ジオメトリ
※ 翻訳には「Google AI Studio」を利用し、「Gemini Experimental 1206」のモデルを使用しています。
このガイドラインは、Khronos Groupの「3DC-Asset-Creation」で公開されている「Geometry」を日本語に翻訳したものです。
原文のライセンス: Creative Commons Attribution 4.0 International License
ジオメトリ
バージョン 1.0.0
最終更新日: 2020年10月20日
ジオメトリックメッシュは、ポリゴンの組み合わせを使用して作成される3Dモデルの構造的なビルドです。これらは、モデルのサイズと形状を定義するのに役立ちます。
(C)2020, 3XR Inc. License: CC BY 4.0 International 図3.1: 現代の掃除機のワイヤーフレームモデル
3Dモデルは、高い精度と品質で設計するのが最善です。これにより、製品のレンダリングに合わせて調整したり、後でリアルタイムアプリケーション用のリアルタイムアセットとして最適化したりできます。ウェブやモバイルデバイスで機能するには、モデルがすばやくロードされ、高度に最適化されていることを確認することが重要です。モデルが効率的に作成されていない場合、下流のエクスペリエンスに劇的な影響を与える可能性があります。
リファレンス
フォトリアリスティックなモデルは、現実の元の製品と同じように見える必要があります。さまざまな角度からの参照写真や製品の測定値を用意して使用すると、モデルをできるだけ正確にすることができます。
(C)2020, 3XR Inc. License: CC BY 4.0 International 図3.2: ピアノのジオメトリと参照写真
モデルが現実世界と同じスケールで構築されていることを確認して、スケーリングの問題なしにすぐに使用できるようにしてください。モデルが適切にスケーリングされていないと、周囲に干渉したり、正しく機能しなかったりする可能性があります。現在のGLTF/USDZコンバーターおよびエクスポーターは、3Dモデルがメートル単位で設定されていることに依存している場合があることに注意してください。完了後、実装前に、エクスポーターがモデルのスケールに対して何を行っているかを必ず理解してください。
クワッドとトライアングル
(C)2020, 3XR Inc. License: CC BY 4.0 International 図3.3: クワッドジオメトリとトライアングルジオメトリの比較
モデルのジオメトリは、3D空間内の点である頂点で表され、エッジで接続されます。これらのエッジは、3辺（トライアングル）または4辺（クワッド）のいずれかの面を形成します。4辺のクワッドは実際にはGLTFではサポートされておらず、送信時に警告が表示されます。モデルを作成する際にはクワッドを使用し、このメッシュをメインソースとして使用することをお勧めします。オブジェクトの三角形分割は、モデル作成の最後のステップにします。一部のソフトウェアでは、5辺以上の面（n-gon）を使用できますが、ビューアーでどのように描画されるかについて曖昧さがあるため、n-gonは推奨されません。
モデルがビューアーでレンダリングされると、画面に表示される各三角形は、テクスチャマップの情報を使用してペイントされます。クワッドを持つモデルは、レンダリング中に三角形に半分に分割されるため、パフォーマンスに影響を与えるのはモデルの三角形数です。
トポロジとメッシュの最適化
モデルを作成するとき、メッシュはすべてのポリゴンを効率的な方法で使用するように努める必要があります。
トポロジは、3Dモデルのポリゴンの構成、フロー、および構造です。これは、モデルを作成するために各頂点、エッジ、および面がどのように設定されるかです。
すべてのモデルは、ビューアーでの視覚的なエラーを最小限に抑えるために、適切なトポロジを持つ必要があります。多数のエッジが接続されている単一の頂点ポイントは、可能な限り避ける必要があります。
(C)2020, 3XR Inc. License: CC BY 4.0 International 図3.4: ソファモデルのメインソースメッシュトポロジ
モデルに黒いポリゴンがあってはなりません。黒いポリゴンは、2つの面が重なっているか、法線を再計算する必要があるなど、モデルに問題が発生したことを示す兆候です。一部のソフトウェアでは、この種のエラーはメッシュの一部が「裏返し」に見えたり、メッシュにまったく表示されなかったりする場合があります。
すべての製品のエッジをベベルして、エッジの遷移を滑らかにします。日常生活には完全に尖ったエッジはありません。モデルはこれを反映する必要があります。通常は非常に丸いエッジにポリゴンの数が少なすぎるモデルは、非現実的にシャープに見える可能性があります。
(C)2020, 3XR Inc. License: CC BY 4.0 International 図3.5: エッジを追加しないと、コーヒーメーカーの本体がポリゴン的に鋭すぎます。
メッシュ最適化ワークフロー: モデルを最適化する方法
(C)2020, 3XR Inc. License: CC BY 4.0 International 図3.6: 個々のコンポーネントをモデル化し、それらを組み合わせて構築します。
実際の製品を構築するかのように3Dモデルを作成します。単一のメッシュから非常に複雑なモデルを作成することはお勧めしません。モデルの個々の部分をすべて個別にモデル化します。
ポリゴン数
モデルは、高レベルのリアリズムを維持するために必要なだけのジオメトリを持つ必要があります。三角形が多いほど、レンダリング時に計算する必要がある計算が多くなります。ベースアセットでモデル化される可能性のある小さな詳細をキャプチャするには、法線マップテクスチャを使用して、三角形数を減らしながら視覚的な忠実度を維持する必要があります。
