Function TOP 完全ガイド | 使い方・パラメータ解説【TouchDesigner】

概要 📖 – 画素値に数学関数を適用

Function TOPは、入力画像の各ピクセルに対数・三角関数・累乗などの数学関数を 1 つ適用し、ピクセル単位で値を変換する TOPです。GLSL を書かずに GUI 設定だけでピクセル単位の数式演算が実現でき、RGBA チャンネルごとに別の関数を割り当てた加工にも対応します。

主な用途 🎯

• HDR 画像の対数圧縮（log10 や ln でトーンマッピングの前処理）
• 三角関数による画素値の周期変調（sin や cos でゆらぎ・波打ちパターンを生成）
• 音響データの dB ⇔ 振幅 単位変換（Amplitude to dB や dB to Amplitude）
• 累乗・指数によるガンマ補正・カーブ整形（pow や exp で諧調を補正）
• 絶対値・符号取得など値の正規化（abs や sign で前処理）

データフロー 🔄

入力: 任意の TOP テクスチャ
 ↓
ピクセルごとに選択した関数 (sin / log / exp 等) を RGBA 各チャンネルへ適用
 ↓
出力: 変換後テクスチャ

まる。

実際の案件事例まで踏み込んで紹介されていて、効率よくスキルアップするなら必携の二冊です！

パラメータ解説 ⚙️

Function Page 📁

Re-Range Integers .rerange 📏

整数フォーマット入力に対するスケール・シフト前処理 (浮動小数フォーマットでは無視):

• Re-Range Integers 1: rerange1 (シフト値) — 入力値に加算する shift 値です。式は (input × rerange2) + rerange1。整数テクスチャフォーマットのみ有効で、浮動小数フォーマットでは無視されます
• Re-Range Integers 2: rerange2 (スケール値) — 入力値に乗算する scale 値。整数テクスチャ専用 (同上)

Function .funcrgba 🎛️

RGBA 全チャンネルに適用する数学関数を選択するメニューパラメータ

※ 注意: 入力値が関数の定義域を外れた場合 (例: log10 や sqrt に負の値、acos や asin に [-1, 1] 範囲外の値)、出力は NaN または Inf になります。Replace Errors をオンにして Error Value に置換値を設定するか、前段で値域をクランプしてください。

引用元: 公式 docs

チャンネル別関数 .funcchannels 🎨

RGBA 各チャンネルに個別の関数を割り当てるオーバーライドパラメータ群 (下位ほど優先):

• Function RGB: funcrgb (RGB 共通関数) — R / G / B 3 チャンネル共通で適用する関数 (アルファ除外、Function RGBA より優先)。選択肢は Function RGBA と同一
• Function R: funcr (赤チャンネル関数) — 赤チャンネル専用の関数 (Function RGB より優先)。選択肢は Function RGBA と同一
• Function G: funcg (緑チャンネル関数) — 緑チャンネル専用の関数 (同上)。選択肢は Function RGBA と同一
• Function B: funcb (青チャンネル関数) — 青チャンネル専用の関数 (同上)。選択肢は Function RGBA と同一
• Function A: funca (アルファチャンネル関数) — アルファチャンネル専用の関数 (同上)。選択肢は Function RGBA と同一

補助パラメータ .auxvalues 🔢

Log Base N / pow Base / pow Exponent / Constant の各関数が参照する固定値:

• Base Value: baseval (底値) — logN(x) Log Base N の底、または pow(x) Base ^ Input1 の底として使用される定数値
• Exponent Value: expval (指数値) — pow(x) Input1 ^ Exponent の指数として使用される定数値
• Constant Value: constval (定数値) — Constant Value 関数を選んだときの出力固定値

Angle Units .angunit 📐

三角関数 (sin / cos / tan 等) で入力値を解釈する角度単位

エラー処理 .errorhandling ⚠️

関数の定義域外入力で発生する NaN / Inf の置換設定:

• Replace Errors: replace (エラー置換) — オンにすると、関数が無効値 (NaN / Inf) を返した時に Error Value で置換します (例: log(-1) のような定義域外入力)
• Error Value: errval (置換値) — Replace Errors オン時に出力する置換値 (デフォルト 0)

実践アイデア 💡

Example 1: HDRの対数トーン圧縮 🌅

Movie File In TOP (EXR) → Function TOP (log10) → Math TOP (gain/offset) → 出力モニタ

高ダイナミックレンジの EXR テクスチャに Function TOP で log10 を適用して輝度を圧縮し、暗部と明部のコントラストを 8-bit ディスプレイで扱える範囲に整える基本フロー。

1. Movie File In TOP で EXR / HDR フォーマットの画像を読み込む
2. Function TOP を接続し、Function RGB を log10(x) Log Base 10 に設定
3. Replace Errors をオンにし、輝度ゼロのピクセルが -Inf にならないようにする
4. 後段の Math TOP で gain / offset を調整して 0-1 範囲に正規化

