コア技術

OpenFitterで使用されている主要な技術とアルゴリズムについて説明します。

概要

OpenFitterは、3Dアバター間での衣装フィッティングを実現するために、複数の技術を組み合わせています。Unity Editor拡張としてのフロントエンドと、Blenderをバックエンドとして使用する処理エンジンで構成されています。

フィッティングアルゴリズム

RBF（放射基底関数）変形

コアフィッティングアルゴリズムは RBF（Radial Basis Function）変形 を使用しています。

RBFとは

RBFは、限られた制御点から滑らかな変形を生成する数学的手法です。以下のような特徴があります：

局所的な影響: 各制御点は周囲の領域に主に影響を与えます
滑らかな補間: 制御点間の変形が自然で滑らかです
非線形変形: 複雑な体型の違いにも対応できます

フィッティングプロセスでの使用

制御点の設定: ソースとターゲットのボーン位置を制御点として使用
RBF計算: ソースからターゲットへの変形を計算
メッシュ変形: 衣装メッシュの各頂点にRBF変形を適用

ボーンポーズ転送

アバター間でボーンの姿勢（ポーズ）を転送します。

プロセス

ボーンマッピング: ソースとターゲットのボーン構造を対応付け
ポーズ抽出: ソースアバターのボーンポーズを抽出
ポーズ適用: ターゲットアバターにポーズを適用
ウェイト転送: スキニングウェイトを適切に転送

メッシュトポロジーの保持

フィッティング後もメッシュの基本構造を維持します：

頂点順序: 元の頂点順序を保持
ポリゴン構造: ポリゴンの接続関係を維持
UV座標: テクスチャ座標を保持
マテリアル: マテリアル割り当てを維持

Blender統合

Blenderをバックエンドとして使用する理由

OpenFitterはBlenderを3D処理エンジンとして使用しています：

強力な3D処理: Blenderの成熟した3D処理機能を活用
Pythonスクリプティング: 柔軟な自動化が可能
GPL-3コードの互換性: open-fitter-coreのコードをそのまま使用可能
オープンソース: 無料で再配布可能

ポータブルBlender

ユーザーの既存環境に影響を与えないよう、ポータブル版のBlenderを使用：

独立したインストール: システムのBlenderと干渉しない
自動ダウンロード: 初回セットアップ時に自動取得
バージョン管理: 特定のバージョンを使用して互換性を保証

Pythonラッパースクリプト

Unity（C#）とBlender（Python）間の橋渡しを行います：

openfitter_wrapper.py

メインのラッパースクリプト：

# コマンドライン引数からパラメータを受け取る
# open-fitter-coreのフィッティング関数を呼び出す
# 進捗情報を標準出力に出力
# 結果をファイルに保存

check_addon_status.py

アドオンのインストール状態を確認：

# Blenderアドオンが正しくインストールされているか確認
# バージョン情報を取得
# 結果をJSON形式で出力

install_addon_dependencies.py

アドオンの依存関係をインストール：

# pipを使用して必要なPythonパッケージをインストール
# Blenderの内蔵Python環境にインストール
# インストール結果を報告

コマンドライン実行

UnityからBlenderをコマンドラインで起動：

blender.exe --background --python openfitter_wrapper.py -- [arguments]

