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

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概要 📖 – 連続フレームを溜め込む

Cache TOPは、ソース TOP のテクスチャを GPU メモリに連続して蓄積し、任意の過去フレームを高速に取り出せる TOPです。ディスクから読み戻すよりも遥かに高速にフレームを参照できるため、スロー再生・残像エフェクト・スナップショット保持・反復処理の中間結果バッファなど、時間軸を持つ表現の土台として広く利用されます。

主な用途 🎯

直近 N フレームを GPU メモリに蓄積してスロー再生・エコー残像を作る
キーとなる瞬間のスナップショットを保持して A/B 比較や差分表示に利用
事前計算したテクスチャ列をルックアップテーブルとして配信
リング状のフレームバッファで短いループ素材をリアルタイム生成
レンダリング負荷の重い TOP の結果を 1 度だけクックしてキャッシュ流用

データフロー 🔄

入力: ソース TOP のテクスチャ
 ↓
GPU メモリ上のリングバッファに Cache Size 枚まで蓄積
 ↓
出力: Output Index で選択した過去フレームのテクスチャ

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 ⚙️

Cache Page 📋

録画キャプチャ 🎬

Active .active ✅
オンの間、入力 TOP のテクスチャを毎クック (または Step Size 間隔で) キャッシュへ追記し続けるメインスイッチ

Active Pulse .activepulse ⚡
ボタンを押した瞬間の 1 フレームだけ画像をキャッシュへ追加。スナップショット用途のワンショット記録に使用

Get One Image on Startup .cacheonce 🚀
プロジェクト起動直後に 1 度だけ TOP をクックして初期画像をキャッシュへ取り込む。事前計算した参照画像をロードする用途に便利

個別差替え ✏️

Replace Single .replace 🔁
オンの間、Replace Index で指定した位置のキャッシュ画像を毎フレーム入力 TOP の内容で上書きする。連続記録ではなく特定スロットだけを更新したいときに使用

Replace Pulse .replacespulse ⚡
ボタンを押した瞬間の 1 フレームだけ Replace Index 位置を入力 TOP で上書き

Replace Index .replaceindex 🔢
Replace Single / Replace Pulse で上書き対象とするキャッシュ内のインデックス。0 が最新、負値で過去フレーム位置を指定

事前充填 (Pre-Fill) 📦

Pre-Fill .prefill 📥
1 にすると Cache Size 回ぶん TOP を強制クックしてキャッシュを一気に埋める。再生開始前にバッファを満杯にしておきたいときに使用。0 → 1 の遷移で既存データはクリアされてから再充填される

Pre-Fill Pulse .prefillpulse ⚡
ボタンを押した瞬間の 1 フレームだけ Pre-Fill 相当の充填を行う (1 枚追加)。バッファを少しずつ手動で増やしたいときに使用

バッファサイズ 💾

Cache Size .cachesize 💾
GPU メモリ上に保持するフレーム数。大きくするほど長時間の履歴を参照できるが、解像度 × ピクセルフォーマット × このサイズに比例して VRAM を消費する

Step Size .step ⏱️
何クックごとに 1 枚キャッシュするかの間隔。2 なら 2 クックに 1 枚、3 なら 3 クックに 1 枚。間引き録画で時間方向の解像度を犠牲にしつつ長時間ぶんを保持する用途に有効

出力フレーム選択 🎞️

Output Index .outputindex 🎯
キャッシュのどの位置のフレームを出力するか。0 が最新、-1 が 1 フレーム前、-2 が 2 フレーム前 … と負値で過去方向を遡る

Output Index Unit .outputindexunit 📐
Output Index の単位指定。フレーム数指定とサンプル数指定など、時間軸の解釈を切り替えるためのモード

Interpolate Frames .interp 🎚️
オンのとき、Output Index に小数値 (例: -0.5) を渡すと前後 2 フレームをブレンドした中間画像を出力する。なめらかなスローモーション再生に使用

クック制御 🔄

Always Cook .alwayscook ♾️
オンにすると、ビューアで観察されていなくても毎フレーム強制的にクックする。録画用途で Cache TOP の出力が表示されていない時もキャプチャを止めたくない場合に必須

リセット 🔁

Reset .reset 🔘
オンの間、キャッシュを空にして TOP が確保していた GPU メモリを解放する。長尺バッファをクリアして VRAM を別用途に回すときに使用

Reset Pulse .resetpulse ⚡
ボタンクリックで瞬時にキャッシュを空にする。録画リセットを 1 フレームで行いたいタイミング (シーン遷移直前など) に使用

