AIR-Plateによる空間情報記述の新手法について【UNREAL FEST WEST ’22】

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November 19, 22

ue4 unreal fest unreal fest west ’22 ue-nongame ue-aec ue-editor

スライド概要

講演アーカイブ：
https://youtu.be/Xv_aThnCe38

講演内容：
梓総合研究所ではBIMを活用した新たなデータプラットフォーム事業としてAIR-Plateの開発を行っており、その中でBIMをBMとIに分離し、Notionに情報を、UEにはモデルを移設し、データを相互に連携させる。BIMモデルは、高度な操作が要求されることが課題となるが、この新たな空間記述手法により、情報管理が行いやすく、施設の複雑性に寄り添う民主化されたデジタルツインモデルの構築手法の解説。

講演者：
梁河雄(株式会社ホロラボ)
豊田健(株式会社ホロラボ)
墓田京平(株式会社梓総合研究所)
片渕俊平(株式会社梓総合研究所)

株式会社ホロラボ様についてはこちら：
https://hololab.co.jp/

株式会社梓総合研究所様についてはこちら：
https://azs-air.co.jp/

UNREAL FEST WEST ’22 公式サイト：
https://unrealengine.jp/unrealfest/west2022/

エピックゲームズジャパン

@EpicGamesJapan

スライド一覧

Unreal Engineを開発・提供しているエピックゲームズジャパンによる公式アカウントです。勉強会や配信などで行った講演資料を公開しています。公式サイトはこちら https://www.unrealengine.com/ja/

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各ページのテキスト

自己紹介 5 Profile 2010-2012年梓設計入社研修所や都内大型図書館などをBIMで設計 2013-2015年 (旧ザハ案)新国立競技場の基本・実施設計業務に従事・意匠設計担当業務（平面計画、UD、 BIM ） 2016-2019年新国立競技場の基本・実施設計・意図伝達業務に従事・意匠設計担当(平面計画、UD 、BIM) 2019-2020年・某空港設計担当・梓設計内BIM・DX推進担当 2021年10月～・梓設計AXチームリーダー・梓総合研究所取締役就任 2022年・梓設計IXチームリーダー 9月～ 1級建築士梓設計AX／IX-team Leader 梓総研取締役墓田京平 HAKATA KYOHEI Copyright © 2022 Azusa Institute of Research Co., Ltd. All Rights Reserved. 設計者兼研究員

9 Sports・Entertainment Domain 梓設計実績スポーツ・エンターテインメント新国立競技場整備事業竣工年月 2019年11月規模地上5階／地下2階延床面積 192,000㎡設計大成建設・梓設計・隈研吾建築都市設計事務所共同企業体 Copyright © 2022 Azusa Institute of Research Co., Ltd. All Rights Reserved.

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役員 12 About 梓総合研究所取締役理事内山裕二安野芳彦 YUJI UCHIYAMA YOSHIHIKO YASUNO 取締役墓田京平 KYOHEI HAKATA 取締役研究理事 AKIHIKO TANAKA 金井美子田中明彦 YOSHIKO KANAI 代表取締役社長取締役齋數詩菜 SHIINA SAISU Copyright © 2022 Azusa Institute of Research Co., Ltd. All Rights Reserved. YASHIRO TOMONARI MURAKAMI KIYOAKI NISHIMURA YUKIO SHIBASAKI RYOSUKE YUTAKA MATSUO 野城智也村上清明西村幸夫柴崎亮介松尾豊建築学／スマートシティ社会資本整備／科学技術政策／未来社会分野都市工学博士空間情報科学情報工学専門である建築学をベースに、サステナブル建築、イノベーションのマネジメントに関する研究を展開する。2001年に東京大学生産技術研究所教授に就任。過去に東京大学生産技術研究所所長、東京大学副学長を歴任する。 1978年東京大学工学部卒。 1983年コーネル大学大学院修士課程修了。M.S. 1978年、日本国有鉄道入社。新幹線総局、技術計画室等を経て、 1987年三菱総合研究所入社。社会資本整備、科学技術政策、未来社会分野の研究に従事し、 2012年12月より現職。東京大学副学長、マサチューセッツ工科大学客員研究員、コロンビア大学客員研究員、フランス社会科学高等研究院客員教授、国際記念物遺跡会議（ICOMOS）副会長などを歴任。専門は、都市保全計画、景観計画、歴史まちづくり、歴史的環境保全。東京大学空間情報科学研究センター教授同センター長。実世界を対象とした総合的計測・センシング技術、多様な観測データとシミュレーションによるデータ同化と状況推定技術、それらを利用した意思決定や活動支援サービスのデザイン技術などの研究・開発を行う工学系研究科人工物工学研究センター／技術経営戦略学専攻教授。専門分野は、人工知能、深層学習、ウェブマイニング。人工知能学会では、編集委員長、倫理委員長、理事、更に情報処理学会では理事を務める。AI の第一人者。日本ディープラーニング協会理事長等就任。

