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シンプルなロボットの組み立て

学習目標

このチュートリアルを修了すると、以下の内容を習得できます：

  • ステージへの基本形状の追加と操作
  • オブジェクトへの物理プロパティの有効化
  • コリジョンプロパティの確認
  • 摩擦などの物理プロパティの編集
  • 色や反射率などのマテリアルプロパティの編集

はじめに

前提条件

所要時間

約 15〜20 分

概要

このチュートリアルでは、GUI 操作でプリミティブ形状（キューブ、シリンダー）を使い、シンプルな二輪ロボットの基本構造を組み立てます。ロボットのボディと2つの車輪を作成し、物理プロパティの設定、コリジョンメッシュの確認、マテリアルの適用を学びます。

準備

  1. メニューバーのFile > New から新しいStageを作成してください。
  2. メニューバーのCreate > Physics > Ground Planeでグラウンドプレーンを生成してください。

シーンへのオブジェクト追加

ロボットボディの作成

  1. ステージ上で右クリックし、Create > Xform を選択します。
  2. 作成された Xform を右クリックして Rename を選び、body にリネームします。
  3. Property パネルの Transform > Translate で位置を (0, 0, 1) に設定します。
  4. メニューバーの Create > Shape > Cube をクリックしてキューブを作成します。
  5. Property パネルの Transform > Translate で位置を (0, 0, 1) に設定します。
  6. Property パネルの Transform > Scale で (2, 1, 0.5) に設定します。
  7. キューブを body Xform の中にドラッグ＆ドロップして子要素にします。

ロボットボディの作成

車輪の作成

  1. ステージ上で右クリックし、Create > Xform を選択します。Property パネルで Translate を (0, 1.5, 1)、Orient を (90, 0, 0) に設定します。
  2. wheel_left にリネームします。
  3. ステージ上のwheel_leftを右クリックして、 Create > Shape > Cylinder をクリックしてシリンダーを作成します。
  4. Property パネルの Geometry セクションまでスクロールします。
  5. Radius を 0.5、Height を 1.0 に変更します。
  6. シリンダーを wheel_left にリネームします。
  7. wheel_left Xform を右クリックして Duplicate を選択します。
  8. 複製された車輪の Translate の y 値を -1.5 に移動します。
  9. 複製された Xform を wheel_right にリネームします。

  10. 複製されたシリンダーも wheel_right にリネームします。

    車輪の作成

物理プロパティの追加

Rigid Body の適用

  1. キューブと2つのシリンダーを Ctrl+Shift キーまたは Shift キーを使って全て選択します。
  2. Property タブの + Add ボタンをクリックします。
  3. Physics > Rigid Body with Colliders Preset を選択します。
  4. Play ボタンを押して、オブジェクトが地面に落下することを確認します。

Rigid Body with Colliders Preset について

「Rigid Body with Colliders Preset」を選択すると、Rigid Body API（重力やシミュレーション上の動き）と Collision API（衝突判定）の両方が自動的に適用されます。

Rigid Bodyの適用

コリジョンメッシュの確認

  1. ビューポート上部のEye iconをクリックします。
  2. Show By Type > Physics > Colliders > All を選択します。

  3. Collision API が適用された静的オブジェクト（今回はグラウンドプレーン）の周りに紫色のアウトラインが表示されます。動的オブジェクト（今回はキューブと2つのシリンダー）には緑色のアウトラインが表示されます。

    コリジョン

摩擦・反発パラメータの追加

  1. メニューバーの Create > Physics > Physics Material をクリックします。
  2. ポップアップで Rigid Body Material を選択します。
  3. Property タブで摩擦係数（friction coefficients）や反発係数（restitution）などのパラメータを調整します。
  4. ステージツリーでオブジェクトを選択します。
  5. Property タブ内の Materials on Selected Model を見つけます。

  6. ドロップダウンメニューから作成したマテリアルを選択して割り当てます。

    マテリアル

外観マテリアルの設定

ビジュアルマテリアルの作成と割り当て

  1. メニューバーの Create > Materials > OmniPBR をクリックする動作を3セット行って、3つのマテリアルを作成します。
  2. 作成されたマテリアルを右クリックして、それぞれ ground と body 、 wheel にリネームします。
  3. 作成したbodyマテリアルを選択して、Property タブのMaterial and Shader / Albedo のセクションで base color をRGB: (0.1, 1.0, 0.1)変更します。
  4. 反射率（reflectivity）、粗さ（roughness）などのプロパティも必要に応じて調整します。
  5. 作成したwheelマテリアルを選択して、Property タブのMaterial and Shader / Albedo のセクションで base color をRGB: (0.1, 0.1, 1.0)変更します。
  6. 反射率（reflectivity）、粗さ（roughness）などのプロパティも必要に応じて調整します。
  7. GroundPlane Xfromを選択し、Property タブの Materials on selected models からgroundマテリアルを割り当てます。
  8. body Xfromを選択し、Property タブの Materials on selected models からbodyマテリアルを割り当てます。
  9. wheel_left Xfromを選択し、Property タブの Materials on selected models からwheelマテリアルを割り当てます。
  10. wheel_right Xfromを選択し、Property タブの Materials on selected models からwheelマテリアルを割り当てます。

  11. 対応するロボットパーツに色の変更が反映されることを確認します。

    ビジュアルマテリアルの適用

まとめ

このチュートリアルでは以下のトピックを扱いました：

  1. プリミティブ形状（Cube、Cylinder）を使ったロボット構造の構築
  2. Rigid Body with Colliders Preset による物理プロパティの設定
  3. コリジョンメッシュの可視化と確認
  4. Physics Material による摩擦・反発係数の設定
  5. OmniPBR マテリアルによる外観の設定

参考アセット

完成したロボットは、画面右下のContentタブのSamples > Rigging > MockRobot フォルダ内の mock_robot_no_joints アセットと同様のものになります。

次のステップ

次のチュートリアル「基本ロボットのアーティキュレーション」に進み、ジョイントとアーティキュレーションの設定方法を学びましょう。