--background: UIなしのバックグラウンドモード
--python: 実行するPythonスクリプト
--: 以降の引数をスクリプトに渡す

OpenFitterCore パラメータ

Blenderバックエンド（openfitter_wrapper.pyを介したコアスクリプト）が受け取る主要な引数は以下の通りです。

引数	形式	必須	説明
`--input`	パス	YES	入力となる衣装FBXの絶対パス。
`--output`	パス	YES	出力先FBXの絶対パス。
`--base`	パス	YES	基準となる `.blend` ファイルのパス。
`--base-fbx`	パスリスト	YES	ベースキャラクターのFBXパス。複数ある場合は `;` で区切ります。
`--config`	パスリスト	YES	設定JSONのパス。複数ある場合は `;` で区切ります。
`--init-pose`	パス	YES	初期ポーズ情報のJSONパス。
`--hips-position`	文字列	NO	Hipsボーンの位置指定。
`--blend-shapes`	文字列リスト	NO	適用するブレンドシェイプ名のリスト（`;` 区切り）。
`--blend-shape-values`	数値リスト	NO	各ブレンドシェイプの適用値（`;` 区切り）。
`--blend-shape-mappings`	文字列リスト	NO	ブレンドシェイプのマッピング定義。
`--target-meshes`	文字列リスト	NO	処理対象とするメッシュ名のリスト。
`--mesh-renderers`	文字列リスト	NO	メッシュレンダラーの対応設定。
`--name-conv`	文字列リスト	NO	名称変換ルールのリスト。
`--preserve-bone-names`	フラグ	NO	ボーン名を維持するかどうかの指定。
`--no-subdivision`	フラグ	NO	メッシュの自動細分化を無効にします。
`--no-triangle`	フラグ	NO	三角面化を無効にします。

Unity Editor統合

UIToolkit

モダンなUI開発フレームワークを使用：

UXML（UIレイアウト）

XMLベースのレイアウト記述：

<ui:UXML>
    <ui:VisualElement class="step-container">
        <ui:Label text="Source Selection" class="step-title"/>
        <ui:ObjectField name="source-field" type="UnityEngine.GameObject"/>
    </ui:VisualElement>
</ui:UXML>

USS（スタイル）

CSSライクなスタイリング：

.step-container {
    padding: 10px;
    margin: 5px;
}

.step-title {
    font-size: 16px;
    -unity-font-style: bold;
}

C#バインディング

C#からUIを操作：

var sourceField = rootElement.Q<ObjectField>("source-field");
sourceField.RegisterValueChangedCallback(evt => {
    // 値変更時の処理
});

非同期処理

長時間実行される操作には非同期処理を使用：

public async Task<bool> ExecuteFittingAsync()
{
    await Task.Run(() => {
        // Blenderプロセスの実行
    });
    return true;
}

進捗パーシング

Blenderからの出力をパースして進捗を表示：

public class FittingProgressParser
{
    public void ParseLine(string line)
    {
        // "PROGRESS: 50%" のような出力をパース
        // 進捗イベントを発火
    }
}

データ形式

FBXフォーマット

入出力に使用する3Dモデルフォーマット：

互換性: 多くの3Dツールでサポート
完全な情報: メッシュ、ボーン、アニメーション、マテリアルを含む
Unity統合: Unityのネイティブサポート

JSON設定ファイル

フィッティング設定の保存：

{
  "sourceAvatar": "Assets/Avatars/Source.fbx",
  "targetAvatar": "Assets/Avatars/Target.fbx",
  "blendShapes": [
    {"name": "vrc.blink_left", "preserve": true},
    {"name": "vrc.blink_right", "preserve": true}
  ]
}

MochiFitterデータ互換性

MochiFitterのデータフォーマットに準拠：

設定ファイル: 同じJSON構造を使用
出力形式: 互換性のあるFBX出力
ブレンドシェイプ命名: VRChat標準に準拠

最適化技術

並列処理

複数のタスクを並列実行：

var tasks = new List<Task<SetupResult>>
{
    downloadBlenderTask,
    downloadCoreTask,
    downloadAddonTask
};

await Task.WhenAll(tasks);

キャッシング

ダウンロードしたファイルをキャッシュ：

ローカルキャッシュ: BlenderTools/ディレクトリに保存
バージョンチェック: ファイルが最新か確認
再利用: 既にダウンロード済みの場合はスキップ

メモリ管理

大きなメッシュデータの効率的な処理：

ストリーミング: ファイルをストリーミングで読み込み
早期解放: 不要になったデータは即座に解放
プロセス分離: Blenderを別プロセスで実行してUnityのメモリ使用を抑制

セキュリティ

サンドボックス化

Blenderプロセスを制限：

別プロセス: Unityとは独立したプロセスで実行
作業ディレクトリ制限: 特定のディレクトリ内でのみ動作
タイムアウト: 長時間実行をタイムアウトで制限

入力検証

ユーザー入力の検証：

public bool ValidateSourceAvatar(GameObject avatar)
{
    if (avatar == null) return false;
    if (!HasValidMesh(avatar)) return false;
    if (!HasValidArmature(avatar)) return false;
    return true;
}