Example 2: 正弦波で周期ゆらぎ生成 🌊

Ramp TOP (X 方向) → Function TOP (sin, Angle Units = Cycles) → Composite TOP

Ramp TOP の連続値に対し Function TOP で sin を適用し、Angle Units を Cycles に設定することで 0-1 範囲の入力から周期的な明暗パターンを生成する例。

1. Ramp TOP を作成し X 方向に 0 → 1 のグラデーションを敷く
2. Function TOP を接続して Function RGBA を sin(x) Sine に設定
3. Angle Units を Cycles にすると、入力 0-1 が sin の 1 周期にマップされる
4. 後段で時間オフセットを加算するとアニメーションする波模様になる

Example 3: 音響スペクトルdB変換 🎚️

Audio Spectrum CHOP → CHOP to TOP → Function TOP (Amplitude to dB) → 可視化

Audio Spectrum CHOP の振幅スペクトルを CHOP to TOP で画像化し、Function TOP の Amplitude to dB 関数で線形振幅をデシベル値に変換することで、人間の聴覚特性に近いスケールでスペクトルを表示する流れ。

1. Audio Spectrum CHOP で音声入力の周波数スペクトルを取得
2. CHOP to TOP で振幅値を 1 行のテクスチャに変換
3. Function TOP の Function R を Amplitude to dB に設定
4. 後段でカラーマップを適用して可視化に流す

関連オペレータ 🔗

類似機能OP 🔍

• Math TOP — 加減乗除・スケーリングなど線形演算をピクセル単位で行う
• Threshold TOP — 閾値判定で 2 値化
• Lookup TOP — ルックアップテーブルで任意の値変換

組み合わせ推奨OP 🔄

• Level TOP — 後段で gamma / brightness / contrast を微調整
• Composite TOP — Function TOP の出力を別画像と合成
• Channel Mix TOP — Function 適用後に R / G / B チャンネルを再マッピング
• Add TOP — 別ソース画像と加算合成
• Luma Level TOP — 輝度ベースのレベル調整を後段に追加

前処理・後処理TOP 🎯

• 前処理: Reorder TOP、Channel Mix TOP、Math TOP
• 後処理: Level TOP、Threshold TOP、Composite TOP

Info CHOP情報 📊

Function TOPは Info CHOP による詳細情報取得に対応しています。

TOP固有情報 🖼️

• resx: TOP の出力解像度 X (ピクセル単位)
• resy: TOP の出力解像度 Y (ピクセル単位)
• aspectx: アスペクト比 X
• aspecty: アスペクト比 Y
• depth: 3D テクスチャ / テクスチャ配列の深度 (2D テクスチャでは 1)
• gpu_memory_used: TOP が消費している GPU メモリ量 (MB 単位)

汎用オペレータ情報 🔄

• total_cooks: プロセス開始からのクック回数
• cook_time: 最後のクック時間 (ミリ秒)
• cook_frame: 最後にクックされたフレーム番号
• warnings: 警告数
• errors: エラー数

トラブルシューティング ⚠️

よくある問題と解決策 🔧

❌ Problem: 出力が NaN / Inf になる (黒抜けや真っ白になる)
✅ Solution:

• Replace Errors をオンにし、Error Value に安全な代替値 (例: 0) を設定
• 前段の Math TOP や Threshold TOP で入力値域を関数の定義域に収めるクランプを行う
• log10 や sqrt に負の値が入る場合は abs(x) を前段で適用

❌ Problem: 三角関数の出力が想定と異なる (周期がズレる・振幅が極端)
✅ Solution:

• Angle Units が Degrees / Radians / Cycles のどれに設定されているか確認
• 入力値域が 0-1 のテクスチャを正弦波 1 周期にマップしたい場合は Cycles を選択
• 前段で Math TOP の Multiply / Add を使い、入力値を意図した角度範囲にプリスケール

❌ Problem: 整数フォーマットの入力値が変換されず素通りする
✅ Solution:

• Re-Range Integers 1 / Re-Range Integers 2 は整数フォーマットでのみ有効で、浮動小数フォーマットでは無視される点に注意
• Common Page の Pixel Format を 16-bit float 以上に変更し、関数を浮動小数精度で適用
• 整数フォーマットのまま処理したい場合は rerange2 でスケール、rerange1 でシフトを設定

参考資料 📚

その他 🔗

• TouchDesigner Wiki — Category:TOPs
• TouchDesigner Wiki — Pixel Formats 解説
• TouchDesigner Wiki ホーム
• TouchDesigner 公式 Forum
• Facebook — TouchDesigner Help Group

公式リソース 📖

• TouchDesigner公式ドキュメント – Function TOP

まる。

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Python/Touchdesigner/M5Stackをこよなく愛すフルスタックエンジニア。
専門は生理心理学、趣味はヨガやサウナ、EMS電気風呂などヘルスケア全般。
脳波や筋電、心拍を中心とした生体情報のセンシング＆インタラクティブアートづくりがライフワーク。

普段はワントゥーテンという会社で空間演出エンジニアをしています。
リファラル採用お繋ぎできますので、我こそはという尖った方は経歴と希望職種添えてDMください(エンジニア以外、営業職等もOK)。
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