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

Rails SOP で複数レール曲線間に skin surface を生成する図

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概要 📖 – 断面をレールに沿わせる

Rails SOPは、複数のレール曲線に沿って断面プリミティブを掃引し、レール間に面 (skin surface) を生成する SOPです。Pairs / First-Last などのスイープ順序、Use Vertex / Connection Vertices による断面頂点のレール固定、Use Direction による法線方向制御で、接続のねじれや面の反転 (flip) を細かく調整します。

主な用途 🎯

複数のレール曲線 (backbone) 間に skin surface を張るで、Cross-section 入力の断面プリミティブをレール (Rails) 入力の曲線群に沿わせ、レール間をつなぐ面を 1 ノードで生成
Pairs / First-Last によるスイープ順序の制御で、ペア掃引 (1&2, 3&4, …) や最初と最後のレールを結ぶ閉ループ掃引へ切替
Connection Vertices + Use Vertex による頂点固定で、断面ポリゴンの特定頂点をレール 1 / レール 2 に確実に貼り付け、ねじれの少ない面を生成
Use Direction + Direction による法線方向の固定で、レールが交差して法線が反転する場面でも掃引方向を一定に保ち、面の裏返り (flip) を抑止
Stretch to Rails による断面の自動伸縮で、レール間の距離に合わせて断面ジオメトリを引き伸ばし、隙間のない面を生成
Create Output Groups + Group Name による Skin SOP 連携用グループ生成で、各 backbone ごとに自動でグループを切り、後段の Skin SOP で複雑サーフェスを組み上げる準備

データフロー 🔄

入力 1: 断面 (cross-section) プリミティブ + 入力 2: 複数のレール (rails / backbones) 曲線
 ↓
Cycle Type に従って断面をレール上に配置
 ↓
Connection Vertices / Scale / Roll / Use Direction で頂点位置・回転・方向を調整
 ↓
出力: 隣接レール間をつなぐ skin surface

Tips

初心者の方は、以下日本語書籍も手元にあると安心です。

リンク

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 ⚙️

Page 📁

グループ絞り込み 🎯

X-Section Groups .xsectgrp 🧩
– X-Section Groups (断面グループ) — Cross-section 入力のプリミティブのうち、掃引に使う対象を Pattern Matching で絞り込み
– 空欄なら入力 1 の全プリミティブを断面として使用
– 例: group0 や front* のような Pattern Matching 文字列を指定

Rail Groups .railgrp 🛤️
– Rail Groups (レールグループ) — Rails 入力のプリミティブのうち、レール (backbone) として使う対象を Pattern Matching で絞り込み
– 空欄なら入力 2 の全プリミティブをレールとして使用

サイクル種別 🔄

Cycle Type (循環方式) — 断面プリミティブをレール上に並べる順序ロジックを指定します。

項目	内部名	説明
Cycle Primitives	`.cycle`	入力 1 の断面プリミティブを順番に循環させて各レール頂点に配置 (頂点 0 にプリミティブ 0、頂点 1 にプリミティブ 1、…)

スイープ動作 🌉

Sweep along Pairs of Rails .pairs 👯
– Sweep along Pairs of Rails (ペア単位スイープ) — オンにするとレール 1&2、3&4、5&6 のように 排他的なペア単位で掃引
– オフだとレール 1&2、2&3、3&4 のように 連続的な隣接ペアで掃引 (一般的なリボン状の連結面)

Sweep along First and Last Rail .firstl 🔁
– Sweep along First and Last Rail (最初と最後を結ぶ) — オンにすると最後のレールと最初のレールの間にも断面を掃引
– チューブ状や閉じたリング状のサーフェスを作る際に有効

Stretch to Rails .stretch 📐
– Stretch to Rails (レールに合わせ伸縮) — オンにすると断面ジオメトリをレール間の距離に合わせて引き伸ばす
– レール間隔が不均一な場合でも隙間のない skin を作りたい場面で有効
– オフだと断面の形状はそのまま保たれ、レールの位置に断面の頂点だけが寄せられる

頂点固定の制御 📌

Use Vertex .usevtx 📌
– Use Vertex (頂点指定モード) — オンにすると断面ポリゴンの特定 2 頂点を Connection Vertices で指定し、それぞれをレール 1 とレール 2 に固定
– 例: 「断面の 1 番目の頂点をレール 1 に、7 番目の頂点をレール 2 に貼り付けたい」のように、貼り付け位置をユーザが明示する用途で使用
– オフだと断面の自動マッピングに任せる (頂点固定なし)