国際化（i18n）

ローカリゼーションシステム

多言語サポート：

public static class I18n
{
    public static string Get(string key)
    {
        // 現在の言語設定に基づいて文字列を取得
        return translations[currentLanguage][key];
    }
}

サポート言語

日本語
英語

テスト技術

Unity Test Framework

ユニットテストとインテグレーションテスト：

[Test]
public void TestSourceSelection()
{
    var presenter = new SourceSelectionStepPresenter(mockView, state);
    presenter.OnSourceSelected(testAvatar);
    Assert.AreEqual(testAvatar, state.Config.SourceAvatar);
}

モックオブジェクト

テスト用のモック実装：

public class MockWizardView : IWizardView
{
    public bool NextButtonWasCalled { get; private set; }

    public void ShowNextButton()
    {
        NextButtonWasCalled = true;
    }
}

ビルドとデプロイ

TypeScriptビルドスクリプト

Node.jsとTypeScriptでビルドツールを作成：

// create-unitypackage.ts
import * as fs from 'fs';
import * as path from 'path';

async function createUnityPackage() {
    // Unityパッケージを作成する処理
}

VitePressドキュメント

ドキュメントサイトの生成：

npm run docs:build
# docs/.vitepress/dist/にビルド結果が生成される

まとめ

OpenFitterは以下の技術を組み合わせて実現されています：

RBF変形: 滑らかで自然な衣装フィッティング
Blender統合: 強力な3D処理エンジン
Unity Editor拡張: ユーザーフレンドリーなインターフェース
非同期処理: レスポンシブなユーザー体験
モジュラー設計: 保守しやすく拡張可能な構造

これらの技術により、高品質な自動衣装フィッティングを実現しています。

English

Core Technology

This document explains the key technologies and algorithms used in OpenFitter.

Overview

OpenFitter combines multiple technologies to achieve clothing fitting between 3D avatars. It consists of a frontend as a Unity Editor extension and a processing engine using Blender as a backend.

Fitting Algorithm

RBF (Radial Basis Function) Deformation

The core fitting algorithm uses RBF (Radial Basis Function) deformation.

What is RBF

RBF is a mathematical technique that generates smooth deformation from limited control points. It has the following characteristics:

Local Influence: Each control point primarily affects its surrounding area
Smooth Interpolation: Deformation between control points is natural and smooth
Nonlinear Deformation: Can handle complex body shape differences

Use in Fitting Process

Control Point Setup: Use bone positions of source and target as control points
RBF Calculation: Calculate deformation from source to target
Mesh Deformation: Apply RBF deformation to each vertex of clothing mesh

Bone Pose Transfer

Transfers bone pose between avatars.

Process

Bone Mapping: Map bone structures between source and target
Pose Extraction: Extract bone pose from source avatar
Pose Application: Apply pose to target avatar
Weight Transfer: Appropriately transfer skinning weights

Mesh Topology Preservation

Maintains basic mesh structure after fitting:

Vertex Order: Preserves original vertex order
Polygon Structure: Maintains polygon connectivity
UV Coordinates: Preserves texture coordinates
Materials: Maintains material assignments

Blender Integration

Why Use Blender as Backend

OpenFitter uses Blender as its 3D processing engine:

Powerful 3D Processing: Leverages Blender's mature 3D processing capabilities
Python Scripting: Enables flexible automation
GPL-3 Code Compatibility: Can use open-fitter-core code directly
Open Source: Free and redistributable

Portable Blender

Uses portable version of Blender to avoid affecting user's existing environment:

Independent Installation: Doesn't interfere with system Blender
Automatic Download: Automatically retrieved during initial setup
Version Management: Uses specific version to ensure compatibility

Python Wrapper Scripts

Bridges between Unity (C#) and Blender (Python):

openfitter_wrapper.py

Main wrapper script:

# Receive parameters from command line arguments
# Call fitting function of open-fitter-core
# Output progress information to stdout
# Save results to file

check_addon_status.py

Check add-on installation status:

# Check if Blender add-on is correctly installed
# Get version information
# Output results in JSON format

install_addon_dependencies.py

Install add-on dependencies:

# Install required Python packages using pip
# Install into Blender's built-in Python environment
# Report installation results

Command Line Execution

Launch Blender from Unity via command line:

blender.exe --background --python openfitter_wrapper.py -- [arguments]

--background: Background mode without UI
--python: Python script to execute
--: Pass subsequent arguments to script

OpenFitterCore Parameters

The primary arguments accepted by the Blender backend (the core script via openfitter_wrapper.py) are as follows:

Argument	Format	Required	Description
`--input`	Path	YES	Absolute path to the input clothing FBX.
`--output`	Path	YES	Absolute path to the output FBX.
`--base`	Path	YES	Path to the base `.blend` file.
`--base-fbx`	Path List	YES	Path to the base character FBX. Semicolon-separated if multiple.
`--config`	Path List	YES	Path to the config JSON. Semicolon-separated if multiple.
`--init-pose`	Path	YES	Path to the initial pose JSON.
`--hips-position`	String	NO	Specifies the Hips bone position.
`--blend-shapes`	String List	NO	List of blend shape names to apply (semicolon-separated).
`--blend-shape-values`	Value List	NO	Application values for each blend shape (semicolon-separated).
`--blend-shape-mappings`	String List	NO	Blend shape mapping definitions.
`--target-meshes`	String List	NO	List of mesh names to be processed.
`--mesh-renderers`	String List	NO	Mesh renderer correspondence settings.
`--name-conv`	String List	NO	List of name conversion rules.
`--preserve-bone-names`	Flag	NO	Specifies whether to preserve bone names.
`--no-subdivision`	Flag	NO	Disables automatic mesh subdivision.
`--no-triangle`	Flag	NO	Disables triangulation.

Unity Editor Integration

UIToolkit

Uses modern UI development framework:

UXML (UI Layout)

XML-based layout description:

<ui:UXML>
    <ui:VisualElement class="step-container">
        <ui:Label text="Source Selection" class="step-title"/>
        <ui:ObjectField name="source-field" type="UnityEngine.GameObject"/>
    </ui:VisualElement>
</ui:UXML>

USS (Styles)

CSS-like styling:

.step-container {
    padding: 10px;
    margin: 5px;
}

.step-title {
    font-size: 16px;
    -unity-font-style: bold;
}

C# Binding

Manipulate UI from C#:

var sourceField = rootElement.Q<ObjectField>("source-field");
sourceField.RegisterValueChangedCallback(evt => {
    // Handle value change
});

Asynchronous Processing

Uses asynchronous processing for long-running operations:

public async Task<bool> ExecuteFittingAsync()
{
    await Task.Run(() => {
        // Execute Blender process
    });
    return true;
}

Progress Parsing

Parse output from Blender to display progress:

public class FittingProgressParser
{
    public void ParseLine(string line)
    {
        // Parse output like "PROGRESS: 50%"
        // Fire progress event
    }
}

Data Formats

FBX Format

3D model format used for input/output:

Compatibility: Supported by many 3D tools
Complete Information: Includes mesh, bones, animations, materials
Unity Integration: Native Unity support

JSON Configuration Files

Save fitting configuration:

{
  "sourceAvatar": "Assets/Avatars/Source.fbx",
  "targetAvatar": "Assets/Avatars/Target.fbx",
  "blendShapes": [
    {"name": "vrc.blink_left", "preserve": true},
    {"name": "vrc.blink_right", "preserve": true}
  ]
}

MochiFitter Data Compatibility

Complies with MochiFitter data format:

Configuration Files: Uses same JSON structure
Output Format: Compatible FBX output
Blendshape Naming: Complies with VRChat standards

Optimization Techniques

Parallel Processing

Execute multiple tasks in parallel:

var tasks = new List<Task<SetupResult>>
{
    downloadBlenderTask,
    downloadCoreTask,
    downloadAddonTask
};

await Task.WhenAll(tasks);

