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GOM（Game Oriented Model Format)草案

GOMフォーマット仕様書

Game Oriented Model Format (.gom) Version 1.0 (Complete Specification)

1. 目的

GOMは、FBX等のDCCデータをゲーム実行向けに最適化し、 オフライン変換して保存するためのフォーマットである。

設計目標

  • スキニングはモデル（geometry）空間で完結
  • インスタンスごとに別Transform・別アニメ時間を安全に扱える
  • FBX差（ノード階層・geometry transform）を吸収
  • ワールド直スキニング事故を防止
  • 実行時にFBXSDKやufbxなどのライブラリに依存しない
  • 同一FBXから常に同一GOMが生成される（決定性保証）

2. 空間設計ポリシー（不変条件）

Invariant A: 頂点空間

  • 頂点は常に geometry（=モデルローカル）空間
  • スキニング結果も geometry 空間
  • instanceWorld は描画直前に1回のみ適用

禁止事項

  • スキニング途中で world に焼く
  • geometry_to_world を途中適用する

3. 行列規約（最終固定）

GOM v1では以下を固定する。

  • 数値型：float32
  • メモリ並び：row-major
  • 演算規約：row-vector 右掛け（p' = p * M）
  • 行列は常に 4x4
  • 座標系：Left-handed / Y-up / meters

4. ファイル形式

GOMはテキスト形式（GOMT0001）とバイナリ形式（GOMB0001）を持つ。

マジックナンバー（先頭8バイト）

  • GOMT0001
  • GOMB0001

5. テキスト形式（GOMT0001）

UTF-8（BOMなし）、構造リテラル形式。

5.1 Skeleton

Skeleton = {
  boneCount = <int>,
  bones = [
    {
      parent = <int>,
      name   = "<string>",
      path   = "<string>",
      bindLocal = [[...],[...],[...],[...]]
    }
  ]
}
  • bones配列順がboneIndex
  • pathは同名衝突対策

5.2 MeshPart

Meshes = [
  {
    name = "<string>",
    meshBindGeoToModel = [[...],[...],[...],[...]],
    vertices = [ { p,n,t,uv,bi,bw } ],
    indices = [ ... ],
    submeshes = [ { materialIndex, indexStart, indexCount } ],
    inverseBind = [ [[...]] ]
  }
]

ウェイト規約（必須）

  • 最大4影響
  • 合計1.0正規化
  • weight降順、同値はboneIndex昇順タイブレーク

5.3 Animation

Animations = [
  {
    name = "<string>",
    duration = <float>,
    rootBoneIndex = <int>,
    flags = ["HasRootMotion"],
    tracks = [ { bone, keys[] } ]
  }
]

補間：T/S=linear、R=slerp

6. MeshPart規約

Rule M1

  • FBXメッシュノード単位でMeshPart生成
  • マテリアル分割はSUB0で表現

Rule M2

以下の場合はMeshPartを分割する：

  • 別スケルトン参照
  • inverseBindが異なる
  • 頂点レイアウトが異なる

7. バイナリ形式（GOMB0001）

7.1 固定ヘッダ（512 bytes）

Little Endian固定。

7.1.1 固定値

  • magic は常に GOMB0001（8 bytes ASCII）
  • headerSize は常に 512
  • formatVersion は常に 1

7.1.2 列挙値（enum）定義

本仕様の enum はすべて uint32 とする。 未知の enum 値を受け取った場合、読み込みはエラーとする（v1）。

endianness（将来用）

v1ではファイルはLittle Endian固定だが、将来拡張のためヘッダに enum を持つ。

  • ENDIAN_LE = 1（v1は常にこれ）
  • ENDIAN_BE = 2（予約）

coordinateSystem

  • CS_LH_YUP_METERS = 1

matrixConvention

行列の「格納順＋演算規約」を表す。

  • MC_ROW_MAJOR_ROW_VECTOR_RIGHT_MUL = 1

定義：

  • 行列は row-major で格納される（m00,m01,m02,m03,m10,...）
  • 位置は row-vector として扱い p' = p * M（p=[x y z 1]）

7.1.3 validationFlags（bitfield）

validationFlags は uint32。

  • bit0（1<<0）: bindPosePass
  • bit1（1<<1）: weightsPass
  • bit2（1<<2）: submeshMaterialsPass