Connection Vertices .vertex 🔢
– Connection Vertices (接続頂点) — 断面ポリゴンのうち、レール 1 / レール 2 に固定する 2 つの頂点インデックスを指定
– Use Vertex がオンのときに有効
– インデックスは 0 始まり (例: 0 と 6)

形状の拡縮と回転 🎚️

Scale .scale 📏
– Scale (拡縮率) — 掃引する断面に対して一律に適用される全体スケール
– レール間隔に対して断面が大きすぎる・小さすぎる場合の微調整に使用

Roll .roll 🔁
– Roll (ロール角度) — 断面を backbone (レール) 軸まわりに回転させる角度 (度)
– 全ての断面に同じ回転量が適用 (累積回転ではない)
– 掃引後に面のテクスチャ方向や法線方向を回したい場合に使用

方向ベクトルの制御 🧭

Fix Flipping .noflip 🔃
– Fix Flipping (反転補正) — Use Direction がオフでレール同士が交差し法線が反転 (flip) してしまう場面で、自動で反転を補正
– レール曲線がねじれる構図でも面の表裏が安定する

Use Direction .usedir 🧭
– Use Direction (方向ベクトル使用) — オンにすると Direction で指定した固定ベクトルを掃引時の上方向 (up vector) として使用
– オフだとジオメトリの法線 (normals) を上方向として使用
– レールの法線が不安定な場面で 面のねじれを止める切り札

Direction .dir 📍
– Direction (方向ベクトル) — Use Direction がオンのときに参照される固定方向ベクトル (X / Y / Z の 3 成分)
– 例: (0, 1, 0) を指定するとワールド Y 軸を一律 up vector に固定

出力グループ生成 🏷️

Create Output Groups .newg 🏷️
– Create Output Groups (出力グループ生成) — オンにすると backbone (レール) 1 本ごとに出力プリミティブのグループを自動生成
– 後段の Skin SOP でグループ単位の skinning を行う前準備として有効

Group Name .railname 📝
– Group Name (グループ名) — Create Output Groups で生成されるグループの名前を Pattern Matching で指定
– 例: rail* を指定すると rail0、rail1、… のように番号付きグループが生成

実践アイデア 💡

Example 1: 2レール間にチューブ生成 🛢️

Circle SOP (断面) + Circle SOP × 2 (レール) → Merge SOP (レール側) → Rails SOP (Cross-section 入力 + Rails 入力) → Out SOP

断面に 1 つの円、レール側に 2 本のレール曲線を渡し、レール間をつなぐチューブ状サーフェスを生成する最小構成例です。Rails SOP は 2 入力で、入力 1 に断面、入力 2 にレール群を渡します。レール側は複数曲線を Merge SOP で 1 入力にまとめてから接続します。

断面用の Circle SOP を 1 個配置 (これが掃引される cross-section)
レール用の Circle SOP / Line SOP などを 2 本作成し、X 軸方向に並べて配置
レール側 2 本を Merge SOP で 1 入力にまとめる
Rails SOP の入力 1 に断面用 Circle SOP を、入力 2 に Merge SOP をそれぞれ接続
Sweep along Pairs of Rails はオフ (隣接ペア掃引) のまま、Geometry Viewer でレール間にチューブ状の面が生成されることを確認

Example 2: 頂点指定で断面を固定 📌

Rectangle SOP (断面) + Line SOP × 2 (レール) → Merge SOP → Rails SOP (Use Vertex=ON, Connection Vertices=0,2) → Material SOP

矩形 (4 頂点) の断面を 2 本のレール曲線に沿わせ、Use Vertex + Connection Vertices で「頂点 0 をレール 1 に、頂点 2 をレール 2 に」と明示的に固定して、断面の自動向き付けに任せずユーザが貼り付け方向を制御する用途です。リボン状の帯や、断面の特定エッジをレールに沿わせたい場合の基本テクニックです。

Rectangle SOP を 1 個配置 (4 頂点の断面)
Line SOP を 2 本作成して X 軸方向に並べる
Rails SOP の入力 1 に Rectangle SOP、入力 2 に Merge SOP (2 本のレール) を接続
Use Vertex をオンに切替
Connection Vertices に 0 と 2 を指定 (向かい合う 2 頂点をそれぞれのレールに固定)
Stretch to Rails をオンにしてレール間隔に合わせて断面が伸縮するように設定