Caching

Cache downloaded files:

Local Cache: Saved in BlenderTools/ directory
Version Check: Verify if files are up-to-date
Reuse: Skip if already downloaded

Memory Management

Efficient processing of large mesh data:

Streaming: Stream file loading
Early Release: Immediately release unnecessary data
Process Separation: Run Blender in separate process to reduce Unity memory usage

Security

Sandboxing

Restrict Blender process:

Separate Process: Runs independently from Unity
Working Directory Restriction: Operates only within specific directory
Timeout: Limit long-running execution with timeout

Input Validation

Validate user input:

public bool ValidateSourceAvatar(GameObject avatar)
{
    if (avatar == null) return false;
    if (!HasValidMesh(avatar)) return false;
    if (!HasValidArmature(avatar)) return false;
    return true;
}

Internationalization (i18n)

Localization System

Multi-language support:

public static class I18n
{
    public static string Get(string key)
    {
        // Get string based on current language setting
        return translations[currentLanguage][key];
    }
}

Supported Languages

Japanese
English

Testing Technologies

Unity Test Framework

Unit tests and integration tests:

[Test]
public void TestSourceSelection()
{
    var presenter = new SourceSelectionStepPresenter(mockView, state);
    presenter.OnSourceSelected(testAvatar);
    Assert.AreEqual(testAvatar, state.Config.SourceAvatar);
}

Mock Objects

Mock implementations for testing:

public class MockWizardView : IWizardView
{
    public bool NextButtonWasCalled { get; private set; }

    public void ShowNextButton()
    {
        NextButtonWasCalled = true;
    }
}

Build and Deploy

TypeScript Build Scripts

Create build tools with Node.js and TypeScript:

// create-unitypackage.ts
import * as fs from 'fs';
import * as path from 'path';

async function createUnityPackage() {
    // Process to create Unity package
}

VitePress Documentation

Generate documentation site:

npm run docs:build
# Build results generated in docs/.vitepress/dist/

Summary

OpenFitter is realized by combining the following technologies:

RBF Deformation: Smooth and natural clothing fitting
Blender Integration: Powerful 3D processing engine
Unity Editor Extension: User-friendly interface
Asynchronous Processing: Responsive user experience
Modular Design: Maintainable and extensible structure

These technologies enable high-quality automatic clothing fitting.

FilesExpand file tree

technology.md

Latest commit

History

technology.md

File metadata and controls

コア技術

概要

フィッティングアルゴリズム

RBF（放射基底関数）変形

RBFとは

フィッティングプロセスでの使用

ボーンポーズ転送

プロセス

メッシュトポロジーの保持

Blender統合

Blenderをバックエンドとして使用する理由

ポータブルBlender

Pythonラッパースクリプト

openfitter_wrapper.py

check_addon_status.py

install_addon_dependencies.py

コマンドライン実行

OpenFitterCore パラメータ

Unity Editor統合

UIToolkit

UXML（UIレイアウト）

USS（スタイル）

C#バインディング

非同期処理

進捗パーシング

データ形式

FBXフォーマット

JSON設定ファイル

MochiFitterデータ互換性

最適化技術

並列処理

キャッシング

メモリ管理

セキュリティ

サンドボックス化

入力検証

国際化（i18n）

ローカリゼーションシステム

サポート言語

テスト技術

Unity Test Framework

モックオブジェクト

ビルドとデプロイ

TypeScriptビルドスクリプト

VitePressドキュメント

まとめ

English

Core Technology

Overview

Fitting Algorithm

RBF (Radial Basis Function) Deformation

What is RBF

Use in Fitting Process

Bone Pose Transfer

Process

Mesh Topology Preservation

Blender Integration

Why Use Blender as Backend

Portable Blender

Python Wrapper Scripts

openfitter_wrapper.py

check_addon_status.py

install_addon_dependencies.py

Command Line Execution

OpenFitterCore Parameters

Unity Editor Integration

UIToolkit

UXML (UI Layout)

USS (Styles)

C# Binding

Asynchronous Processing

Progress Parsing

Data Formats

FBX Format