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外部力プリセット

バージョン情報

v1.16.0で追加

External Forceプリセットシステムは、様々な外力をモジュール化して適用できる機能です。基底構造体を継承した複数のプリセットが用意されており、C++で独自のプリセットを追加することも可能です。

概要​

External Forceプリセットシステム

プリセットの種類と適用フロー

アーキテクチャ​

FKawaiiPhysics_ExternalForce (基底)
├─ FKawaiiPhysics_ExternalForce_Basic (汎用方向力)
├─ FKawaiiPhysics_ExternalForce_Curve (時間変化カーブ力)
├─ FKawaiiPhysics_ExternalForce_Gravity (重力)
└─ FKawaiiPhysics_ExternalForce_Wind (風)

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基底クラス: FKawaiiPhysics_ExternalForce​

全ての外力プリセットの基底となる構造体です。

共通パラメータ​

パラメータ型デフォルト説明
bIsEnabledbooltrue外力の有効/無効
bDrawDebugboolfalseデバッグ描画の有効/無効
ApplyBoneFilterTArray<FBoneReference>空外力を適用するボーンを指定（空の場合は全て）
IgnoreBoneFilterTArray<FBoneReference>空外力を適用しないボーンを指定
ExternalForceSpaceEExternalForceSpaceWorldSpaceシミュレーション空間
RandomForceScaleRangeFFloatInterval(1.0, 1.0)力のスケールのランダム化範囲

シミュレーション空間 (EExternalForceSpace)​

値説明
ComponentSpaceコンポーネント空間でシミュレート。メッシュ移動は速度に影響しない
WorldSpaceワールド空間でシミュレート。メッシュ移動で速度が変化
BoneSpace別のボーン空間でシミュレート

ボーンフィルタの使用例​

// 特定のボーンのみに外力を適用
ApplyBoneFilter.Add(FBoneReference("hair_01"));
ApplyBoneFilter.Add(FBoneReference("hair_02"));

// 特定のボーンを除外
IgnoreBoneFilter.Add(FBoneReference("hair_root"));

Basic: 基本的な方向力​

一定方向の力を継続的または間隔を空けて適用します。

パラメータ​

パラメータ型デフォルト説明
ForceDirFVector(0, 0, 0)力の方向
ForceRateByBoneLengthRateFRuntimeFloatCurve-ボーンの長さの比率による力の補正カーブ
Intervalfloat0.0力を適用する間隔（秒）。0の場合は毎フレーム適用

使用例​

// 右方向への一定の力
FKawaiiPhysics_ExternalForce_Basic BasicForce;
BasicForce.ForceDir = FVector(100, 0, 0);
BasicForce.Interval = 0.0f; // 毎フレーム適用

Curve: カーブベースの力​

時間経過に応じてカーブで変化する外力です。アニメーションやタイムラインベースの効果に最適です。

パラメータ​

パラメータ型デフォルト説明
ForceCurveFRuntimeVectorCurve-時間に応じた外力カーブ（X:時間, Y:力）
CurveEvaluateTypeEExternalForceCurveEvaluateTypeSingleカーブ評価方式
SubstepCountint10経過時間の分割数（Single以外で有効）
TimeScalefloat1.0時間のスケール係数
ForceRateByBoneLengthRateFRuntimeFloatCurve-ボーンの長さの比率による力の補正カーブ

カーブ評価方式 (EExternalForceCurveEvaluateType)​

値説明
Single単一ポイントで評価
Average複数ポイントの平均値
Max複数ポイントの最大値
Min複数ポイントの最小値

使用例​

// 振動する力
FKawaiiPhysics_ExternalForce_Curve CurveForce;
CurveForce.TimeScale = 2.0f; // 2倍速で再生
CurveForce.CurveEvaluateType = EExternalForceCurveEvaluateType::Average;

Gravity: 重力​

重力をシミュレートします。Characterの設定と連携可能です。

注記

重力は常にWorldSpace固定です。空間選択はできません。

パラメータ​

パラメータ型デフォルト説明
ForceRateByBoneLengthRateFRuntimeFloatCurve-ボーンの長さの比率による力の補正カーブ
bUseCharacterGravityDirectionboolfalseCharacter側のCustomGravityDirectionを使用（UE5.4以降）
bUseCharacterGravityScaleboolfalseCharacter側のGravityScaleを使用
bUseOverrideGravityDirectionboolfalse重力方向をオーバーライドするかどうか
OverrideGravityDirectionFVector(0, 0, 0)重力方向のオーバーライド値