特定のパブリッシングターゲットの詳細については、このドキュメントのパブリッシングターゲットセクションを参照してください。
法線マップ
法線マップは、シーンの照明と相互作用する実際のジオメトリを必要とせずに、レンダリング中に3次元サーフェスの詳細を近似するために使用できます。レンダリングされるメッシュの密度に制限される、面または頂点ベースの法線を使用して光の相互作用を計算するのとは異なり、法線マップは、同じサーフェスにマッピングされたビットマップのRGBチャネルに法線ベクトルを格納することにより、サーフェスの法線データを表します。その結果、ビットマップのピクセル解像度によってのみ制限される、はるかに高い解像度で法線データを格納できます。
(C)2020, 3XR Inc. License: CC BY 4.0 International 図3.7: コーヒーマシンの背面に隆起を作成するために使用される法線マップ
同じアセットの高/低解像度の例
ワークフロー: 法線マップの作成方法
マテリアルセクショ ンのバンプテクスチャを参照してください
glTFおよびUSD形式の法線マップの考慮事項を参照してください
理想的には、この記事のすべての考慮事項を考慮に入れる必要があります。認定との調整が必要です。https://medium.com/@bgolus/generating-perfect-normal-maps-for-unity-f929e673fc57
プラットフォームベースのLOD
モバイルWebベースの拡張現実では、仮想現実モデルと比較して、最も最適化された3Dモデルを使用する必要があります。モデルを処理するマシンが強力であるほど、モデルのファイルサイズを大きくすることができます。製品のモデルを作成する場合は、さまざまなプラットフォームで使用されることを考慮して、正確で高品質のモデルを作成することが最善です。LODとその詳細については、このドキュメントのLODセクションを参照してください。
特定の推奨パブリッシングターゲットの詳細については、このドキュメントのパブリッシングターゲットセクションを参照してください。
個別のメッシュと結合されたメッシュ
不透明と透明
透明度のあるモデルのセクションには、対応するPNG拡散テクスチャのアルファチャネルに情報が必要です。JPG画像はアルファチャネル情報を保持できず、機能しません。
マルチメッシュアプリケーション
モデルに透明なコンポーネントがあり、1つのオブジェクトに結合されている場合に発生する可能性のあるアーティファクトがあります。多くの場合、複数のマテリアルとメッシュを使用すると、現在のARビューアーでのアー ティファクトを防ぐことができます。
(C)2020, 3XR Inc. License: CC BY 4.0 International 図3.8: 左: マテリアルとメッシュが結合されたモデル | 右: マテリアルとメッシュが分離されたモデル
マルチメッシュオブジェクトは、モデルのコンポーネントをより明確にすることもでき、モデルにラベル付けされた情報を提供します。
(C)2020, 3XR Inc. License: CC BY 4.0 International 図3.9: さまざまなメッシュコンポーネントで分離されたデイベッドモデル
密閉されたメッシュと開いたメッシュのジオメトリ
一般的なコンテキストでは、密閉されたジオメトリとは、モデルのメッシュに表面に穴や隙間がない場合を指します。すべてのサーフェスのメッシュが完全であり、メッシュは適切に接続された有効な要素で構成されています。
使用する際の考慮事項
ほとんどの場合、モデルのほとんどのケースでは、現在の業界標準のモデリングプラクティスに準拠するために、密閉されたメッシュを使用する必要があります。ただし、開いたメッシュのジオメトリは、開いたメッシュが隠されていて、別のメッシュの内側で覆われている場合に使用できます。これは多様体ではないジオメトリと見なされ、ベストプラクティスではありませんが、必要に応じて、モデル全体のポリゴン数を節約できます。
影響を与えるものまたは注意すべき問題
開いたメッシュのジオメトリは多様体ではないジオメトリであり、一部のアプリケーションでは、実装中にエラーが発生する可能性があります。ほとんどの場合、モデルの外側に穴や隙間が表示されない限り、これは問題になりません。
片面メッシュと両面メッシュ
背面カリングは、片面メッシュが反対側から表示されたときに発生します。推奨事項は、ポリゴンの背面がモデルでまったく表示される場合は、この背面カリングの問題を回避するため に厚みを持たせることです。
ガラス越しでも、モデルのどの領域が表示されるかを確認し、厚みを持たせます。これにより、アーティファクトの発生を防ぐことができ、これはほとんどの一般的なARビューアーに当てはまります。余分なジオメトリを追加しないと、ほとんどのビューアーはこれをメッシュの一部が欠落しているかのようにレンダリングし、製品が本物であるという錯覚を壊します。
(C)2020, 3XR Inc. License: CC BY 4.0 International 図3.10: 透明な蓋付きのコンテナは、ARビューアーで表示されるため、内部ジオメトリが必要です。
ベストプラクティス
- モデルは、現実世界と同じサイズで原点（0,0,0）に配置する必要があります
- 不透明なコンポーネントと透明なコンポーネントは、別々のメッシュ上にあり、別々のマテリアルを持つ必要があります
- 個別のメッシュのピボットは、適切に配置され、グループ化されている必要があります
- 可能な限りnゴンを避ける
- 変換情報：モデルをフリーズ/クリーンして、クリーンな変換データ（位置と回転）を（0,0,0）でクリーンにします。