Common Page 🔧

Output Resolution `.outputresolution` 🖼️

出力解像度の決定方式

項目	内部名	説明
Use Input	`.useinput`	入力 TOP の解像度をそのまま継承
Eighth	`.eighth`	入力解像度の 1/8
Quarter	`.quarter`	入力解像度の 1/4
Half	`.half`	入力解像度の 1/2
2X	`.2x`	入力解像度の 2 倍
4X	`.4x`	入力解像度の 4 倍
8X	`.8x`	入力解像度の 8 倍
Fit Resolution	`.fit`	指定解像度に縦横比を保持して収める
Limit Resolution	`.limit`	指定解像度を上限としてクランプ
Custom Resolution	`.custom`	`Resolution` パラメータで任意指定

Resolution `.resolution` 📐

カスタム解像度の幅・高さ指定 (Output Resolution = Custom 等の時のみ有効):

Resolution W: 出力幅 (ピクセル単位)。Output Resolution が Custom Resolution / Fit Resolution / Limit Resolution の時に有効
Resolution H: 出力高 (ピクセル単位)。同上

Resolution Menu `.resmenu` 📋

よく使う解像度プリセットのドロップダウン:

Resolution Menu: NTSC / PAL / HDTV 720 / HDTV 1080 / 4K UHD 等のプリセットから選択すると Resolution W / Resolution H が自動セットされる

Use Global Res Multiplier `.resmult` 🔢

プロジェクト全体の解像度倍率の適用:

Use Global Res Multiplier: Project Settings の Global Resolution Multiplier をこの TOP に適用するかどうか。プロトタイプを低解像度で動かしつつ最終出力で一括フル解像度化する運用に便利

Output Aspect `.outputaspect` 📏

出力アスペクト比の決定方式

項目	内部名	説明
Use Input	`.useinput`	入力 TOP のアスペクトを継承 (伝播事故の元、非推奨)
Resolution	`.resolution`	解像度から自動導出 (推奨デフォルト)
Custom Aspect	`.custom`	`Aspect1` / `Aspect2` で手動指定

Aspect `.aspect` 📐

カスタムアスペクト比の指定 (Output Aspect = Custom Aspect の時のみ有効):

Aspect1: 横方向アスペクト値 (Output Aspect = Custom Aspect の時のみ有効)
Aspect2: 縦方向アスペクト値 (同上)

Input Smoothness `.inputfiltertype` 🎚️

入力テクスチャのサンプリング方式

項目	内部名	説明
Nearest Pixel	`.nearest`	最近傍ピクセルサンプリング (ピクセルアート向け、ジャギーが残る)
Interpolate Pixels	`.linear`	バイリニア補間 (滑らか、デフォルト)
Mipmap Pixels	`.mipmap`	ミップマップ補間 (縮小時のモアレ抑制、わずかにコスト高)

Fill Viewer `.fillmode` 🖥️

ビューア内でのテクスチャの収め方

項目	内部名	説明
Use Input	`.useinput`	入力 TOP の Fill Viewer 設定を継承
Fill	`.fill`	ビューアいっぱいに引き伸ばす (アスペクト無視)
Fit Horizontal	`.width`	横幅に合わせて収める (上下に余白)
Fit Vertical	`.height`	縦幅に合わせて収める (左右に余白)
Fit Best	`.best`	アスペクト保持で内側に収まる最大サイズ
Fit Outside	`.outside`	アスペクト保持で外側まで覆う最小サイズ (はみ出しあり)
Native Resolution	`.nativeres`	テクスチャのネイティブ解像度のまま等倍表示

Viewer Smoothness `.filtertype` 🎛️

ビューア表示時のサンプリング方式

項目	内部名	説明
Nearest Pixel	`.nearest`	最近傍ピクセルサンプリング (ピクセル単位での確認向け)
Interpolate Pixels	`.linear`	バイリニア補間 (滑らか、デフォルト)
Mipmap Pixels	`.mipmap`	ミップマップ補間 (縮小ビュー時のモアレ抑制)

Passes `.npasses` 🔁

オペレータの反復実行回数:

Passes: TOP の処理を何パス繰り返すかの整数値。前回パスの結果が次回パスの入力になる。ブラー反復やフィードバック処理に利用

Channel Mask `.chanmask` 🎨

処理対象のチャンネルマスク (R/G/B/A 個別トグル):

Channel Mask: R / G / B / A 各チャンネルのオン/オフトグル。オフのチャンネルは TOP の処理を受けず入力値がそのまま通過

Pixel Format `.format` 🎨

出力テクスチャのピクセルフォーマット (ビット深度・チャンネル構成)

