ の ① ： 「 ハの字」
構造
・同じく、50%のウェイトを振るような中途半端な位置に頂点は置かない。
・「ハの字」型に可動範囲が広がっているのが特徴。
・曲げても細くならず、むしろ角度によっては太くなる。
・めり込み式よりはもう少しソフトな曲げ表現になる。
「ハの字」の
可動範囲が特徴
曲がってもめり込
まず、細くもなら
ない。
めり込み式よりもソ
フトな印象の曲がり
方になる。
※さらに深く曲げた場合は、
めり込み式と同じく、交差が発

28. 定番の頂点配置それぞれの共通
点
・伸びる側の分割は増やしてもOK。
・縮む側は分割をむやみに増やさない。
・曲がった結果の形状から逆算して、きれいな形になるように頂点を配置する。
ヒジやヒザなど、１方向
にしか曲がらない関節で
は、
伸びる側には分割を足し
ても問題は起きない
曲がった結果の形状が
きれいになるように、頂点
を配置
実演

29. 「ボーンの配置」と「モデ
リング」
Part４

30. TIPS：曲がる箇所を意識してモデリ
ング
・「関節によって曲がる部分、曲がらない部分」をモデリングの最中から
意識しよう。
・可動部分は、「50%のワナ」を意識して破綻しないようにモデリング。
（定番配置）
・極端な話、スキンのウェイト100%縛りでも、最低限のシルエッ
トは作れる。
例：
灰色：動かな
い
赤色：可動部
実演

31. TIPS：ボーン配置のベストポジションを確立
しよう
・スキニングの問題の多くは、誤った位置にボーンがあるのが原因。
・どんなにスキニングの数値を調整しても、ボーンの位置が間違っていれば
絶対治らない。
・まずは人体の構造を知ろう。本とか、資料とかで確認しながら作業して知
識を蓄積。
上手く曲がった時の
配置を後で再現できるように
その時のボーンと身体パーツの位置関係
から法則を読み解こう

32. TIPS：良好なボーン位置を見つけるためのテクニ
ック①
・いろいろな場所にピボットを置いて曲げてみて、いい塩梅の場所を探
す。
・良いところを見つけたら、そこにボーンを配置する。（メッシュは
Undoで元に戻す）
実演
頂点を選んで回転ツールの
ピボットを想定される回転軸の位置
へ
いろいろな
ピボットの
位置で
曲げてみる
きれいに
曲がる位置を
見つけたら
そこにボーン
を配置すれば
OK!
試しにメッシュの変形で曲げてみよう
・ボーンではなく、モデリングツールの回転で試しに曲げてみ
るのもおすすめ。
・想定している回転軸に回転ツールのピボットを配置して曲げ
てみる。

33. TIPS：良好なボーン位置を見つけるためのテクニ
ック②
そこにボーン
を配置しなお
せば OK!
メッシュを動かして最適位置を探ろう
①関節部分のメッシュの位置をずらして、いい感じに曲がる配置
を見つける。
②メッシュの移動をUndoしてさっきと同じ分、ボーンを「逆」
に動かす。
実演
ヒザの変形結果が良くない 良くなった！
と
、
い
う
こ
と
は
・
・
・
ヒザ付近のメッシュを
３
ｃ
ｍ
上げてみる
適切なボーンの位置は「3cm 下 だった」と分か
る！

34. その他スキニング
TIPS
Part５

35. 多層構造のメッシュでは頂点配置とウェイトをそろ
えよう
・本体の上に衣服や装飾がついているような、多層構造のデザイン
の場合、本体と装飾品で頂点配置とウェイトの設定をマッチさせ
よう。
・これがマッチしていないと、ポーズを変えたときに装飾品と本体
が
めり込んだり、はみだしたりと、ひどいことになる。これは完全に
モデルの問題。
・「同じ位置、同じウェイトの頂点は、 変形後も必ず同じ位置に
来る」
ということを覚えて活用しよう。
適当は
そろって
れば OK

36. ポーズをいろいろ取らせて確認し
よう
・スキニングをある程度進めたら、とにかくいろんなポーズをとらせよう。
・シルエット確認のためにも、メッシュを完成させる前から仮スキニングし
て確認すると良い。
・実際に作品の中で取るであろうアニメーションを想定して、テストしよう。
（格闘ゲームであれば、パンチキック、などなど。バンザイや開脚もできるようにしておかない
といけない）
・いざアニメーターにモデルを渡した後で困らないように先に確認してお

37. 初歩的なリギングへのいざ
ない
Part６

38. 次のステップはリギングだ！
・ここまで、モデリングでスキニングの問題を解決する方法を紹
介してきました。
・しかし、「モデリングでも解決できない」問題も出てきます。
・そんな時に必要になってくるのがリギングです。
・モデリング、スキニング、リギングの三位一体がそろうことで、
かっこよく動かせるキャラクターモデルの条件がそろいます。
リギング
スキニング
モデリング
かっこよく動か
せる
キャラクター！

39. 初歩的なリグの紹介：手首のねじれ①
・とはいえ、いきなり高度なリグを作るのは難しいので、まず最初はシンプル
なものから挑戦しましょう。
・比較的シンプルながら活用範囲が広いのが手首のねじれのコントロールです。
・何もしないと手首を回転さ
せると関節が破綻してしま
う。
これを解決した
い。

40. 初歩的なリグの紹介：手首のねじれ②
・実際の人体では、手首からヒジにかけて、前腕全体が徐々にねじれていく
はず。

41. 初歩的なリグの紹介：手首のねじれ③
・前腕に複数のねじれ用のボーンをおいて
置き、手首のボーンと連動して少しずつ
回転させていく
・コンストレイントやエクスプレッション、
ノードによる制御など、やり方は３Dソ
フトによって微妙に異なるので、各自で
調べてみると良いでしょう。
・手首以外にも、あらゆる部分の「ね
じれ」の問題を解決するのに有用。
・リグの初歩として練習に最適な上に、応用範
囲が非常に広いので勉強の
費用対効果が非常に高い。おすすめ！
実演
手首の回転
に…
２0%追従
50%追従
80%追従

42. モデラーがリギングを覚えると良い
わけ
・モデリングでも、スキニングでも解決できない問題が、リギングで解
決することも多い。
・リグの構造に適したモデリング、という考え方も必要になってくる。
「この頂点は、リグによってこう動くから、この配置が正しい」とい
う考え方。
・最終的には、スキニング、リギングも含めて、それぞれの頂点がどの
ように
制御されるのか、から逆算してモデリングできるのが理想。（ローポリ
ならでは）
・キャラクターモデラーはメッシュ作成だけではなく、スキニングやリ
ギングなどの勉強もすることで、
最終的なキャラクターモデルのクオリティがあげられる。

43. 最後
に

44. 最後に
まとめ：
・問題の根本は、別にあることもある。目の前の「手段」にとらわれないよう
にしよう。
どう頑張っても解決しない問題は、別角度からアプローチすることで解決で
きることもある。
・処理の「裏側」で起きていることの法則を見極められると、問題の原因がわ
かりやすくなり解決法も見えてくる。
・「新しい手段」を手に入れることで問題を「飛び越えられる」ようになるこ
とも。
→例：リギングへのいざない
・どんな問題にも何かしら解決策、回避策はあるはず。追求し続ければ

45. スタッフ募集のお知ら
せ
こんな感じのモデルを作る仕事をしたい！ こん
な感じのモデルにモーションをつけたい！背景を
作りたい！ エフェクトを作りたい！
そんな人はぜひアークシステムワークス
へ！
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