モデルアニメーションとは、3Dモデルに 「動き 」を与え、シーンの中で動かすためのプロセスです。手描きやコマ撮りのような従来のアニメーションではなく、3Dモデルアニメーションでは、Blender、Maya、3ds Maxなどのソフトウェアを使用してデジタル空間内のデジタルモデルをアニメーション化します。キャラクターを歩かせたり、小道具が回転したり、あるいはシーン全体をリアルに連動させたりします。
こちらのPolyFjordによるチュートリアル動画で、モデルアニメーションの素晴らしい例をご覧ください：
モデルアニメーションは、作成方法によってさまざまなタイプに分けられます。主な方法としては、アニメーターがある時点の動きを設定するキーフレームアニメーションと、Mixamoなどのツールを使って実際の動きを記録し、モデルに適用するモーションキャプチャーの2つがあります。これらの手法により、アニメーターは、ちょっとした表情の変化から激しいアクションシーンまで、キャラクターのすべてをコントロールすることができるのです。このため、モデルアニメーションは現代の映画、ビデオゲーム、VRに不可欠であり、クリエイターはリアルで魅力的なデジタル世界を構築できます。
モデルアニメーションは初期のストップモーション技術から始まり、実際の人形をフレームごとにわずかに動かして動きを作り出していました。1933年に『キングコング』をアニメーション化したウィリス・オブライエンや、『タイタンの戦い』（1981年）で有名なレイ・ハリーハウゼンといった先駆者たちが、ストップモーションを普及させました。コンピュータ技術の進歩に伴い、モデルアニメーションは実際の人形を使用するものからデジタル3Dモデルへと移行し、1990年代には3D Studio（現在は3ds Maxと呼ばれている）のようなソフトウェアが主流となりました。
3Dモデル・アニメーションの大きな転換点となったのは、1995年のピクサーの『トイ・ストーリー』でした。この作品によって、3Dアニメーションが主流のコンテンツとして用いられるようになりました。Blender、Unity、Unreal Engineなどのツールにより、非常にリアルで複雑なアニメーションが可能になり、現在、3Dモデルアニメーションはさまざまな分野で重要な役割を果たしています。また、リアルタイムレンダリング、プロシージャルアニメーション、AI駆動ツールなど、最近の進歩はモデルアニメーションの可能性をさらに広げています。
モデルアニメーションは様々なテクニックを使って制作され、それぞれ異なるタイプのプロジェクトに適しています：
キーフレームアニメーションとは、アニメーションのタイムライン上の特定のポイントで重要なポーズや位置を手動で設定し、ソフトウェアがそのポイントとポイントの間の動きを埋めることを意味します。このテクニックは、動きを正確にコントロールするのに適しており、特にそれぞれの動きや表情が重要なキャラクターアニメーションに適しています。
モーションキャプチャ（MoCap）は、現実の動きをキャプチャして3Dモデルに適用し、ゲームや映画で超リアルな動きを実現します。Mixamoのようなツールを使用すると、アニメーターはMoCapデータをBlenderやUnityにインポートして、キャラクターの自然なアニメーションを作成できます。
プロシージャル・アニメーションは、アルゴリズムを使って、群衆や自然効果（木々の揺れや水の流れなど）を自動で再現して動きを作り出します。このアプローチは手作業を減らし、大きなプロジェクトに非常に役立ちます。次のビデオでは、Chong 3Dがこのテクニックの仕組みを紹介しています：
スケルタル・アニメーションでは、3Dモデルの中に「スケルトン」構造を作ります。この骨組みを動かすことで、モデルの動きをコントロールすることができるのです。この方法は、特にキャラクターのアニメーションに便利で、ほとんどの3Dソフトウェアプログラムでサポートされています。
手描きのフレームやストップモーションを使用することが多い従来のアニメーションとは異なり、3Dモデルアニメーションにはいくつかの大きな利点があります：
伝統的なアニメーションは、手描きのフレームやストップモーションのように、ひとつひとつの動きをフレームごとに作成します。このスタイルは、アーティスティックな魅力と自由度が高い反面、現在求められるリアルなディテールを実現するのは難しいのです。対照的に、3Dモデルアニメーションは、リアルで複雑な動きを作り出すことに特化しています。例えば、物理、照明、素材をシミュレートするツールを使用することで、3Dアニメーションは、キャラクターの衣服が一緒に動いたり、表情が微妙に変化したりといった自然な相互作用を、正確に表現することができます。このリアルさを表現する能力により、3Dモデルアニメーションは、映画、ビデオゲーム、シミュレーションなど、リアルなエフェクトが不可欠な分野で好まれています。
伝統的なアニメーションの手法は、多くの場合、作業が多く、時間がかかります。例えばストップモーションでは、実物のモデルや人形を動かして1コマずつ撮影しなければならず、手描きのアニメーションでは、アーティストが1コマずつ描き直さなければなりません。このため、変更や修正には費用と労力がかかります。対照的に、3Dモデルアニメーションは非常に柔軟です。デジタルモデルは、簡単に調整することができ、サイズを変更したり、異なるプロジェクトで再利用したりすることができます。また、キャラクターの動きを変更する場合でも、シーンを直前まで調整する場合でも、3Dアニメーションなら素早く更新できるため、ワークフローがスピードアップします。また、3Dモデルはさまざまなプロジェクトで使用できるため、さまざまなメディアで作業する制作チームの時間と労力を節約できます。
