今回実現したかった、リアルタイムに布シミュレーションをしながらメッシュを動的に変化させることは、できませんでした。とはいえ時間をかけて出来なかったこと結論付けたので、備忘録的な意味と、あわよくば詳しい人が解決策を提示してくれることを期待して、この記事を書きました。

ソースコードの全文もアップしておいたので、詳しい人教えてください！

リアルタイムに布シミュレーションをしながらメッシュを動的に変化させるスクリプト · GitHub

はじめに

まず、Unity標準で用意されている布シミュレーションを使おうと考えました。布シミュレーションについてはこちらの記事で紹介されています。

blogs.unity3d.com

布シミュレーションは「Cloth」と「SkinnedMeshRenderer」コンポーネントによって動作します。

切断系のアセットは幾つか存在しているのですが、SkinnedMeshRendererに対応しているものが見つからず、どうしようかと考えていた時にこんな記事を見つけました。

esakun.hateblo.jp

Unityでスクリプトからメッシュを生成できるということで、こんなロードマップを描いて検証をすることにしました。

メッシュを生成
SkinndedMeshRendererにメッシュ情報を渡し、シミュレーションを適用する
切断実行時にメッシュを再構成し、SkinnedMeshRendererに反映させる。

検証

1. メッシュを生成

上記ページを参考にしながらメッシュの生成をします。まずは三角ポリゴンを二つ組み合わせて四角形を作ります。

       filter.sharedMesh.vertices = new Vector3[] {
            new Vector3 (0, 0, 1f),
            new Vector3 (1f, 0, -1f),
            new Vector3 (-1f, 0, -1f),
            new Vector3 (-1f, 0, -1.2f),
            new Vector3 (-2f, 0, 1f),
        };
        filter.sharedMesh.triangles = new int[] {
            0, 1, 2,
            0, 3, 4,
        };

やったー！四角形を描画できた！ pic.twitter.com/7Fk5QOnpnI
— ブーメラン (@splas_boomerang) 2016年3月4日

OpenGLとかの要領でシンプルな図形の描画を確認できました。次に、大きさを指定して生成できるように拡張します。

       for (int h = 0; h < height; ++h) {
            for (int w = 0; w < width; ++w) {

                vertices.Add (new Vector3 ((1f + w) * size, 0, (1f + h) * size));
                vertices.Add (new Vector3 ((1f + w) * size, 0, (0f + h) * size));
                vertices.Add (new Vector3 ((0f + w) * size, 0, (0f + h) * size));
                vertices.Add (new Vector3 ((0f + w) * size, 0, (1f + h) * size));

                List<int> triangles = new List<int> ();

                triangles.Add (0 + (w + (h * width)) * 4);
                triangles.Add (1 + (w + (h * width)) * 4);
                triangles.Add (2 + (w + (h * width)) * 4);
                triangles.Add (0 + (w + (h * width)) * 4);
                triangles.Add (2 + (w + (h * width)) * 4);
                triangles.Add (3 + (w + (h * width)) * 4);

                // 反対側からの描画にも対応
                triangles = DuplicateReverseTriangles (triangles);

                squares.Add (new Square (h, w, triangles));
            }
        }

Square型は各四角形ごとの順番情報を持ちます。これは、後々各四角形毎に変形を適用するため、データを扱いやすくする目的があります。頂点に関してはインデックスで順番を指定する関係上、すべて一つのリストに追加する形で保持します。

2. SkinndedMeshRendererにメッシュ情報を渡し、シミュレーションを適用する

       meshRenderer.sharedMesh = mesh;

SkinndedMeshRendererにメッシュ情報を渡します。

[RequireComponent(typeof(SkinnedMeshRenderer))]
[RequireComponent(typeof(Cloth))]
public class DynamicCreateMesh : MonoBehaviour
{
...
}

クラス宣言の前にこんな記述をしておくと、コンポーネントのアタッチ時に自動的に必要なコンポーネントをアタッチしてくれるので便利です。

必要なコンポーネントを確認して、再生ボタンで実行できます。うまく動いていることを確認するため、ShereColliderをつけておくと便利だと思います。

以下の記事で手順が丁寧に説明されています。

Interactive Clothに代わる、布っぽい動きを実現するClothを触り始める

3. 切断実行時にメッシュを再構成し、SkinnedMeshRendererに反映させる。

切断の方法を考えます。各四角形に対して切断面との交点に頂点を追加し、頂点を結ぶ順番を更新します。

ふぇぇ…一般化できないよぅ… pic.twitter.com/PVGRg36358
— ブーメラン (@splas_boomerang) 2016年3月5日

一般化は難しそうだと思ったので、とりあえず反映させる部分の確認を進めます。

   // 指定した四角形を切断
    // 一旦テスト用に単純な分割のみに対応
    public void Cut (int h, int w)
    {
        Square square = GetSquare (h, w);

        int maxIndex = vertices.Count;

        float bottomRate = 0.8f;
        float topRate = 0.8f;
        float interval = 0.05f;

        vertices.Add (new Vector3 ((bottomRate + interval + w) * size, 0, (0f + h) * size));
        vertices.Add (new Vector3 ((topRate + interval + w) * size, 0, (1f + h) * size));
        vertices.Add (new Vector3 ((topRate - interval + w) * size, 0, (1f + h) * size));
        vertices.Add (new Vector3 ((bottomRate - interval + w) * size, 0, (0f + h) * size));

        List<int> triangles = new List<int> ();

        triangles.Add (0 + (w + (h * width)) * 4);
        triangles.Add (1 + (w + (h * width)) * 4);
        triangles.Add (0 + maxIndex);

        triangles.Add (0 + (w + (h * width)) * 4);
        triangles.Add (0 + maxIndex);
        triangles.Add (1 + maxIndex);

        triangles.Add (2 + maxIndex);
        triangles.Add (3 + maxIndex);
        triangles.Add (2 + (w + (h * width)) * 4);

        triangles.Add (2 + maxIndex);
        triangles.Add (2 + (w + (h * width)) * 4);
        triangles.Add (3 + (w + (h * width)) * 4);

        triangles = DuplicateReverseTriangles (triangles);

        square.triangles = triangles;

        UpdateMesh ();
    }