【Unity】Cloth コンポーネントを使って布の動きを表現する方法

2021年01月22日

この記事ではUnityのコンポーネントのひとつ「Cloth」を使用して、3Dモデルのメッシュを布のように表現する方法について説明します。
コンポーネントの使用方法から、基礎的な使い方を説明します。
物理表現を理解し、VRの制作に活かしましょう！

Cloth Simulationのサンプルを作る

1 サンプル
2 準備
3 Cloth コンポーネント
- 3.1 プロパティ
4 PlaneとSphereを衝突させる
- 4.1 Sphere Colliders
5 STYLYへアップロード
6 NEWVIEW SCHOOL ONLINEの紹介

サンプル

今回作成する、Cloth コンポーネントをアタッチしたPlaneがSphereに衝突するシミュレーションです。
どのようなものが作れるのか、確認してみましょう。

準備

Unityのプロジェクトを起動し、新しいシーンを作成しましょう。
今回シーン内には、Cloth コンポーネントをアタッチするPlaneと、それに衝突するSphereを作成します。
ヒエラルキーウィンドウ上で右クリックをし、3DModel > Plane 及び Sphereを選択し、作成しましょう。

PlaneのTransformは以下のようにします。

Plane Transform

SphereのTransformは以下のようにします。

Sphere Transform

シーンウィンドウは以下のようになります。

シーンウィンドウ

これで準備ができました。

Cloth コンポーネント

PlaneにCloth コンポーネントを追加しましょう。
Planeを選択した状態で、インスペクターウィンドウの「Add Component」から「Cloth」を選択して追加しましょう。

Clothを選択

これでCloth コンポーネントを追加できました。
コンポーネントを見ると、さまざまなプロパティを調整できます。

プロパティ

Cloth コンポーネントの各プロパティと機能は以下のようになります。

*プロパティ*	機能
Stretching Stiffness	クロスの伸縮率を設定します。
Bending Stiffness	クロスの曲げ剛性を設定します。
Use Tethers	動いているクロスのパーティクルが固定されたパーティクルから、遠くに離れ過ぎるのを防ぐ制限を適用します。
Use Gravity	クロスに重力加速度を適用します。
Damping	モーションの減衰係数を設定します。
External Acceleration	クロスに外部から一定に加えられる加速度を設定します。
Random Acceleration	クロスに外部からランダムに加えられる加速度を設定します。
World Velocity Scale	ワールド空間でのキャラクターの動きがクロスの頂点にどのくらい影響を与えるかを設定します。
World Acceleration Scale	ワールド空間でのキャラクターの加速がクロスの頂点にどのくらい影響を与えるかを設定します。
Friction	キャラクターと衝突したときのクロスの摩擦係数を設定します。
Collision Mass Scale	衝突するパーティクルの密度をどのくらい増加するかを設定します。
Use Continuous Collision	衝突の安定性を向上させるために継続的な衝突を有効にします。
Use Virtual Particles	衝突の安定性の向上のために、ひとつの三角形ごとにひとつの仮想パーティクルを加えます。
Solver Frequency	一秒間ごとのソルバー反復の回数を設定します。
Sleep Threshold	クロスのスリープのしきい値を設定します。
Capsule Colliders	クロスインスタンスが衝突するカプセルコライダーの配列を設定します。
Sphere Colliders	クロスインスタンスが衝突するスフィアコライダーの配列を設定します。

プロパティーに関して：Unity マニュアル「Cloth」より引用
https://docs.unity3d.com/ja/2019.3/Manual/class-Cloth.html

各項目の詳細な設定は衣服などを表現する際に調整します。
今回は基礎的な使い方を学ぶためだけなので、省略します。

PlaneとSphereを衝突させる

今回は基礎的な使い方としてPlaneとSphereを衝突させてみましょう。
Cloth コンポーネントはRigidbodyをアタッチしなくても、Gravity（重力）が発動します。

Use GravityがON

この状態で再生してみましょう。

再生中

この状態で再生しても、PlaneとSphereは衝突せず、通過してしまいます。
Cloth コンポーネントのプロパティを設定して、衝突させます。

Sphere Colliders

Cloth コンポーネントをアタッチした3Dモデルを、ほかの3Dモデルと衝突させる方法の代表的なやりかたは、Cloth コンポーネントの「Sphere Colliders」を使う方法です。その説明をします。

Planeを選択した状態で、インスペクターウィンドウのCloth コンポーネントを確認しましょう。
プロパティの「Sphere Colliders」を設定することで衝突させることができます。

Sphere Colliders

左の▶をクリックし、メニューを表示させます。
メニューを表示すると「Size」と書かれたプロパティが現れます。
このSizeの値はCloth コンポーネントに当たり判定を設定するColliderの数となります。
現在は「0」となっているため、当たり判定を設定するColliderの数が0のため（Sphereを当たり判定と設定していないため）、衝突しません。

このSphere Collidersに、シーン上のSphereを設定します。
Sphere CollidersのSizeの値を1にします。