CIMPLE - Christ Is My Personal Lord & Everything

Maya API 에서 기본적으로 Mesh 를 다루는 class 는 MFnMesh 이다.

또한 Maya 는 polygon, edge, vertex 등 특별한 component 를 대상으로 iterator 를 제공한다. MItMeshPolygon, MItMeshEdge, MItMeshVertex.

만약 mesh vertex 를 에디팅하고 싶다면, 다음 두 가지 방식은 같은 일을 수행한다.

mesh_fn = om.MFnMesh(mesh_obj)
num_vtx = mesh_fn.numVertices
for ids in range(num_vtx):
	mesh_fn.setPoint(idx, om.MPoint([0., 0., 0.]))    

mesh_vtx_it = om.MItMeshVertex(mesh_obj)
mesh_vtx_it.reset()
while not mesh_vtx_it.isDone():
	mesh_vtx_it.setPosition(om.MPoint([0., 0., 0.]))
    mesh_vtx_it.next()

그래서 이 때, 왜 iterator 가 필요한지, 그리고 속도는 무엇이 더 빠른지에 대한 궁금함이 있을 수 있다.

결론적으로, Python API 에서는 for i in range(x) 형식의 loop 를 도는 것 보다. iterator 를 사용하는 것이 더 빠르다고 알려져 있다.

또한, 꼭 Maya API 의 iterator 뿐만 아니라, 기본적으로 iterator 를 사용하는 철학에 담긴 장점들이 곧 Maya API 의 iterator 를 사용하는 장점이라고 할 수 있다. 

iterator 는 컨테이너 안에 담긴 요소들에 대한 연산을 안정적이면서 효율적으로 수행하기 위한 여러 장점들을 가지고 있다. 가장 간단하게는 자료의 크기를 잘못 참조 (out of range) 할 염려가 없다는 것에서부터, 자료구조와 그 자료구조를 탐색하는 영역을 분리시킴으로써 보다 안전한 코드 작성이 가능하다는 등의 장점이 그것이다. 

Maya 의 node attribute data 에 접근할 때, MPlug 와 MDataHandle 을 사용하는 방법이 있다. 언뜻 보면 두 방법 다 동일해 보인다. 

하지만 두 방식을 선택할 때에는 주의할 사항이 있다.

한 가지 기억해야 할 Rule 은, Custom node 의 MPxNode::compute() function 안에서 연산이 이루어질 떄에는 compute() 에 넘겨진 MDataBlock 으로부터 만들어진 MDataHandle 을 통해서 접근해야 한다는 것이다. 이 밖에는 MPlug() 를 사용해야 한다.

MPlug 로 compute() function 과 같은 곳에서 데이터에 접근하는 것은 DG가 정확하게 업데이트 되지 않을 수 있다는 위험성을 가지고 있다. 

반대로 compute() function 바깥에서는 MPxNode::forCache() 와 같은 함수를 이용해서 MDataBlock/MDataHandle 을 사용할 수 있는데, 이 경우 plug 가 dirty 되더라도 update 된 데이터를 보장하지 않을 수 있다.

간단하게 두 방식을 요약하면 다음과 같다.

MPlug 의 장점:

1. 모든 dirty propagation 을 제공한다.

2. 필요한 노드 업데이트 연산을 자동으로 수행한다.

3. multi element 가 필요할 때 자동으로 생성한다.

MDataBlock/MDataHandle 의 장점:

1. MPlug 보다 빠르다.

2. dirty plug 의 현재 값을 노드 업데이트를 force 하지 않고도 가져올 수 있다.

이 글은 다음 글에 기반하여 작성되었다.

https://around-the-corner.typepad.com/adn/2015/03/evaluating-node-attribute.html

Maya Instance 는 서로 다른 Transform node 가 하나의 shape node 를 공유하는 개념이다.

손쉽게 만드는 방법은 Maya 의 Edit > Duplicate Special 에서 Geometry type 을 Instance 로 바꾸어 준 뒤 실행하면 된다.

Outliner 에서 확인하면 서로 다른 transform 에 동일한 shape 이 들어 있는 것을 확인할 수 있고,

마찬가지로 shape 을 공유하기 때문에 transform 은 각각 자유롭게 움직일 수 있는데 vertex edit 모드에서 shape 을 변형시키면 모양이 함께 바뀌는 것을 확인할 수 있다.