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https://unrealengine.jp/unrealfest/west2022/program/102/

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https://unrealengine.jp/unrealfest/west2022/program/102/

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https://unrealengine.jp/unrealfest/west2022/program/102/

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34 AIR-Plate™ 今後の発展について施設のプラットフォームとしての運用でディフェンシブな領域を固めつつ、保安 FM 環境セットアップ支援（契約代行）データ収集＋格納データ入力検査混雑緩和ソリューションのような維持管理業務データを活用したオフェンシブなデーの改善タマネジメントも展開していく。 Basic service BIM構築スキャン支援データ連携構築使用方法コンサル備品リーシング AI空調、カーボンビューワー AIカメラ（人流解析）… DM データ解析（AIR-Plate Insite）各種プログラム開発ロボットコンサルティング脱炭素コンサルティング商業施設の売上増加感染症対策旅行観光業需要喚起顧客満足度向上・混雑緩和 Copyright © 2022 Azusa Institute of Research Co., Ltd. All Rights Reserved. 最終的にはAIR-Plateでアプリケーションを足していき、OSとして機能

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AIR-Plateによる空間情報記述の新手法についてホロラボパート

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会社概要事業内容 Microsoft HoloLens他、xR技術やセンサー技術に関する・調査研究・システム／アプリケーションの企画開発・普及啓発活動設立 2017/1/18 住所東京都品川区西五反田2-25-1 インテックス五反田ビル3F 資本金 93,940,000円 (2019/8増資) 取締役 5名従業員 60名 Web https://hololab.co.jp/

https://hololab.co.jp/

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チーム紹介ホロラボ内にて建築バックボーンでありながら異なる経歴を持つ3人がUnreal Engineを共通言語に社内チームとして結成それぞれが得意分野のBIM、エンジニアリング、ビジュアライゼーションを活かしながら社内の Unreal Engineを扱う建築コンテンツ制作及びサービス提供や社内テンプレート開発に携わっている Project Manager 梁河雄 Data Specialist 豊田健（https://twitter.com/Takeru_y313）（https://twitter.com/toyodini） Visualization Specialist 森口史章/moz（https://twitter.com/momomo_moz）

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AIR-Plate開発のホロラボ担当部分について Revit BM (Building Model) 分解統合 ArchiCAD I BIM (Building Information Model) (Information)

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AIR-Plate開発のホロラボ担当部分について Revit BM (Building Model) 分解統合 ArchiCAD I BIM (Building Information Model) (Information) ホロラボ担当部分

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バトンタッチ Notion連携の話 BIMデータインポートの話

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Notion連携 AIR-Plateアプリ概要 Notion情報の取得機能部屋、設備の選択機能（３Dオブジェクト）部屋、設備の情報表示機能（UI） NotionとUEのアーキテクチャ図

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Notion連携 NotionとBIMデータの連携 UE上でNotionとBIMデータを紐づけることで、建物の情報が更新された時に、 BIMデータを都度インポートすることなく、更新されたNotionの情報をUE側で取得する事で表示する情報を、更新できる一回のみ更新する度に再度、取得する

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Notion連携 NotionとBIMデータの連携 BIMデータのUnique IDを共有のキーにして、NotionとBIMデータを紐づけている Unique IDによる紐づけ BIMモデル (Datasmith) Notion

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BIMデータインポート AIR-Plateアプリ概要アプリの機能は、機能の追加拡張がない限り不変。 UE上で変更があるのは、建物のDatasmithデータを元にしたアクターのみで、建物のDatasmithデータ毎の環境構築を自動化することが必要になる。不変部分可変部分

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BIMデータインポートインポートから環境構築の流れ断面表示用トリガーボックスの配置 ①Datasmithデータのインポート ②BPの配置 ③SMの調整ビューカメラの配置断面メッシュの配置インポート ①BIMモデル (Datasmith) 部屋モデルとBPの差し替え設備モデルとBPの差し替え ②BPの配置 SMのコリジョン有効無効化 SMのキャストシャドウ有効無効化不要SMの非ロードマップへの移行 ③SMの調整

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BIMデータインポート EditorScriptによる環境構築の自動化インポートされたDatasmithのパラメータ、SMアクターを元に、必要なBPを生成するEditorScriptを作成した

