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UniVRMarionette は UniVRM に対応したモデルに触れて操作する機能を提供する Unity 用ライブラリです。UniVRMarionette is a Unity library that provides the functionality to manipulate models compatible with UniVRM by touching them.

License

MIT license
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nosix/UniVRMarionette

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UniVRMarionette

UniVRMarionette は UniVRM に対応したモデルに触れて操作する機能を提供する Unity 用ライブラリです。

現在は VRM モデルをランタイムロードした場合にのみ対応しています。 また、Meta Quest 3 で動作確認していますが、他の環境でも使用できるかは不明です。 (試した結果を Discussions で教えて頂けると助かります。)

機能

以下の機能を持ちます。

  • 摘まんで動かす
  • 押して動かす
  • 両手で摘まんで回転
  • 関節の角度に上限を設定
  • 接触した部位をフォーカス

デモンストレーション動画

VRMarionette Demo

VRMarionette : com.github.nosix.vrm.marionette

VRMMarionette 本体のパッケージです。

Components

  • HumanoidManipulator
    • モデルの各 Bone を回転させる Component
    • HumanLimitContainer により関節の角度に制限を設定する (注意 : 角度の制限が緩すぎるとクォータニオンからオイラー角を復元できずに曲がり方がおかしくなる場合あり)
  • HumanoidMixer
    • Editor 上で HumanoidManipulator を介して各 Bone を操作できる様にする Component
    • デバッグ用
  • ForceResponder
    • Collider や Bone の状態に基づいて回転量を計算して各 Bone の状態を変化させる Component
    • Bone の回転には HumanoidManipulator を使用する
    • 各 Bone に CapsuleCollider を設定する
    • CapsuleCollider の位置や大きさは ForceFieldContainer で微調整可能
  • ForceSource
    • 回転や移動のトリガーとなる Component
    • SphereCollider を設定する
    • SphereCollider が ForceResponder の CapsuleCollider と接触することで各 Bone に変化が生じる
    • hold が true の場合は摘まみ操作、false の場合は押し操作になる
    • useRemainingForceForMovement を true にすると関節の回転に適用されなかった力を移動に使用する
    • GameObject に IFocusIndicator を実装した Component が設定されている場合、 OnTriggerEnter が発生した時にその Component にフォーカスを設定する
  • GravityApplier
    • モデルの重心を計算して重力の影響を処理する機能を提供する
    • 接地している位置と重心の位置が uprightThresholdDistance を超える場合は姿勢を崩す
    • 接地している位置は y 座標が最も低い身体部位の位置を使用する
      • 複数の部位の位置が大体同じ(nearDistance 以内の)高さの場合はそれらの位置の平均を使用する
    • isKinematic が true になると重力の影響を受けなくなる
      • Rigidbody の isKinematic が true になる
    • centroid に設定すると重心の位置を可視化可能(デバッグ用)
    • ground に設定すると接地している位置を可視化可能(デバッグ用)
  • VrmLoader
    • モデルを ランタイムロード する Component
    • Assets/StreamingAssets フォルダに置かれた VRM ファイルを読み込む
    • 初期化処理を行う (VrmLoader を使用しない場合は別途実装が必要)
      • 揺れ物と干渉する SpringBone の設定 (springBoneColliderGroups を使用)
      • HumanoidManipulator の初期化 (humanLimits を使用)
      • ForceResponder の初期化 (forceFields を使用)
      • GravityApplier の初期化 (bodyWeights を使用)
      • ForceSource の初期化 (forceSources を使用)
      • ロードが完了すると onLoaded に登録したコールバックが実行される
  • VrmMarionetteConfig
    • 各 Component の初期値を設定する Component
    • 初期値を変更しない場合には不要

Interface

  • IFocusIndicator
    • ForceSource が設定された GameObject に IFocusIndicator を実装した Component を設定すると、 Collider が接触した際に活性化する