Characterとの連携​

UE5.4以降では、Characterの重力設定と自動連携できます。

// Characterの重力設定を使用
FKawaiiPhysics_ExternalForce_Gravity GravityForce;
GravityForce.bUseCharacterGravityDirection = true;
GravityForce.bUseCharacterGravityScale = true;

重力方向のオーバーライド​

// 横向きの重力（宇宙ステーションなど）
FKawaiiPhysics_ExternalForce_Gravity GravityForce;
GravityForce.bUseOverrideGravityDirection = true;
GravityForce.OverrideGravityDirection = FVector(1, 0, 0);

Wind: 風​

WindDirectionalSourceからの風を利用します。ClothやSpeedTreeとの連携を想定しています。

注記

風は常にWorldSpace固定です。空間選択はできません。

パラメータ​

パラメータ型デフォルト説明
ForceRateByBoneLengthRateFRuntimeFloatCurve-ボーンの長さの比率による力の補正カーブ
WindDirectionNoiseAnglefloat0.0WindDirectionalSourceによる風方向のノイズ（角度、度数）

WindDirectionalSourceの設定​

  1. レベルにWindDirectionalSourceを配置
  2. 風の強さと方向を設定
  3. KawaiiPhysicsノードでWindプリセットを追加
FKawaiiPhysics_ExternalForce_Wind WindForce;
WindForce.WindDirectionNoiseAngle = 15.0f; // 15度のランダム変動

カスタム外力 (CustomExternalForces)​

実験的機能

この機能は実験的です。AnimNodeをクリックするか、Animation Blueprintをコンパイルしないと正常に動作しない場合があります。

BlueprintまたはC++で独自の外力ロジックを実装できます。

基底クラス: UKawaiiPhysics_CustomExternalForce​

UCLASS(Abstract, Blueprintable, EditInlineNew, CollapseCategories)
class UKawaiiPhysics_CustomExternalForce : public UObject

パラメータ​

パラメータ型デフォルト説明
bIsEnabledbooltrueこのカスタム外力が有効かどうか
bDrawDebugboolfalseデバッグ描画を行うかどうか

オーバーライド可能な関数​

関数説明
PreApply外力適用前の処理（全ボーンに対して1回呼ばれる）
Apply各ボーンに外力を適用（ボーンごとに呼ばれる）

C++での実装例​

UCLASS()
class UMyCustomForce : public UKawaiiPhysics_CustomExternalForce
{
    GENERATED_BODY()

public:
    virtual void Apply_Implementation(FAnimNode_KawaiiPhysics& Node,
        int32 ModifyBoneIndex, const USkeletalMeshComponent* SkelComp,
        const FTransform& BoneTransform) override
    {
        // カスタムロジック
    }
};

Blueprintでの実装​

  1. UKawaiiPhysics_CustomExternalForce を継承したBlueprintクラスを作成
  2. PreApply と Apply イベントをオーバーライド
  3. KawaiiPhysicsノードの CustomExternalForces に追加

共通機能​

ForceRateByBoneLengthRate​

全てのプリセットで使用できる、ルートからの距離に応じた力の補正カーブです。

  • X軸: ボーンチェーン内での位置（0.0 = ルート、1.0 = 末端）
  • Y軸: 力のスケール係数
// 末端に行くほど力を強くする例
ForceRateByBoneLengthRate.GetRichCurve()->AddKey(0.0f, 0.5f);
ForceRateByBoneLengthRate.GetRichCurve()->AddKey(1.0f, 1.5f);

デバッグ描画​

bDrawDebug = true にすると、力のベクトルがビューポートに表示されます。

Blueprint API​

外力はBlueprintから動的に制御できます。

外力の追加​

UFUNCTION(BlueprintCallable, Category = "Kawaii Physics")
static bool AddExternalForce(const FKawaiiPhysicsReference& KawaiiPhysics,
                             FInstancedStruct& ExternalForce, UObject* Owner, bool bIsOneShot = false);

コンポーネントへの外力追加​

UFUNCTION(BlueprintCallable, Category = "Kawaii Physics")
static bool AddExternalForcesToComponent(USkeletalMeshComponent* MeshComp,
                                         TArray<FInstancedStruct>& ExternalForces, UObject* Owner,
                                         FGameplayTagContainer& FilterTags,
                                         bool bFilterExactMatch = false,
                                         bool bIsOneShot = false);

詳しくは UKawaiiPhysicsLibrary を参照してください。

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