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BIMデータインポート EditorScriptによる環境構築の自動化

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BIMデータインポート EditorScriptによる環境構築の自動化 UE側で必要となるパラメータを洗い出し、インポートするBIMデータに、UE環境構築に必要なパラメータを入力しておく DatasmithUserDataからパラメータを取得し、部屋BP等のスポーンや、SMアクターの調整を行っている GetDatasmithUserDataノード実際にArchiCADで準備したメタデータ

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BIMデータインポート EditorScriptによる環境構築の自動化使用するBIMデータによって、使用できるパラメータ、パラメータの値が異なるため、パラメータのＤａｔａＴａｂｌｅを作成し、照合するパラメータを切り替えている ArchiCADとRevitのそれぞれの BIMソフトで用意したメタデータの名称と、取得したい値のリスト

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BIMデータインポート EditorScriptによる環境構築の自動化 DatasmithUserDataを確認する時に、BIMデータに合わせて、取得するキー名、照合する値の内容を切り替えるノードを作成した。 Switch Datasmith Key ノード Switch Datasmith Value ノード

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BIMデータインポート EditorScriptによる環境構築の自動化建物のDatasmithをインポートし、UE側の環境構築をする際に、BIMデータに必要なパラメータが作成、入力されていないことが起こるため、UE側で、パラメータ不備に対する警告を出すようにした。具体的にどのパラメータが不足しているかをダイアログで表示することで、UEに不慣れな作業者でも対応ができるようにしている。動画用意しました CheckParameter.mp4 Datatmithインポート時に不足しているパラメータがあるとダイヤログで通知を表示する

https://hololabinc.sharepoint.com/:v:/s/msteams_5d014a/EV0S-ftLV7hFiDkrBClQc40BugZBIT1Jceu2GVG5ByVrQg?e=WSON5G

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BIMデータインポート EditorScriptによる環境構築の自動化 SMアクターの調整 1.描画負荷やアプリの特性を踏まえ、特定のDatasmithパラメータを持つSMアクターのCastShadowを無効化をした。 2.アプリ起動時にはコリジョンは必要ないため、特定のDatasmithパラメータを持つSMアクターに対して一括でコリジョンを無効化した。 3.特定のDatasmithパラメータを持つ、環境構築後に不要なSMアクターは、非ロード対象のMapへ移行した。

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BIMデータインポート EditorScriptによる環境構築の自動化 SMアクターの調整 1.描画負荷やアプリの特性を踏まえ、特定のDatasmithパラメータを持つSMアクターのCastShadowを無効化をした。 Cast Shadoｗの無効化

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BIMデータインポート EditorScriptによる環境構築の自動化 SMアクターの調整 2.アプリ起動時にはコリジョンは必要ないため、特定のDatasmithパラメータを持つSMアクターに対して一括でコリジョンを無効化した。コリジョンの有効無効化において、SetCollisionEnableｄの処理が、大量に行われるとヒッチを起こしていたため、 CollisionProfileNameを切り替えるようにした。 Set Collision Enabledノード大量に切り替えるには処理が重くなってしまう Set Collision Profile Nameノード Profileを切り替える方が処理が早い

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BIMデータインポート EditorScriptによる環境構築の自動化 SMアクターの調整 3.特定のDatasmithパラメータを持つ、環境構築後に不要なSMアクターは、非ロード対象のMapへ移行した。選択アクターのレベルの移動

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BIMデータインポート EditorScriptによる環境構築の自動化 Dataprepへの移行本日、紹介したEditorScriptでの環境構築作業は、メンテナンス性向上のため、後ほどご紹介するVisualDataprepへ移行をしている。

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BIMデータインポート EditorScriptによる環境構築の自動化 Kinnajiさんのブログに、EditorScriptのすべてが書かれている。 https://kinnaji.com/2022/03/14/deprecated-esup/

https://kinnaji.com/2022/03/14/deprecated-esup/

72.

Notion連携 Notionとの連携で使った技術の話建物毎のNotionページをDataAssetとして作成、入力している。 UEからNotionへリクエストし、建物諸元表や設備DBの情報を取得し、取得した情報をUEで使用するために、建物諸元表、設備DBそれぞれのスキーマに変換をしている。建物諸元表Notionページ電気設備台帳Notionページ Notion取得フロー

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Notionとの連携 Notionとの連携で使った技術の話 VARestプラグインの紹介ＮｏｔｉｏｎとＵＥを連携するにあたり、Reｓｔサーバー通信をする必要があり、VARestを用いることで、リクエストを投げて、情報を取得している。 https://www.unrealengine.com/marketplace/ja/product/varest-plugin

https://www.unrealengine.com/marketplace/ja/product/varest-plugin

74.