Maya command 에서는 간단하게 다음 명령어로 인스턴스를 만들 수 있다.

import maya.cmds as mc
mc.instance('pSphere1')

이렇게 만들어진 instance 의 관계를 알아보면, 먼저 listRelatives("shape_name", p=True) 커맨드로 체크해보면 outliner 상에는 서로 다른 transform 을 parent 로 가지고 있는 것으로 나오지만 커맨드상으로는 원래 원본 transform 만을 가진다고 나온다. 

- Maya Duplicate vs Maya Instance

PolySphere 1개를 생성하는 것을 duplicate 와 instance 를 통해서 비교해 보았다.

생성 시간 test -

생성 오브젝트 개수 [100, 1000, 2000, 3000, 4000, 5000]

duplicated :[0.14700007438659668, 1.5250000953674316, 3.196000099182129, 4.937000036239624, 6.734999895095825, 9.273000001907349]

instance:
[0.12400007247924805, 2.371000051498413, 14.746999979019165, 57.71499991416931, 162.31100010871887, 361.1760001182556]

Instance 가 생성시간이 이렇게 오래 걸리는 이유에 대해서는 R&D 가 더 필요할 것 같다.

저장 용량 test -

2000 개의 sphere 를 생성했을 때, duplicate 로 생성한 scene 은 60.2MB, instance 로 생성한 scene 은 917KB 로 비교가 안 될 정도로 압도적인 용량 차이를 보여주었다. (약 65배 차이) 참고로, sphere 하나만을 저장했을 때 필요한 저장공간은 50KB 이다.

instance 는 하나 늘어날 때 마다 transform node 가 하나씩 늘어나지만 duplicate 는 mesh shape 정보가 모두 저장되므로, 만약 동일한 shape 을 가진 object 의 transform 만을 조절해서 asset 을 구성할 때에는 instance 가 압도적일 수 밖에 없음을 알 수 있다.

Maya Blendshape Node 에 대한 분석의 결과물을 정리해 보려고 한다.

1. Blendshape node 의 생성

mesh 1, mesh 2, mesh 3 을 차례로 선택하고 blendshape 을 생성하면, 가장 마지막에 선택한 mesh 3 이 base mesh(neutral shape) 이 되면서 blendshape node 가 생성된다.

2. Blendshape node 의 연결

- Blendshape 의 input 으로 base mesh 는 입력되지 않는다. Blendshape node 의 output geometry attribute 가 base  mesh 의 inMesh 에 연결된다. base mesh 의 기본 정보는 커맨드 형태로 Blendshape node 에 입력되는 것을 보인다.

- Blendshape 에 target mesh 들은 input 에 직접 입력된다. 이 때, BlendshapeNode.InputTarget[0].InputTargetGroup[0].InputTargetItem[6000].InputGetomTarget 이라는 복잡한 과정을 거쳐서 mesh 데이터를 입력받는다. 상위의 attribute 들은 모두 compound attribute.

-Target shape 이 늘어날 때마다, BlendshapeNode.InputTarget[0], BlendshapeNode.InputTarget[1] ... 이런 식으로 Array attribute 형태로 붙게 된다. 이 array attribute 를 직접 attribute editor 나 channel box 에서 확인할 수는 없다. 

- Array attribute 의 특성상, node 내부에 미리 정해진 저장 공간을 할당하고 거기에 target shape 들을 연결한다. 만약 initial 로 3개의 target 을 연결했다면, 3개의 target mesh 를 받을수 있는 attribute 공간이 생성되고, node 연결을 끊더라도 이 공간 크기는 유지된다. 만약 새로운 공간을 더 확보하고 싶다면 Maya 에서도 Add blendshape 버튼을 제공하듯이, node 저장공간을 더 할당하고 Blendshape node 를 꽂아넣는 과정이 필요하다.

3. Shape 의 구성

- Blendshape 을 연결하면, base mesh object 에 orig shape 이 추가로 생성된다. orig shape 은 blendshape 에만 생성되는 것은 아니고, maya deformer 를 설치하면 자동으로 생성된다.

- base mesh 의 transform 에 종속되어 포함된다. 그러나 outliner 나 viewport 에서 바로 확인할 수는 없는데, 이는 이 오브젝트가 intermediate object 이면서 hidden in outliner 속성이 적용되어 있기 때문이다. Node editor 같은 곳에서 이 orig shape 을 선택한 다음, attribute editor 에서 Intermediate object 항목을 체크 해제해 주면 viewport 상에서 해당 shape 을 볼 수 있고, Hidden in Outliner 항목을 체크 해제해주면 Outliner 에서 해당 Mesh 의 Transfrom 에 child 로 들어 있는 Orig shape 을 확인할 수 있다.

