【Math CHOPの使い方】パラメータ設定完全ガイド｜TouchDesigner Tips

# Math CHOP – チャンネル演算操作の中核

## 概要 📖

Math CHOPは、TouchDesignerにおけるチャンネル演算処理の中核を担うオペレータです。複数のCHOPからの入力チャンネルに対して基本的な算術演算（加算、減算、乗算、除算など）を適用し、値の範囲変換、チャンネルの合成、数学的変換などを効率的に行います。ほぼすべてのCHOPワークフローで必要となる、最も重要で汎用性の高いオペレータの一つです。

### 主な用途 🎯
– **値の範囲変換**：-1から1の範囲を0から100にスケール変換
– **基本的な算術演算**：加算、減算、乗算、除算による値の調整
– **複数CHOPの合成**：異なるデータソースを一つのCHOPに統合
– **チャンネルの前処理・後処理**：絶対値、平方根、二乗などの単項演算
– **センサーデータの正規化**：異なる入力範囲を統一された出力範囲に変換
– **アニメーション値の微調整**：オフセット追加やスケール調整

### データフロー 🔄
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[入力CHOP] → [算術演算・範囲変換] → [処理済みチャンネル出力]
↑
[パラメータ制御]
・乗算値 (Multiply)
・加算値 (Add)
・範囲変換 (Range)
・前処理・後処理演算
“`

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## パラメータ解説 ⚙️

### Math Page 📋

#### **Multiply** `mult` 🎛️
チャンネルの全サンプルに乗算される値を指定します。スケール調整の最も基本的な方法で、値を拡大・縮小する際に使用します。

| 項目 | 内部名 | 説明 |
|——|——–|——|
| **Multiply** | `mult` | 各サンプル値に掛け合わせる倍率 |

#### **Add** `add` 🎛️
乗算処理後の各サンプル値に加算されるオフセット値です。値の基準点を移動させる際に使用します。

| 項目 | 内部名 | 説明 |
|——|——–|——|
| **Add** | `add` | 乗算処理後に加算されるオフセット値 |

#### **From Range** `fromrange1` `fromrange2` 🎛️
入力チャンネル値の元の範囲を定義します。この範囲内の値がTo Rangeで指定された範囲に再マッピングされます。

| 項目 | 内部名 | 説明 |
|——|——–|——|
| **From Range 1** | `fromrange1` | 元の範囲の最小値 |
| **From Range 2** | `fromrange2` | 元の範囲の最大値 |

#### **To Range** `torange1` `torange2` 🎛️
出力チャンネル値の目標範囲を定義します。From Rangeからこの範囲へと値が線形変換されます。

| 項目 | 内部名 | 説明 |
|——|——–|——|
| **To Range 1** | `torange1` | 目標範囲の最小値 |
| **To Range 2** | `torange2` | 目標範囲の最大値 |

### OP Page 📋

#### **Combine CHOPs** `chopop` 🎛️
複数のCHOPを組み合わせる際の演算方法を指定します。異なるデータソースを統合する強力な機能です。

| 項目 | 内部名 | 説明 |
|——|——–|——|
| **Off** | `off` | チャンネルを組み合わせません |
| **Add** | `add` | 全チャンネルを加算します |
| **Subtract** | `sub` | 最初のCHOPから他を減算します |
| **Multiply** | `mul` | 全チャンネルを乗算します |
| **Divide** | `div` | 最初のCHOPを他で除算します |
| **Average** | `avg` | 全チャンネルの平均値を計算します |
| **Minimum** | `min` | 全チャンネルの最小値を取ります |
| **Maximum** | `max` | 全チャンネルの最大値を取ります |
| **Length** | `len` | チャンネルをベクトルとしてその長さを計算します |

#### **Channel Pre OP** `preop` 🎛️
Math CHOPに入力される各チャンネルに対して、前処理として適用される単項演算を指定します。

#### **Channel Post OP** `postop` 🎛️
全ての演算処理完了後、最終段階で各チャンネルに適用される後処理演算です。Channel Pre OPと同じ選択肢が利用可能です。

### Options Page 📋

#### **Integer** `integer` 🎛️
演算結果の値を整数に変換する方法を指定します。

| 項目 | 内部名 | 説明 |
|——|——–|——|
| **Off** | `off` | 値に影響しません |
| **Ceiling** | `ceiling` | 次の整数に切り上げます |
| **Floor** | `floor` | 前の整数に切り下げます |
| **Round** | `round` | 最も近い整数に四捨五入します |

#### **Match By** `match` 🎛️
複数の入力CHOP間でチャンネルをマッチングする方法を選択します。

| 項目 | 内部名 | 説明 |
|——|——–|——|
| **By Name** | `name` | チャンネル名でマッチング |
| **By Index** | `index` | インデックス順でマッチング |