Notionとの連携 Notionとの連携で使った技術の話 VARestプラグインの紹介 ConstructionJsonRequestノードで、JsonRequestを作成する。作成したJsonRequestに対し、SetHeaderノードを用いて、Header情報をセットし、 VARestRquestJsonObjectという型で、情報が取得できる。

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Notionとの連携 Notionとの連携で使った技術の話 VARestプラグインの紹介取得したVARestRequestJsonObjectに対し、ApplyURLノードを用いることで、 Notion上の諸元表、設備それぞれのDBから情報を取得し、取得が終わると、VARestJsonObjectという型で情報が取得できる。

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Notionとの連携 Notionとの連携で使った技術の話 Notionとの連携で工夫した点、苦労した点 NotionとBIMデータを紐づけるためのプロパティを取得するために、UniqueID、カテゴリーといった特定のプロパティは、命名規則を定めた。 80項目以上の情報を取得するために、ページング処理を行う必要があった。

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Notionとの連携 Notionとの連携で使った技術の話 NotionとUEを連携させるための工夫 NotionとBIMデータを紐づけるためのプロパティを、Notionから取得するために、 UniqueID、カテゴリーといった特定のプロパティは、命名規則を定めた。命名規則に沿って BIMデータ(パラメータ)を入力

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Notionとの連携 Notionとの連携で使った技術の話 Notionとの連携で苦労した点 80項目以上の情報を取得するために、ページング処理を行う必要があった。８０項目以上の情報がある場合、 "has_more"プロパティがtrueになる。 "has_more"プロパティがtrueな場合、"next_cursor"プロパティから、次のページの情報を取得できる。

79.

Notionとの連携 Notionとの連携で使った技術の話 Notionとの連携で苦労した点 80項目以上の情報を取得するために、ページング処理を行う必要があった。 "has_more"プロパティがtrueな場合、"next_cursor"プロパティの値を取得する。

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Notionとの連携 Notionとの連携で使った技術の話 Notionとの連携で苦労した点 80項目以上の情報を取得するために、ページング処理を行う必要があった。 "next_cursor"プロパティの値を、SetRequestObjectノードを用いて、"start_cursor"プロパティへ渡すことで、次のページの情報を取得できた。

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バトンタッチ処理負荷の話パイプラインの話ビジュアライゼーションの話

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処理負荷 Datasmithマスターマテリアルの軽量化 datasmithで自動生成されるマテリアルが非常に汎用的で重いのでマスターマテリアルの不要ノードを削除して軽量化マスターを不透明、半透明、自己発光の三つに分離してメンテナンス性の向上 GPU負荷が重くなりがちなので軽量化を目指した RoughenssにTextureを使わない、Normalは使わないなどビジュアルの要件について認識合わせをしっかり行えたシェーダー負荷を 180から134まで減少 Revitのdatasmithで読んだ際のマスターマテリアル AIR-Plateでの不透明マテリアル

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処理負荷 Visual dataprepとは VisualDataprepとは、datasmithのインポート時、UnrealEditorに配置する前に様々な処理を実行することができるパイプラインツールで EditorScriptからVisualDataprepにPJセットアップ処理を移行しているたとえば、datasmithインポート時に自動設定されるマテリアルを、あらかじめ用意しておいた高品質マテリアルに置き換える、などが可能。本件ではEditorScriptから移行することにより、メンテナンス性の向上やBPの複雑化の緩和、開発イテレーション増加ができると判断し移行を進めている。 ArchiCAD Revit .datasmith IFC VisualDataprep公式ドキュメント https://docs.unrealengine.com/4.27/ja/WorkingWithContent/Importing/Dataprep/ Visual Dataprep

https://docs.unrealengine.com/4.27/ja/WorkingWithContent/Importing/Dataprep/

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処理負荷建築モデル特有の課題【課題】 1.オブジェクトの数量が非常に多く、DrawCallとBasePassが重くなる事が多い 2.全ての部材が独立していることによるオブジェクト物量（ガゼットプレートやボルト、ナットまで独立したデータで持っていることもある） 3.巨大もしくは長尺かつ、ポリゴン数が非常に多いオブジェクト（敷地や鉄骨など） 4.半透明マテリアルがアサインされた面積が大きいことや半透明が何枚も重なって視界に入ることが多い(ガラス等) 【解決策】・特定のメタデータを持つものを一括Mergeしてオブジェクト数削減（DrawCall対策）・巨大なオブジェクトの自動分割（DrawCall対策）・一定数以上のポリゴンを持つ場合は自動リダクション・メッシュに覆われて見えない、コンテンツとして必要のない部材の削除（オクルードされたメッシュのJacketing）を検証、カスタム中・Dataprepは標準でJacketing,Merge、PlaneCutなど最適化処理に有効なアクションが準備されているが、サービス運用を見越してカスタム中 Jacketing Merge Plane Cut