- 만약 Intermediate object 를 보고 싶어서 항목을 체크 해제하면, 해당 오브젝트의 History 를 지워서 Blendshape node 를 지운다고 해도 이 OrigShape 은 남아있게 된다. 체크가 되어 있으면 history 를 지우면 intermediate object 도 함께 사라지게 된다.

Custom orient constrain node & command 를 구현하였다.

CustomOrientConstrain.py

setCustomOrientConstrain.py

위 파일로 다운로드 받으면 된다.

Maya 2017 에서 버그를 발견하였다. (내 버그가 아니라 Maya 버그)

노드를 생성하고 연결하는 CustomOrientConstrainCmd.py 에서,

현재 코드처럼 custom node 를 생성한 다음 MSelectionList 에서 dagPath 를 받으면 argument 가 부족하다는 에러가 뜬다.

에러 메시지를 뜯어보니 아마도 Maya Python API 1.0 에 있는 MSelectionList_getDagPath 가 호출되는 것으로 보이는데 이유는 불명이다.

그래서 순서를 일단 MSelectionList 에 dagPath 를 받은 다음 -> Custom node 를 생성하면 정상작동한다.

thisNode = ClassName.thisMObject(self)

이렇게 하면 thisNode 에 만들어진 Maya Node 스스로를 얻어올 수 있다.

1. Message attribute 의 개념에 대하여

Message attribute 의 개념에 대해서는 이 영상이 잘 설명해 주고 있다.

https://vimeo.com/45110586

Message attribute 가 하는 일은 "내가 누구다" 라고 inform 을 알려주는 일이 전부이다. 중요한 것은 어떠한 Data 도 실질적으로 전달되지 않는다는 것이다.

2. Message attribute 의 값 참조

Custom Node 에서 Message Attribute 를 만든 다음 getAttr() 로 들어있는 값을 참조해보려고 해도 되지 않는다. Message Attribute 에는 실질적으로 값이 들어있지는 않기 때문이다.

따라서 Maya Script 를 이용할 때도 그렇고, 노드 안에서 API 코드로 접근할 때도 그렇고 Message attribute 에 있는 값을 직접 읽어들이려고 해서는 안 된다. (API 의 경우 MDataHandle 로 attribute 를 읽어들인 후 type 체크를 해 보면 invalide 라고 뜨게 된다.)

따라서 Message attribute 에서는 connection 만을 확인해야 한다. 해당 attribute 에 무엇이 연결되어 있는지를 확인하는 용도이다.

python command 의 경우 mc.listConnections("MyMsgAttr") 하는 식으로 연결되어 있는 대상을 찾아야 한다.

API 경우 plug 에 connection 되어 있는 다른 node 들을 찾을 수 있을 것이다.

3. Message attribute 의 Array 의 활용

Message attribute 도 array 형태로 attribute 를 만들 수는 있다.

그러나 attribute editor 에서 array 형태의 message attribute 가 표시되지는 않는다. 지금 내 경우에는 src/tgt 의 정해진 갯수의 skeleton 만을 가지로 retarget node structure 를 구성하면 되므로 굳이 array 를 쓸 필요는 없을 것 같다.

Mesh Surface 의 경우 input/output 은 inMesh / outMesh 이다.

Nurbs Surface 의 경우 input/output 은 create / local 이다.

Nurbs Surface 의 이름이 직관적이지가 않은데... 누가 처음에 이런 attribute 네이밍을 했는지 궁금할 따름이다.

def compute_point_to_box_dist(minXYZ, maxXYZ, point):
    dx = max(minXYZ[0] - point[0], 0, point[0] - maxXYZ[0])
    dy = max(minXYZ[1] - point[1], 0, point[1] - maxXYZ[1])
    dz = max(minXYZ[2] - point[2], 0, point[2] - maxXYZ[2])
    return (dx*dx + dy*dy *dz*dz)**0.5

위 함수를 이용하면 axis-align 된 bondong box 와 point 사이의 distance 를 간단하게 구할 수 있다.

참고 : https://stackoverflow.com/questions/5254838/calculating-distance-between-a-point-and-a-rectangular-box-nearest-point