Example 3: グループ生成で一括スキン 🏷️

Circle SOP (断面) + 複数 Line SOP (レール群) → Merge SOP → Rails SOP (Create Output Groups=ON, Group Name=rail*) → Skin SOP

複数の backbone (レール) ごとに自動でグループを切り、後段の Skin SOP でグループ単位の skinning を行う一括処理パターンです。Create Output Groups と Group Name を組み合わせると、レール本数が増えても後段で扱いやすいプリミティブグループ構造のままサーフェスを生成します。

断面用の Circle SOP を 1 個配置
Line SOP を 3 本以上作成し、Merge SOP でレール群としてまとめる
Rails SOP に断面 / レールを接続し、Create Output Groups をオンに
Group Name に rail* を指定 (rail0、rail1、… のように自動命名)
後段に Skin SOP を接続し、グループ単位での skinning を有効化
Geometry Viewer で各 backbone 単位にサーフェスが識別されることを確認

Info CHOP情報 📊

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

ジオメトリ統計 📐

num_points: この SOP に含まれるポイント数
num_prims: この SOP に含まれるプリミティブ数
num_particles: この SOP に含まれるパーティクル数

GPU 転送タイミング 🎮

last_vbo_update_time: 別スレッドで SOP の CPU データを GPU 上のジオメトリデータに更新するのにかかった時間 (フレーム時間外)
last_meta_vbo_update_time: 別スレッドで metaball や NURBS のようなメタサーフェスジオメトリデータを GPU に更新するのにかかった時間 (フレーム時間外)

汎用オペレータ情報 🔄

total_cooks: プロセス開始以降にこのオペレータがクックされた合計回数
cook_time: 直近のクック所要時間 (ミリ秒)
cook_frame: このオペレータが最後にクックされたフレーム番号
warnings: このオペレータの警告数
errors: このオペレータのエラー数

クック統計 ⏱️

total_cooks: total_cooks — プロセス開始以降にこのオペレータがクックされた合計回数
cook_time: cook_time — 直近のクック所要時間 (ミリ秒)
cook_frame: cook_frame — このオペレータが最後にクックされたフレーム番号

トラブルシューティング ⚠️

よくある問題と解決策 🔧

❌ Problem: 生成された skin surface が想定外にねじれる・面が裏返る
✅ Solution:

Use Direction をオンにして Direction ベクトル (例: (0, 1, 0)) で up vector を固定し、レールの法線に依存しない掃引にする
Use Direction を使えない構図 (レールが上下に曲がる等) では Fix Flipping をオンにして自動反転補正に任せる
断面ポリゴンの頂点順序が逆向きの場合は前段に Convert SOP や Sort SOP を入れて頂点順序を揃える

❌ Problem: 断面が想定の頂点でレールに固定されない
✅ Solution:

Use Vertex をオンに切替
Connection Vertices に断面ポリゴンの実際の頂点インデックス (0 始まり) を指定 — 例: 4 頂点ポリゴンで対辺を固定したいなら 0 と 2
断面の頂点数を Info CHOP の num_points で事前に確認し、指定インデックスが範囲内に収まることを確認

❌ Problem: レールが多数のときに面の組み合わせが想定と違う
✅ Solution:

Sweep along Pairs of Rails をオンにするとレール 1&2、3&4 のようなペア単位掃引、オフだと 1&2、2&3 のような連続隣接掃引になる仕様を確認
閉じたリング状サーフェスを作りたい場合は Sweep along First and Last Rail をオンにして最初と最後のレールを結ぶ
入力 2 のレール順序が想定どおりかを確認 (Merge SOP の入力順がそのまま掃引順になる)

❌ Problem: レール間隔が不均一で skin に隙間ができる
✅ Solution:

Stretch to Rails をオンにして断面ジオメトリをレール間距離に合わせて伸縮させる
断面ジオメトリの解像度が低い場合は前段で Refine SOP をかけて頂点数を増やす
Use Vertex + Connection Vertices で固定頂点を明示し、自動マッピングのズレを排除

❌ Problem: 後段の Skin SOP でグループ単位の skinning ができない
✅ Solution:

Create Output Groups をオンにして backbone ごとのプリミティブグループを生成
Group Name に rail* のように Pattern Matching 文字列を指定し、後段で参照しやすい命名にする
後段の Skin SOP の Group パラメータで Rails が生成したグループ名を指定する

参考資料 📚

その他 🔗

公式リソース 📖

この記事はLLMと共に内容を執筆、更新しています。
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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)。
ご飯行きましょう。

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