項目	内部名	説明
Use Input	`.useinput`	入力 TOP のフォーマットを継承
8-bit fixed (RGBA)	`.rgba8fixed`	標準 8 ビット固定小数 RGBA (デフォルト、軽量)
sRGB 8-bit fixed (RGBA)	`.srgba8fixed`	sRGB ガンマ補正済 8 ビット RGBA
16-bit float (RGBA)	`.rgba16float`	16 ビット浮動小数 RGBA (HDR・中間処理向け)
32-bit float (RGBA)	`.rgba32float`	32 ビット浮動小数 RGBA (最高精度、メモリ大)
10-bit RGB with 2-bit Alpha	`.rgb10a2fixed`	10-10-10-2 ビット固定小数 (バンディング抑制)
16-bit fixed (RGBA)	`.rgba16fixed`	16 ビット固定小数 RGBA
11-bit float (RGB)	`.rgb11float`	11-11-10 ビット浮動小数 RGB (アルファなし、HDR 軽量)
16-bit float (RGB)	`.rgb16float`	16 ビット浮動小数 RGB (アルファなし)
32-bit float (RGB)	`.rgb32float`	32 ビット浮動小数 RGB (アルファなし)
8-bit fixed (Mono)	`.mono8fixed`	8 ビット固定小数モノクロ
16-bit fixed (Mono)	`.mono16fixed`	16 ビット固定小数モノクロ
16-bit float (Mono)	`.mono16float`	16 ビット浮動小数モノクロ
32-bit float (Mono)	`.mono32float`	32 ビット浮動小数モノクロ
8-bit fixed (RG)	`.rg8fixed`	8 ビット固定小数 R+G 2 チャンネル
16-bit fixed (RG)	`.rg16fixed`	16 ビット固定小数 R+G
16-bit float (RG)	`.rg16float`	16 ビット浮動小数 R+G
32-bit float (RG)	`.rg32float`	32 ビット浮動小数 R+G
8-bit fixed (A)	`.a8fixed`	8 ビット固定小数アルファ単体
16-bit fixed (A)	`.a16fixed`	16 ビット固定小数アルファ単体
16-bit float (A)	`.a16float`	16 ビット浮動小数アルファ単体
32-bit float (A)	`.a32float`	32 ビット浮動小数アルファ単体
8-bit fixed (Mono+Alpha)	`.monoalpha8fixed`	8 ビット固定小数モノクロ+アルファ
16-bit fixed (Mono+Alpha)	`.monoalpha16fixed`	16 ビット固定小数モノクロ+アルファ
16-bit float (Mono+Alpha)	`.monoalpha16float`	16 ビット浮動小数モノクロ+アルファ
32-bit float (Mono+Alpha)	`.monoalpha32float`	32 ビット浮動小数モノクロ+アルファ

実践アイデア 💡

Example 1: スローモーション・エコー残像 🎞️

Movie File In TOP → Cache TOP (Cache Size = 60, Active = on) → Constant CHOP (-30 で Output Index 制御) → Composite TOP

ライブ素材を直近 60 フレームぶんキャッシュし、Output Index を負方向に振りながら現在フレームと合成することで、過去 1 秒間 (60fps 時) の残像を重ねたエコー演出を作るフロー。Interpolate Frames をオンにすれば小数 Output Index でなめらかなスロー再生も可能。

ソースとなる Movie File In TOP を Cache TOP の入力に接続
Cache Size を 60 に設定し Active をオンにして直近 1 秒ぶんを蓄積開始
Constant CHOP で Output Index を 0 から -60 まで時間方向に走査
Composite TOP で現在フレームと過去フレームを Add / Over 合成して残像を表示

Example 2: キーシーンの A/B 比較スナップショット 📸

Render TOP → Cache TOP (Cache Size = 1, Active Pulse) → Switch TOP (Live / Snapshot 切替)

Render TOP の出力を Active Pulse でワンショットキャッシュし、ライブ表示と並べて A/B 比較するスナップショットビューワーを構築する用途。シェーダ調整やライティング作業時に「直前の状態」を簡単に保存・参照できる。

Render TOP の出力を Cache TOP の入力に接続し Cache Size を 1 に設定
UI ボタンに Active Pulse をバインドして任意のタイミングでスナップショット保存
Switch TOP で Render TOP 直結 (ライブ) と Cache TOP 出力 (スナップショット) を切り替えて比較

Example 3: 事前計算ルックアップテーブル配信 📦

Noise TOP (シード違い × N) → Cache TOP (Pre-Fill = 1, Get One Image on Startup = on) → Output Index で参照