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パイプライン BIMデータインポートの流れ現在はEditor Scriptingを用いてdatasmithをレベルに配置後、セットアップ処理を実行しているが、以後サービス運用する上でメンテナンス性向上のため、セットアップ処理をVisual Dataprepへの組み込みを行っている

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パイプライン BIMデータインポートのパイプラインについて BIMデータのインポート時に必要なMetadataが不足している際のアラートダイアログを表示チェック機能を追加エラーログの収集サービス運用を見越した設計構築を行い始めている VisualDataprep公式ドキュメント https://docs.unrealengine.com/4.27/ja/WorkingWithContent/Importing/Dataprep/

https://docs.unrealengine.com/4.27/ja/WorkingWithContent/Importing/Dataprep/

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パイプライン Movie エラーログの表示

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ビジュアライゼーションアウトライン表現についてポストプロセスマテリアルを用い、建物の外形線に線を入れるアウトライン表現を試みベイクライティングは行わず、movableライトによるライティングなのでライティングがのっぺりしていた為、 PostProcess Materialでおなじみのマテリアルノード「SceneTexture」が、モバイルではWorld Normalが使用できないため、 Custom Depthのみでアウトラインが実現するように構築 before after

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ビジュアライゼーション断面表現について建物を切った時の断面(小口)の見え方を改善建築特有の断面の表現

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ビジュアライゼーション断面表現の話断面表現で試したこと A.マテリアルをTwoSidedにすることで、SM(StaticMesh)の裏面を塗りつぶす B.BIMソフトで、断面高さで切断した３Dモデルを必要な数分作成する C.ProceduralMeshを使って、断面メッシュを生成する

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ビジュアライゼーション断面表現の話 A.TwoSidedを使うマテリアルTwoSidedにすることで、 StaticMeshの裏面を塗りつぶす →StaticMeshが重なっているとZファイトを起こしてしまう

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ビジュアライゼーション断面表現の話 B.BIMソフトで、断面ごとに切断したモデルを用意する →断面の表現としては解決できたが、各断面モデルのインポートに手間がかかる BIMデータでそれぞれの断面モデルを準備 Datasmithでインポート

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ビジュアライゼーション断面表現の話 C.ProceduralMeshを使う →ProceduralMeshを使って、断面メッシュを生成する。 → "CrossSectionalArea"というマーケットプレイスのコンテンツを参考に、ProceduralMeshから各階断面メッシュを作成・SliceProceduralMeshノードに、断面位置情報を渡して、断面を生成。・GetSectionfromProceduralMeshノードで、断面情報を取得。・CreateMeshSectionノードで、断面情報をもとに、断面ProceduralMeshを生成 https://www.unrealengine.com/marketplace/ja/product/crosssectionalarea

https://www.unrealengine.com/marketplace/ja/product/crosssectionalarea

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ビジュアライゼーション断面表現の話 C.ProceduralMeshを使う

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ビジュアライゼーション断面表現について C. ProceduralMeshを使う →最初は、プレイ中に断面メッシュを生成する処理負荷を踏まえ、EditorScriptで各階断面を、一枚のSMとして生成し、プレイ中に利用していた

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ビジュアライゼーション断面表現について C. ProceduralMeshを使う →ProceduralMeshを使って、断面メッシュを生成する。 ProceduralMeshをSMとして保存するコマンドが、EditorScriptにはなかったので、Tonkotsu3635さんのブログを参考に、プラグインとしてノードを作成した https://shuntaendo.hatenablog.com/entry/2020/10/06/230000

https://shuntaendo.hatenablog.com/entry/2020/10/06/230000

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ビジュアライゼーション断面表現について C. ProceduralMeshを使う →断面メッシュを、EditorScriptで用意してしまうと、プレイ中に断面高さを変えられず懸念していた断面ProceduralMesh生成処理を、 Kinnajiさんのブログを参考に、ForEachLoopを指定した回数ずつ、段階的に出力することで、ヒッチを起こさずに、プレイ中に断面メッシュを生成することにした https://shuntaendo.hatenablog.com/entry/2020/10/06/230000

https://shuntaendo.hatenablog.com/entry/2020/10/06/230000

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ビジュアライゼーション断面表現の話 C.ProceduralMeshを使う

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