MetaXR : com.github.nosix.vrm.meta.xr

Meta XR を使う場合のサポートパッケージです。 Meta XR All-in-One SDK に依存しており併せてダウンロードされます。

Prefab

  • VrmMarionetteHand
    • 揺れ物と干渉する SpringBoneCollider や回転や移動のトリガーとなる ForceSource を持つ
    • Hand に OVRHand を設定すると Hand Tracking が有効になる
      • OVRSkeleton の位置を追跡して、 手の根元(Root)、中指の付け根(Palm)、親指の先(Thumb)、人差指の先(Index)、薬指の先(Ring)に設定された SpringBoneCollider を動かす
      • 親指の先と人差指の先が grabThresholdDistance より近付いた場合に摘まみ状態にする
      • 状態が変わった時に onPinch を呼び出す (摘まみ状態ならば true を引数に渡す)
    • Controller に OVRControllerHelper を設定すると Controller Tracking が有効になる
      • OVRControllerHelper の位置と回転を追跡して、Palm に設定された SpringBoneCollider を動かす
      • 摘まみ状態にする場合には Pinch メソッドを引数 true で呼び出す必要がある
      • 摘まみ状態が変わった時に onPinch が呼び出される (摘まみ状態ならば引数の値は true)

URP (Shader and Material)

  • Hand の表示を URP で行うための Shader と Material 集
  • Meta XR SDK で提供されている Shader と Material を URP 用に書き換えた物

Util : com.github.nosix.vrm.util

接触した部位をフォーカス表示するための Capsule を提供するパッケージです。 使用は必須ではありません。

Prefab

  • Capsule
    • CapsuleCollider の形を可視化するための GameObject
    • 標準の Capsule とは異なり CapsuleCollider と同様に Center, Radius, Height, Direction の設定を持つ
    • Activate を true で実行するとアニメーションしながら一定時間で透明になる
      • 時間は Duration で秒数を指定する
      • Duration が 0 の場合は透明にしない

導入方法

Meta Quest 3 で使う (VRM ランタイムロード使用)

完成した Scene の例は Assets/MetaXR_Samples/MetaXRDemoApp を参照してください。

手順

ハンドトラッキングが必要な場合は (Option H)、コントローラートラッキングが必要な場合は (Option C) を行ってください。

  1. Packages/manifest.json に以下の依存を追加する (バージョンは書き換える) 
    "com.github.nosix.vrm.marionette": "https://github.com/nosix/UniVRMarionette.git?path=/Assets/VRMarionette#[VRMarionetteバージョン]",
"com.github.nosix.vrm.meta.xr": "https://github.com/nosix/UniVRMarionette.git?path=/Assets/MetaXR#[VRMarionetteバージョン]",
"com.vrmc.gltf": "https://github.com/vrm-c/UniVRM.git?path=/Assets/UniGLTF#[UniVRMバージョン]",
"com.vrmc.vrm": "https://github.com/vrm-c/UniVRM.git?path=/Assets/VRM10#[UniVRMバージョン]",
"com.vrmc.vrmshaders": "https://github.com/vrm-c/UniVRM.git?path=/Assets/VRMShaders#[UniVRMバージョン]",
    com.github.nosix.vrm.meta.xr は com.meta.xr.sdk.all に依存するので、 Meta XR All-in-One SDK もダウンロードされます。
  2. メニューから Oculus > Tools > Project Setup Tool と選択し、以下を行う
    • 全て Fix All
    • 全て Apply All
  3. Project Settings > XR Plug-in Management > Oculus > Android を選択し、以下を行う
    • Target Devices を設定する
  4. Scene を作成する
    1. メニューから Oculus > Tools > Building Blocks と選択し、以下を追加する
      • Camera Rig
      • (Option H) Hand Tracking
      • (Option C) Controller Tracking
    2. Packages/VRMarionette MetaXR/Runtime/VrmMarionetteHand prefab を 2 つ追加する
      • それぞれ Left, Right 用
      • 以降 VrmMarionetteHand と呼ぶ
    3. (Option H) VrmMarionetteHand の Hand に以下を設定する
      • Hand Tracking left
      • Hand Tracking right
    4. (Option C) VrmMarionetteHand の Controller に以下を設定する
      • Controller Tracking left
      • Controller Tracking right
    5. Game Object を作成する
      • 以降 VRM Model と呼ぶ
    6. VRM Model に VrmLoader Script を追加し、以下を設定する
      • Spring Bone Collider Groups
        • VrmMarionetteHand
      • Force Sources
        • Palm (VrmMarionetteHand の子)
      • Human Limits
        • Packages/VRMarionette/Runtime/ScriptableObjects/HumanLimitContainer
      • Force Fields
        • Packages/VRMarionette/Runtime/ScriptableObjects/ForceFieldContainer
      • Vrm File Name
    7. VRM Model の位置と回転を調整する
      • 例えば、Position z=1, Rotation y=180
  5. Build Settings を開く
    • Android に Switch Platform
    • Build And Run

