物理演算エンジンとは

物理演算エンジンとは物理現象をシミュレーションする事で、
アニメーションを作成するソフトやツールの事を指します。

古典力学的な法則(質量・速度・摩擦・風)などから得られる
ものの動きや、衝突、流体などのシミュレーションを行う事ができます。

●物理演算で何が出来るか

 ◇衝突判定(コリジョン)

  モデル同士が衝突した際の挙動をシミュレーションしたり、
  衝突時の反発の度合い(弾性)や、摩擦の度合いを自動計算し、
  アニメーションを生成する事が出来る。

  ・剛体演算(リジットボディシミュレーション)

   硬いもの同士の衝突。
   例としてはボウリングでボールがピンに衝突して、
   ピンが倒れる様子などに使用できる。

  ・軟体演算(ソフトボディシミュレーション)

   弾力のあるものの衝突、

   お皿に落としたプリンが揺れる様子など、
   本体の動きに対する揺れを表現できる。

 ◇ダイナミクス(動的シミュレーション)

  現実と同様に動く物体の動き全体のシミュレーション。

  ・クロスシミュレーション

   風になびく旗や、シーツやクッションの形作りにも利用できる。

  ・ヘア(髪)/ファー(毛)

   本体の動きに合わせて揺れたり、風になびく様子を表現できる。

 ◇流体シミュレーション

  海洋や川、水の流れ、空気の流れなど。
  この技術の応用で大気(雲/蒸気/煙)、発火(火災/爆発)や、
  粘性のある流体(溶岩/泥)などを作り出すことが出来る。

 ◇破壊シミュレーション

  床に落としたグラスや花瓶が割れる様子などに使われる。
  破壊のタイミングで、予め分割していたパーツが飛び散る方式と、
  加えられた力に応じて切れ目を生成する方式がある。

 ◇モーションコントロール

  スクリプト言語によって物体の動作をコントロールする機能。

 ◇エフェクト/アセットツール

  予め素材として用意されているもので、
  シーンにすばやく読み込んで殆ど調整なしに再生、
  レンダリングが可能です。

  mayaのエフェクトアセット(Effects Assets)には、
  3D流体エフェクト、nParticle、nParticleエミッタ、Mayaフィールドが含まれ、
  爆発、火、煙、雨、花火などさまざまなエフェクトを表現できます。

●物理演算ソフト

 現在では物理演算を搭載した3DCGソフトウェアは
 フリーソフトも数多く存在し、コンシューマーでも
 3DCGアニメーションを製作することが可能な時代となっており、
 代表的なものとしてはBlenderなどが挙げられます。

 またエフェクトやパーティクルにおいては、
 管理し易いノードや、プロシージャル設計に定評のある
 Houdiniなどが挙げられます。

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