2-4 脚のリグの作成

(当記事では、MechaStudioの拡張機能である拘束（コンストレイント）の作成機能を使用しています。)

1 脚のリグの概要
2 各コントローラーの作成
3 脚のIKハンドルの作成
4 「位置拘束」を利用したオブジェクトの位置合わせ
5 つま先のIKハンドルの作成
6 IKの極ベクトルターゲットのセット
7 脚のリグの仕組み

脚のリグの概要

脚のリグは、「足」のコントローラーで脚のIKハンドルと足首を操作し、「かかと」のコントローラーでかかとの回転を操作する仕組みになります。

各コントローラーの作成

腰や腕のコントローラーと同じ要領で、各ジョイントの位置にコントローラー用の立方体オブジェクトを作り、ポリライン表示にします。
「LeftAnkle」(左足首）ジョイントの位置には、サイズ「10、10、25」の「LeftFootBox」（左足）コントローラーを作ります。
腰のコントローラーの要領でポリゴンの頂点を移動させ、足首から先のジョイントが収まるようにし、地面に対する位置が見やすいようにコントローラーの底部をシーンの原点あたりに合わせます。

「LeftBall」（左足の指の付け根）ジョイントの位置には、サイズ「5、5、25」の「LeftHeelBox」（左かかかと）コントローラーを作ります。
ポリゴンの頂点を移動させ、指の付け根のジョイントが収まるようにし、地面に対する位置が見やすいようにコントローラーの底部をシーンの原点あたりに合わせます。

さらに、「LeftFootBox」（左足）コントローラーの前方「100」上方「25」あたりの位置に、IKの極ベクトル用の「LeftFootPoleVector」（左足極ベクトル）ヌルオブジェクトを配置します。

各コントローラを配置したら、オブジェクトパネルで階層位置を修正します。
「LeftFootBox」（左足）コントローラーは、全てのコントローラの親である「Base」（ベース）コントローラーの子の階層とします。
「LeftHeelBox」（左かかかと）コントローラーと「LeftFootPoleVector」（左足極ベクトル）ヌルオブジェクトは、その子の階層とします。
（sakura_rigged2_7.toy）

脚のIKハンドルの作成

IKによってひざの曲がる向きを指定するため、オブジェクトウィンドウ（Ctrl+Q）の「全般」タブで「LeftKnee」（左ひざ）ジョイントの「回転」を「20、0、0」にセットすることで、左ひざを「20」度ほど曲げておきます。

この状態で、ツールバーの「IKハンドルツール」（I）をクリックして、

①「LeftPelvis」（左脚の付け根）ジョイント、②「LeftAnkle」（左足首）ジョイントをクリックしてIKハンドルを作成し、オブジェクトウィンドウ（Ctrl+Q）で「LeftAnkleIK」（左脚首IK）とリネームしておきます。

続けて、①「LeftAnkle」（左足首）ジョイント、②「LeftBall」（左足の指の付け根）ジョイントをクリックしてIKハンドルを作成し、オブジェクトウィンドウ（Ctrl+Q）で「LeftBallIK」（左足の指の付け根IK）とリネームしておきます。

オブジェクトパネルで、作成した「LeftAnkleIK」（左脚首IK）IKハンドルを「LeftHeelBox」（左かかと）コントローラーの子の階層に配置します。
「LeftBallIK」（左足の指の付け根IK）IKハンドルは「LeftFootBox」（左足）コントローラーの子の階層に配置します。

「位置拘束」を利用したオブジェクトの位置合わせ

IKハンドルを作成する際に、IKハンドルとコントローラーとの位置がズレてしまっているので、ここで調整しておきます。

ここでは、「位置拘束」を使って、IKハンドルの位置を修正してみます。ツールバーの「位置拘束ツール」をクリックし、

ツールウィンドウ（Ctrl+T）の「位置の差分をオフセットにする」がOFFになっているのを確認し、

①「LeftBallIK」（左足の指の付け根）IKハンドルと②「LeftHeelBox」（左かかと）コントローラーをクリックし、さらに③「LeftAnkleIK」（左足首IK）IKハンドルと④「LeftFootBox」（左足）コントローラーをクリックします。

すると右図のように、各IKハンドルの位置が、「位置拘束」によってそれぞれのコントローラーの原点位置に移動しました。

最後に、各IKハンドルについて、オブジェクトウィンドウ（Ctrl+Q）の「位置拘束」タブの「削除」ボタンをクリックすることで、位置拘束を削除します。
（sakura_rigged2_8.toy）

つま先のIKハンドルの作成

ツールバーの「IKハンドルツール」（I）をクリックして、

①「LeftBall」（左足の指の付け根）ジョイント、②「LeftToe」（左つま先）ジョイントをクリックしてIKハンドルを作成し、オブジェクトウィンドウ（Ctrl+Q）で「LeftToeIK」（左つま先IK）とリネームしておきます。
　

オブジェクトパネルで、「LeftBallIK」（左足の指の付け根IK）IKハンドルと同じく、「LeftFootBox」（左足）コントローラーの子の階層に配置します。

IKの極ベクトルターゲットのセット

オブジェクトウィンドウ（Ctrl+Q）の「IK拘束」タブで、「LeftAnkleIK」（左足首IK）IKハンドルの「極ベクトルターゲット」のチェックをONにし、「LeftFootPoleVector」（左足極ベクトル）ヌルオブジェクトを選択します。

脚のリグの仕組み

これで脚のリグが完成しました。各コントローラーの動作を確認してみます。

「LeftFootBox」（左足）コントローラーを移動させることで、ひざの曲がり具合と足首の位置を操作することができます。
「LeftAnkleIK」（左足首IK）IKハンドルの親である「LeftHeelBox」（左かかと）コントローラーや、「LeftToeIK」（左つま先IK）IKハンドルは「LeftFootBox」（左足）コントローラーの子になっているためです。

「LeftHeelBox」（左かかと）コントローラーを回転させることで、つま先の方向を維持したまま、足首の回転を操作することができます。
「LeftAnkleIK」（左足首IK）IKハンドルは「LeftHeelBox」（左かかと）コントローラーの子であるためその影響を受けますが、
「LeftToeIK」（左つま先IK）IKハンドルは「LeftHeelBox」（左かかと）コントローラーの子ではなく、その親である「LeftFootBox」（左足）コントローラーの直接の子であるため、その影響を受けないためです。

「LeftFootBox」（左足）コントローラーを回転させることで、足首の回転とひざのねじれ方向を操作することができます。
「LeftAnkleIK」（左足首IK）IKハンドルの親である「LeftHeelBox」（左かかと）コントローラーや、「LeftToeIK」（左つま先IK）IKハンドルは「LeftFootBox」（左足）コントローラーの子になっているためです。
さらに、「LeftAnkleIK」（左足首IK）IKハンドルの極ベクトルターゲットである「LeftFootPoleVector」（左足極ベクトル）ヌルオブジェクトも「LeftFootBox」（左足）コントローラーの子になっているため、「LeftFootBox」（左足）コントローラーが回転すると「LeftAnkleIK」（左足首IK）IKハンドルの極ベクトルが変化するためです。

このリグの仕組みによって、「足」と「かかと」の２つのコントローラーによって脚全体を簡単に操作することができます。
（sakura_rigged2_9.toy）