【Unity】キャラクタの手の高さに比例して手の形状を切り替える − Unlit Sphere

キャラクタがダンスなどのモーションを行っているときにずっと手がパーの状態だと寂しいので，動的になるように施す．よく忘れるのでメモ．

Table of Contents

Env.

Unity2019.1.12f1
UniVRM 0.55

Methods

手のアニメーションクリップを用意

手の高さに応じてグーとパーを切り替えたい．今回であれば手を上に上げたときにグーに，手を下げたときにパーになるようにしたいので，1秒間でグーとパーを切り替えるだけのアニメーションクリップを用意した．左右の手を別々に制御させたいので，左手と右手それぞれのアニメーションを作成した．

名前は適当にHand_LとHand_Rにした．それぞれ0:00にパーの状態，1:00にグーの状態を保存．
animファイルを新規作成するのは面倒なので，以下に作成したものを置いておく．

https://github.com/nmxi/Unity_pth_HandsController/releases/tag/v0.1

AnimationMaskを作成

左と右の手のマスクをそれぞれ作成しておく．

上記は左の手のマスクの例．これと反転させてものも作成する．

プロジェクトタブはこのような感じになる．

AnimationControllerを用意

適当な名前でアニメーションコントローラーを作成して，当該キャラクタオブジェクトに付いているAnimatorコンポーネントにアタッチしておく．

上記のように何もアニメーションが入っていない適当な名前のAnimationLayerを作成して，左手と右手それぞれのAnimationLayerを作成．先程作成したAnimationMaskをそれぞれのレイヤーにアタッチする．

左手と右手のレイヤーのDefaultAnimation(オレンジのノード)がそれぞれの1秒間のアニメーションクリップを設定しておく．

アニメーション(手のグーとパー)が勝手に動かないようにするため，DefaultAnimationのノードの設定はインスペクタから以下のように設定しておく．

とりあえず，Speedを0にしておく．

Animationの再生位置をスクリプトからコントロール

HandController.cs

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
public class HandController : MonoBehaviour
{
[SerializeField] private float _l_HandParam;
[SerializeField] private float _r_HandParam;
[Space(15f), SerializeField] private Animator _targetAnimator;
private void Update()
{
_targetAnimator.Play("Hand_L", 1, _l_HandParam);
_targetAnimator.Play("Hand_R", 2, _r_HandParam);
}
}

using System.Collections;

using System.Collections.Generic;

using UnityEngine;

public class HandController : MonoBehaviour

{

[SerializeField] private float _l_HandParam;

[SerializeField] private float _r_HandParam;

[Space(15f), SerializeField] private Animator _targetAnimator;

private void Update()

{

_targetAnimator.Play("Hand_L", 1, _l_HandParam);

_targetAnimator.Play("Hand_R", 2, _r_HandParam);

}

適当なGameObjectに貼り付けて以下のようになる．

あとはTargetAnimatorに当該キャラクタモデルのAnimatorをアタッチしてPlay中に_l_HandParamと_r_HandParamを0.0~1.0もしくは0.2~0.8など範囲を調整しながら，変更させるだけ．

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このように手が動くようになる．

キャラクタの手の高さを取得

上記のHandController.csを改造して，モデルの手の位置からグーとパーが切り替わるようにした．
以下のコードだとしゃがんだときや，ジャンプしたときなどに対応できないので，もっときれいに自然に動かすのであれば，HipsのlocalPositionからの手のlocalpositionの相対距離を取得したりする必要がある．

using UnityEngine;
public class HandController : MonoBehaviour
{
[SerializeField] private float _handMaxPos;
[SerializeField] private float _handMinPos;
[SerializeField] private Axis _referenceAxis;
[Space(15f), SerializeField] private Animator _targetAnimator;
private enum Axis
{
X, Y, Z
}
private void Update()
{
var lhPos = _targetAnimator.GetBoneTransform(HumanBodyBones.LeftHand).position;
var rhPos = _targetAnimator.GetBoneTransform(HumanBodyBones.RightHand).position;
if(_handMaxPos > lhPos[(int)_referenceAxis] && _handMinPos < lhPos[(int)_referenceAxis])
{
var param = Remap(_handMinPos, _handMaxPos, lhPos[(int)_referenceAxis]);
_targetAnimator.Play("Hand_L", 1, param);
}
else if(lhPos[(int)_referenceAxis] < _handMinPos)
{
_targetAnimator.Play("Hand_L", 1, 1);
}
else if(lhPos[(int)_referenceAxis] > _handMaxPos)
{
_targetAnimator.Play("Hand_L", 1, 0);
}
if (_handMaxPos > rhPos[(int)_referenceAxis] && _handMinPos < rhPos[(int)_referenceAxis])
{
var param = Remap(_handMinPos, _handMaxPos, rhPos[(int)_referenceAxis]);
_targetAnimator.Play("Hand_R", 2, param);
}
else if (rhPos[(int)_referenceAxis] < _handMinPos)
{
_targetAnimator.Play("Hand_R", 2, 1);
}
else if (rhPos[(int)_referenceAxis] > _handMaxPos)
{
_targetAnimator.Play("Hand_R", 2, 0);
}
}
private float Remap(float min, float max, float x)
{
var a = x - min;
var b = max - min;
var res = a / b;
return res;
}
}

using UnityEngine;

public class HandController : MonoBehaviour

{

[SerializeField] private float _handMaxPos;

[SerializeField] private float _handMinPos;

[SerializeField] private Axis _referenceAxis;

[Space(15f), SerializeField] private Animator _targetAnimator;

private enum Axis

{

X, Y, Z

}

private void Update()

{

var lhPos = _targetAnimator.GetBoneTransform(HumanBodyBones.LeftHand).position;

var rhPos = _targetAnimator.GetBoneTransform(HumanBodyBones.RightHand).position;

if(_handMaxPos > lhPos[(int)_referenceAxis] && _handMinPos < lhPos[(int)_referenceAxis])

{

var param = Remap(_handMinPos, _handMaxPos, lhPos[(int)_referenceAxis]);

_targetAnimator.Play("Hand_L", 1, param);

}

else if(lhPos[(int)_referenceAxis] < _handMinPos)

{

_targetAnimator.Play("Hand_L", 1, 1);

}

else if(lhPos[(int)_referenceAxis] > _handMaxPos)

{

_targetAnimator.Play("Hand_L", 1, 0);

}

if (_handMaxPos > rhPos[(int)_referenceAxis] && _handMinPos < rhPos[(int)_referenceAxis])

{

var param = Remap(_handMinPos, _handMaxPos, rhPos[(int)_referenceAxis]);

_targetAnimator.Play("Hand_R", 2, param);

}

else if (rhPos[(int)_referenceAxis] < _handMinPos)

{

_targetAnimator.Play("Hand_R", 2, 1);

}

else if (rhPos[(int)_referenceAxis] > _handMaxPos)

{

_targetAnimator.Play("Hand_R", 2, 0);

}

private float Remap(float min, float max, float x)

{

var a = x - min;

var b = max - min;

var res = a / b;

return res;

}

ReferenceAxisはpositionのx, y, zどの値を参照するかを変更できる．特になにも考えない場合，Yで大丈夫だと思う．
HandMaxPosとHandMinPosは手をグー，パー切り替える高さのブレイクポイントを指定する．

これらを設定して，手の高さがが高くなったときにグー．低くなったときにパー．といったようにアニメーションができるようになる．リアルタイムでのモーションの入力にも対応できる．

動作の見本を載せたかったが，全身見せられるモデルを用意する時間がなかったので，また今度．

あー．手のモーキャプ装置ほしい．