起動時に Noise TOP の異なるシードのテクスチャを Pre-Fill で一括計算してキャッシュへ詰め込み、以降は Output Index で必要なバリエーションを高速に取り出すルックアップテーブル運用。ランタイム中は TOP を再クックせず VRAM 参照だけで完結するためフレームタイムが安定する。

Noise TOP のシードパラメータをフレームごとに変えるロジックを準備
Cache TOP の Cache Size を必要バリエーション数に設定し Pre-Fill を 1 にしてキャッシュ充填
充填完了後は Active をオフにして以降のクックを停止
実行時は Output Index でルックアップ対象のスロットを切り替えてテクスチャを取得

Info情報 📊

TOP は Info CHOP / Info DAT に接続することで解像度・ピクセルフォーマット・GPU メモリ消費などのメタ情報を取得できます。Cache TOP では特に gpu_memory_used でキャッシュバッファの VRAM 占有量、cook_frame で最後にキャッシュ更新が走ったフレームを把握できます。

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

Common TOP Info Channels 📊

resx: 出力テクスチャの横幅 (ピクセル単位)
resy: 出力テクスチャの縦幅 (ピクセル単位)
aspectx: アスペクト比の横成分
aspecty: アスペクト比の縦成分
depth: ピクセルフォーマットのビット深度 (キャッシュ精度の指標)
gpu_memory_used: キャッシュバッファ全体が確保している GPU メモリ量 (バイト)。Cache Size × 解像度 × Pixel Format に比例して増える

Common Operator Info Channels 📊

total_cooks: ノードがクックされた累積回数 (キャッシュ追加が走った回数の目安)
cook_time: 直近フレームのクック時間 (ミリ秒)
cook_frame: 直近にクックされた (= キャッシュへ追加された) フレーム番号
cooked_this_frame: 現フレームでクック済かどうか (0/1)

トラブルシューティング ⚠️

よくある問題と解決策 🔧

❌ Problem: Active をオンにしてもキャッシュにフレームが入らない / 出力が変わらない
✅ Solution:

Cache TOP のビューアを閉じている場合は Always Cook をオンにして強制クックさせる
Pre-Fill が 0 より大きい値のまま残っていないか確認 (Pre-Fill 中は Active がオフ扱いになる)
上流の TOP が実際に毎フレーム更新されているかを Info CHOP の cook_frame で確認

❌ Problem: GPU メモリ消費が肥大化して動作が重い / 警告が出る
✅ Solution:

Cache Size を減らして保持フレーム数を圧縮
Common Page の Pixel Format を 32-bit float から 16-bit float / 8-bit fixed に落として 1 フレームあたりの容量を削減
Output Resolution を Half / Quarter に下げて解像度方向でも節約
Info CHOP の gpu_memory_used を監視し閾値を超えたら Reset Pulse でクリア

❌ Problem: Output Index を変えても画が変わらない / 想定したフレームが出ない
✅ Solution:

キャッシュがまだ Cache Size に達していない可能性 — Pre-Fill = 1 で一気に埋めるか、しばらく走らせて満杯にする
Output Index Unit の単位設定がフレーム単位か秒単位かを確認
Step Size が 2 以上だと連続フレームが入っていないので、想定値より広い負値が必要

❌ Problem: Reset Pulse を押してもキャッシュがクリアされず古い画が残る
✅ Solution:

Reset パラメータが常時オンになっていないか確認 (オンのままだとキャッシュが充填できない)
Cache Size が極端に小さい (1 など) 場合は次クックで即上書きされるため、ビューア更新タイミングと混同していないかをチェック
GPU メモリの解放を完全に行いたいときは Reset をオン → 数フレーム待機 → オフという手順を踏む

概要 📖 – 連続フレームを溜め込む

主な用途 🎯

データフロー 🔄

パラメータ解説 ⚙️

Cache Page 📋

録画キャプチャ 🎬

個別差替え ✏️

事前充填 (Pre-Fill) 📦

バッファサイズ 💾

出力フレーム選択 🎞️

クック制御 🔄

リセット 🔁

Common Page 🔧

Output Resolution .outputresolution 🖼️

Resolution .resolution 📐

Resolution Menu .resmenu 📋

Use Global Res Multiplier .resmult 🔢

Output Aspect .outputaspect 📏

Aspect .aspect 📐

Input Smoothness .inputfiltertype 🎚️

Fill Viewer .fillmode 🖥️

Viewer Smoothness .filtertype 🎛️

Passes .npasses 🔁

Channel Mask .chanmask 🎨

Pixel Format .format 🎨