【実装編①】OpenSiv3DでFBXモデルを読み込んでアニメーション準備する方法

FBXModelComponent::FBXModelComponent(const FilePath& fbxFilePath, const Optional<FilePath>& texFilePath)
{
    // ※！！！！注意！！！！！
    // importerを破棄するとsceneも一緒に破棄されます
    // importerの破棄によって様々なところでクラッシュするので取り扱いには注意すること

    // FBX読み込み
    // アニメーションの有無でフラグが変わるので、一旦tempSceneを読み込んでアニメーションの有無を確認する
    // その後、再読み込みをする
    const aiScene* tempScene = importer.ReadFile(fbxFilePath.narrow(),
        aiProcess_Triangulate
        | aiProcess_JoinIdenticalVertices
        | aiProcess_LimitBoneWeights
        | aiProcess_ImproveCacheLocality
        | aiProcess_FlipUVs
        | aiProcess_ConvertToLeftHanded
    );

    if (!tempScene)
    {
        throw std::runtime_error("FBXファイルのロードに失敗しました");
    }

    // アニメーション：有 -> tempSceneと同じフラグ
    if (tempScene->HasAnimations())
    {
        scene = importer.ReadFile(fbxFilePath.narrow(),
            aiProcess_Triangulate
            | aiProcess_JoinIdenticalVertices
            | aiProcess_LimitBoneWeights
            | aiProcess_ImproveCacheLocality
            | aiProcess_FlipUVs
            | aiProcess_ConvertToLeftHanded
        );
    }
    // アニメーション：無 -> aiProcess_PreTransformVerticesを追加
    else
    {
        scene = importer.ReadFile(fbxFilePath.narrow(),
            aiProcess_Triangulate
            | aiProcess_JoinIdenticalVertices
            | aiProcess_LimitBoneWeights
            | aiProcess_ImproveCacheLocality
            | aiProcess_FlipUVs
            | aiProcess_ConvertToLeftHanded
            | aiProcess_PreTransformVertices
        );
    }

    if (!scene || scene->mFlags & AI_SCENE_FLAGS_INCOMPLETE)
    {
        Console << U"Assimp読み込みエラー:" << Unicode::FromUTF8(importer.GetErrorString());
        return;
    }

// Meshの生成
if (scene->mNumMeshes > 0 && scene->mMeshes[0])
{
    if (scene->HasAnimations())
    {
        skeleton = std::make_unique<Skeleton>();
        skeleton->Initialize(scene);
    }

    MeshData data = ConvertToSiv3DMesh(scene->mMeshes[0]);
    meshWrapper = std::make_unique<MeshWrapper>(data.vertices, data.indices);

}
else
{
    Console << U"メッシュが存在しません";
}

    // テクスチャの読み込み（必要なら）
    if (texFilePath)
    {
        LoadTexture(*texFilePath);
    }
}

void FBXModelComponent::Update(double deltaTime)
{
    if (!isPlaying || !scene->HasAnimations())
    {
        return;
    }

    // アニメーションの更新
    skeleton->UpdateAnimation(deltaTime);

    // スケルトンのボーン変形に従ってスキニングをする
    ApplySkinning();
    UpdateMeshData();
}

void FBXModelComponent::ApplySkinning()
{
    for (size_t i = 0; i < skinnedVertices.size(); i++)
    {
        SkinnedVertex& vertex = skinnedVertices[i];

        // ウェイトがないときは、元の位置をそのまま使う
        if (vertex.boneWeight.empty())
        {
            vertex.pos = vertex.originalPos;
            vertex.normal = vertex.normal;
        }
        else
        {
            Vec3 skinnedPos = Vec3(0, 0, 0);
            Vec3 skinnedNormal = Vec3(0, 0, 0);

            const auto& boneMatrices = skeleton->GetFinalBoneTransform();

            for (size_t j = 0; j < vertex.boneIndices.size(); j++)
            {
                int boneIndex = vertex.boneIndices[j];
                float weight = vertex.boneWeight[j];

                const aiMatrix4x4 boneMatrix = boneMatrices[boneIndex];

                // 位置にスキニング適用
                aiVector3D transformed = boneMatrix * aiVector3D(vertex.originalPos.x, vertex.originalPos.y, vertex.originalPos.z);
                skinnedPos += Vec3(transformed.x, transformed.y, transformed.z) * weight;

                // 法線にスキニング適用（回転・スケーリング部分のみ）
                aiMatrix3x3 normalMatrix = aiMatrix3x3(boneMatrix);
                aiVector3D transformedNormal = normalMatrix * aiVector3D(vertex.normal.x, vertex.normal.y, vertex.normal.z);
                skinnedNormal += Vec3(transformedNormal.x, transformedNormal.y, transformedNormal.z) * weight;
            }

            vertex.pos = skinnedPos;
            vertex.normal = skinnedNormal.normalized();
        }
    }
}

void FBXModelComponent::UpdateMeshData()
{
    std::vector<Vertex3D> skinnedMeshVertices;
    skinnedMeshVertices.reserve(skinnedVertices.size());

    for (const auto& vertex : skinnedVertices)
    {
        Vertex3D skinnedVertex;
        skinnedVertex.pos = vertex.pos;
        skinnedVertex.normal = vertex.normal;
        skinnedVertex.tex = vertex.tex;

        skinnedMeshVertices.push_back(skinnedVertex);
    }

    if (meshWrapper)
    {
        meshWrapper->UpdateMeshData(skinnedMeshVertices, indices);
    }
}

void FBXModelComponent::Draw() const
{
    if (!meshWrapper)
    {
        return;
    }

    if (auto obj = owner.lock())
    {
        meshWrapper->Draw(obj->GetTransform(), texture);
    }

}