従来のアニメーション技術では、1コマ1コマに多くの労力と集中力を要しますが、3Dモデルアニメーションでは技術を駆使してプロセスを簡素化できます。3Dアニメーションを始めるには、ソフトウェア、ハードウェア、モデル作成が必要なため、コストがかかりますが、長期的には大きなコスト節約になります。いったん3Dモデルを構築し、リギングすれば、従来の方法よりもはるかに簡単にアニメーション化し、調整することができます。この効率性は、ビデオゲームや映画のような大規模プロジェクトでは不可欠であり、迅速なアニメーション化と変更が可能なため、時間とコストの両方が削減されます。さらに、モーションキャプチャーやプロシージャルアニメーションなどのツールは、手描きアニメーションやストップモーションアニメーションよりも早く、高品質なコンテンツを制作するのに役立ちます。
3Dキャラクターを効率よくアニメーションさせるには、モデルの作成からアニメーションまでのステップを理解する必要があります。まずキャラクターを作成し、次にテクスチャを追加し、最後にモデルの動きを制御するスケルトンを作成してリギングします。この後、Mixamoのようなツールを使って、すでにリギングされているモデルをアップロードしたり、リギングされていないモデルを自動的にリギングしたりすることができます。
Mixamoを使えば、キャラクターアニメーションのライブラリを検索してダウンロードし、BlenderやUnityのモデルに簡単に適用することができます。この方法により、ジャンプや歩行などの複雑な動きのアニメーションを作成する時間を大幅に節約できます。
AIの進歩により、リギングとアニメーションがより簡単かつ迅速になりました。例えば、Anything Worldのようなプラットフォームは自動リギングを提供しており、3Dモデルをアップロードすると、アニメーション用に完全にリギングされた状態にものを取得することができます。このようなAIツールは、アニメーターの作業を迅速化し、より創造的な試みを促進します。
アニメーションリグとは、3Dモデルを動かすための関節や骨で構成された骨格のようなものです。リグがなければ、キャラクターは曲げたり、ねじったり、周囲の環境に影響を与えることができません。複雑なリグには、顔の表情や体の動き、さらには指やしっぽのような特定の要素を操作するための多数の制御点がたくさんあります。たとえば、『インクレディブル』では、ピクサーは高度なリグを使って各キャラクターのユニークな動きをキャプチャし、アニメーションをより表情豊かにしてストーリーを盛り上げました。
ビデオゲームは、キャラクターの動きから環境との連動まで、モデルアニメーションに多くを依存しています。AAAゲームでは、アニメーション化された3Dキャラクターが、非常にインタラクティブな設定でリアルに動きます。これは、リアルなアクションを確実にするスケルタル・アニメーション・システムのおかげです。一方、映画では、3Dモデル・アニメーションが、CGIを多用した超大作や長編アニメーションなど、映画の作り方を大きく変えました。
仮想現実（VR）や拡張現実（AR）が一般的になるにつれ、没入感のある体験を作り出すためにモデルアニメーションは欠かせなくなっています。VRでは、アニメーション化された3Dモデルが仮想世界とのインタラクションをよりリアルに感じさせます。これには、VRゲームにおけるリアルなノンプレイヤーキャラクター（NPC）や、ヘルスケアなどの分野で使用されるARアプリケーションも含まれます。全体として、モデルアニメーションは、信じられるデジタルコンテンツを制作するために不可欠です。
ビデオゲーム、映画、リアルタイムシミュレーション用にアニメーションをエクスポートする場合、パフォーマンスを最適化することが重要です。Blenderのリアルタイムレンダリング機能やUnityの最適化されたエクスポートオプションのようなツールは、モデルのアニメーションが品質を落とすことなく、異なるプラットフォーム間での効率的なモデルアニメーション制作を可能にします。
3Dモデルのアニメーションは、ポリゴン数の管理、リギングのスムーズさ、リアルなテクスチャの作成といった課題があり、複雑な場合があります。これらの課題を克服するには、GlTFのような効率的なファイル形式を使用して軽量なデータ転送を行い、プロシージャルなツールを使用して反復作業を自動化することが有効です。これらの課題を理解し、適切なツールを使用することで、より良いワークフローを作成し、印象的な最終結果を得ることができます。
結論として、モデルアニメーションは、映画、ゲーム、仮想現実や拡張現実の体験で使用される、柔軟で常に変化する分野と言えます。AIリギングやモーションキャプチャーのような先進的なツールや技術により、アニメーターは様々な業界でリアルで魅力的なアニメーションを作成する機会をこれまで以上に得ることができるでしょう。
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