#### **Align** `align` 🎛️
複数の入力CHOPの開始・終了時間が異なる場合の処理方法を指定します。

### Common Page 🔧

#### **Time Slice** `timeslice` 🎛️
チャンネルを「タイムスライス」として強制的に処理するかどうかを指定します。オンにすると、前回のクックフレームから現在のクックフレームまでの時間のデータのみが処理されます。

#### **Scope** `scope` 🎛️
影響を受けるチャンネルを決定するためのスコープ文字列です。パターンマッチングを使用してチャンネルを選択できます。

#### **Export** `export` 🎛️
CHOPのチャンネルを他のオペレータのパラメータにエクスポートする機能を有効にします。

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## 実践的な使用例 💡

### Example 1: 基本的な範囲変換 🎵
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[LFO CHOP] → [Math CHOP] → [Transform SOP]
(-1 to 1) (Range変換) (0 to 360度回転)
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LFO CHOPから出力される-1から1の範囲の値を、0から360度の回転値に変換してオブジェクトを回転させる例です。Math CHOPのRange機能を使用して、From Rangeを-1, 1に、To Rangeを0, 360に設定します。

### Example 2: 複数信号の合成 📊
“`
[Pattern CHOP] ──┐
(Sin Wave) │
├── [Math CHOP] → [Geometry COMP]
[Noise CHOP] ───┘ (Add合成) (複合アニメーション)
(Random Values)
“`
正弦波とランダムノイズを加算合成することで、滑らかな動きにランダムなジッターを加えた複合的なアニメーションを作成します。Combine CHOPsをAddに設定して実現します。

### Example 3: センサーデータの正規化 🎯
“`
[Kinect CHOP] → [Math CHOP] → [Video Device Out]
(0 to 2048) (正規化) (0 to 1範囲)
“`
Kinectセンサーからの深度データ（0-2048範囲）を標準的な0-1範囲に正規化する処理です。様々なセンサーやデバイスからの異なる範囲のデータを統一された範囲に変換する際に頻繁に使用されます。

### Example 4: 値の微調整とオフセット 🎛️
“`
[Mouse In CHOP] → [Math CHOP] → [Camera COMP]
(マウス座標) (スケール×0.5 (カメラ制御)
+オフセット)
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マウス入力値に対してMultiplyで0.5倍してスケールを調整し、Addで適切なオフセット値を加えることで、マウス操作によるカメラ制御の感度とセンター位置を調整します。

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## 関連オペレータ 🔗

### 類似機能オペレータ 🔍
– **Function CHOP**：より高度な数学関数（三角関数、対数関数、指数関数）
– **Expression CHOP**：カスタム数式による柔軟な演算処理
– **Limit CHOP**：値の範囲制限とクランプ処理

### 組み合わせ推奨オペレータ 🔄
– **Constant CHOP**：固定値の提供、Math CHOPの計算パラメータソース
– **Select CHOP**：特定チャンネルの抽出、Math CHOP処理前の準備
– **Null CHOP**：処理結果のエクスポート、ワークフローの節目
– **Info CHOP**：処理後のチャンネル情報取得

### 前処理・後処理 🎯
**前処理推奨**：
– **Filter CHOP**：ノイズ除去、信号平滑化
– **Lag CHOP**：急激な値変化の緩和

**後処理推奨**：
– **Limit CHOP**：結果値の範囲制限
– **Merge CHOP**：他のチャンネルとの統合

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## Info情報 📊

Math CHOPの詳細情報は**Info CHOP**を使用して取得できます。

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[Math CHOP] → [Info CHOP] → [Text DAT]
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### 取得可能な主な情報
– **cook_start_time**：フレーム内でのオペレータ開始時刻（ミリ秒）
– **cook_end_time**：フレーム内でのオペレータ完了時刻（ミリ秒）
– **cooked_this_frame**：このフレームでクックされた場合は1
– **warnings**：警告数
– **errors**：エラー数
– **num_channels**：出力チャンネル数
– **sample_rate**：サンプルレート
– **start**：開始フレーム
– **end**：終了フレーム
– **length**：チャンネル長

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## トラブルシューティング ⚠️

### よくある問題と解決策

**問題1：範囲変換が期待通りに動作しない**
– **原因**：From RangeとTo Rangeの設定値が実際の入力範囲と一致していない
– **解決策**：Info CHOPで実際の入力値範囲を確認し、適切なFrom Range値を設定する

**問題2：複数CHOPの合成で意図しない結果**
– **原因**：チャンネル名やサンプル数の不一致、Match Byの設定ミス
– **解決策**：Match Byを適切に設定し、必要に応じて事前にSelect CHOPでチャンネルを調整

**問題3：ゼロ除算エラーの発生**
– **原因**：Channel Pre/Post OPでInverseを選択した際に、値が0のサンプルが存在
– **解決策**：事前にLimit CHOPで最小値を設定するか、Expression CHOPでゼロ値処理を実装

**問題4：値が期待範囲を超える**
– **原因**：Multiply, Add, Rangeの順序処理による予期しないスケール
– **解決策**：処理順序（Range → Multiply → Add）を理解し、段階的に確認しながら調整

**問題5：オーディオCHOPでポップノイズ**
– **原因**：高周波数入力に対してパラメータを動的変更した際のサンプリング問題
– **解決策**：Interp Pars per Sampleオプションを有効にする

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## 参考資料 📚

### 公式ドキュメント
– TouchDesigner公式：Math CHOP Documentation
– TouchDesigner公式：CHOP概要
– TouchDesigner学習リソース

### コミュニティ
– TouchDesigner公式フォーラム
– TouchDesigner Facebook グループ
– TouchDesigner Discord サーバー