コントローラーで摘まみ操作を有効にする場合

以下を追加で行ってください。

  1. Assembly Definition を作成し、以下を設定する
    • Assembly Definition References
      • VRMarionette.MetaXR
      • Oculus.VR
  2. GrabSupport Script を作成する (以下は例です) 
    using UnityEngine;
using VRMarionette.MetaXR;
    
public class GrabSupport : MonoBehaviour
{
    public VrmMarionetteHand leftHand;
    public VrmMarionetteHand rightHand;

    public void Update()
    {
        leftHand.Grab(OVRInput.Get(OVRInput.Button.PrimaryHandTrigger));
        rightHand.Grab(OVRInput.Get(OVRInput.Button.SecondaryHandTrigger));
    }
}
  3. Scene を編集する
    • Game Object を作成し、Grab Support を追加する
      • Left Hand, Right Hand に VrmMarionetteHand を設定する

接触した部位をフォーカスする場合

以下を追加で行ってください。

  1. Packages/manifest.json に以下の依存を追加する (バージョンは書き換える) 
    "com.github.nosix.vrm.util": "https://github.com/nosix/UniVRMarionette.git?path=/Assets/Util#[VRMarionetteバージョン]",
  2. Assembly Definition を作成し、以下を設定する
    • Assembly Definition References
      • VRMarionette
      • VRMarionette.Util
  3. FocusIndicator Script を作成する (以下は例です) 
    using UnityEngine;
using VRMarionette;
using VRMarionette.Util;
    
public class FocusIndicator : MonoBehaviour, IFocusIndicator
{
    public Capsule capsule;
    
    public Transform Transform => capsule.transform;
    
    public void SetCapsule(CapsuleCollider capsuleCollider)
    {
        capsule.SetCapsule(capsuleCollider);
    }

    public void Activate(bool activate)
    {
        capsule.Activate(activate);
    }
}
  4. Scene を編集する
    1. Packages/VRMarionette Util/Runtime/Capsule prefab を 2 つ追加する
      • それぞれ Left, Right 用
      • Duration を 1 にして表示時間を 1 秒にする
      • 以降 FocusIndicator と呼ぶ
    2. VrmMarionetteHand の Palm に FocusIndicator Script を追加する
      • Capsule に FocusIndicator を設定する

重力を働かせる場合

以下を追加で行ってください。

  1. Scene を編集する
    1. VRM Model の VrmLoader に以下を設定する
      • BodyWeights
        • Packages/VRMarionette/Runtime/ScriptableObjects/BodyWeightContainer

バージョン

VRMarionette UniVRM
v0.5.8 v0.120.0
v0.4.15 v0.119.0
v0.3.2 v0.118.0
v0.2.7 v0.116.0
v0.1.5 v0.115.0

お知らせ

  • Meta Quest 3 以外の Platform やランタイムロードを使用しない場合についても使えると思いますが検証はしていません。検証したい思いはありますが手が回らないので、検証して頂けた場合は Discussions で教えて頂けると助かります。
  • Issues や Discussions は日本語で構いません。季節により仕事が忙しく反応が遅い場合はありますが気長にお待ちください。
  • 英語版の文書はそのうち作成するかもしれませんが翻訳は歓迎します。An English version of the document may be created in the future, but translations are welcome.

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