予約：bit3以降は将来用。v1では0。

7.1.4 ChunkTableの指定

  • chunkTableOffset == 0 の場合：ChunkTableなし
  • chunkTableOffset != 0 の場合：ファイル先頭からのバイトオフセットで ChunkTable 先頭を指す
  • chunkTableCount はエントリ数
char   magic[8]              // GOMB0001
uint32 headerSize            // 512
uint32 formatVersion         // 1
uint32 coordinateSystem      // enum
uint32 matrixConvention      // enum
uint8  sourceHash[32]        // SHA-256 raw
uint32 converterVersionStr   // STR0 index
uint32 validationFlags       // bitfield
uint32 chunkTableOffset
uint32 chunkTableCount
uint8  reserved[...]         // 0埋め

8. バイナリ全体の堅牢ルール（バイナリ専用）

8.1 Endianness

  • Little Endian固定

8.2 アライメント

  • チャンクは16バイト境界にアライン

8.3 チャンク基本構造

uint32 fourcc
uint32 size
uint32 version
uint32 flags
byte payload[size]
pad to 16

8.4 チャンクサイズ上限チェック（必須）

  • sizeがファイル末尾を超える場合は即エラー
  • sizeが実装上限を超える場合はエラー

8.5 未知チャンク

  • 未対応fourccはsize分スキップ可能

8.6 ChunkTable（任意）

  • chunkTableOffset!=0 の場合、ChunkEntry配列を保持

8.7 MSH0.flags（任意）

  • bit0 = indices16
  • bit1 = hasGBTM
  • 予約ビットは0

9. バイナリチャンク厳密レイアウト

STR0

uint32 stringCount
uint32 offsets[stringCount]
uint32 dataSize
uint8  data[dataSize]

SKEL

uint32 boneCount
int32 parent[boneCount]
uint32 nameId[boneCount]
uint32 pathId[boneCount]
float32 bindLocal[boneCount][16]

MSH0

uint32 meshNameId
uint32 vertexFormat
uint32 vertexCount
uint32 indexCount
uint32 boneCount
uint32 flags
uint32 reserved[2]

VB0

uint32 vertexCount
uint32 stride
uint32 vertexFormat
uint32 reserved
uint8  data[vertexCount*stride]

IB0

uint32 indexCount
uint32 indexSizeBytes
uint32 reserved[2]
uint8 data[indexCount*indexSizeBytes]

SUB0

uint32 submeshCount
struct { int32 materialIndex; uint32 indexStart; uint32 indexCount; }

IBND

uint32 boneCount
float32 inverseBind[boneCount][16]

BND0

float32 aabbMin[3]
float32 aabbMax[3]
float32 sphereCenter[3]
float32 sphereRadius

GBTM（任意）

float32 meshBindGeoToModel[16]

ANIM

uint32 clipCount

CLP0

uint32 clipNameId
float32 duration
float32 sampleRate
int32 rootBoneIndex
uint32 flags
uint32 trackCount

Track構造：

int32 boneIndex
uint32 keyCount
for each key:
  float32 time
  float32 tr[3]
  float32 rot[4]
  float32 sc[3]

10. 変換ツール検証（必須）

  • Bind整合
  • ウェイト合計
  • Submesh完全被覆
  • boneIndex範囲チェック
  • index範囲チェック

11. 実装安全規約（v1推奨）

11.1 読み込み上限値（推奨）

実装は以下の上限を持つことを推奨する（超過時はエラー）。

  • maxBoneCount = 4096
  • maxVertexCount = 10,000,000
  • maxIndexCount = 30,000,000
  • maxClipCount = 1024
  • maxTrackCount = 8192
  • maxKeyCount = 1,000,000（クリップ単位）

※ 実装側で変更可能だが、無制限読み込みは禁止。

11.2 必須チャンク条件（バイナリ）

各 MSH0 は以下の子チャンクを必須とする：

  • VB0
  • IB0
  • SUB0
  • IBND
  • BND0

GBTM は任意。

IB0.indexSizeBytes は 2 または 4 のみ許可。 それ以外は読み込みエラー。

11.3 アニメキー時刻規約

  • keys[].time は昇順必須
  • 0 <= time <= duration
  • ループ再生時は time = fmod(time, duration) を推奨

11.4 inverseBind の定義

inverseBind[i] は、bind姿勢における boneWorld[i] の逆行列に相当する。

スキニングパレットは以下で構成される：

palette[i] = boneWorld_current[i] * inverseBind[i]

これにより、geometry 空間内でスキニングが完結する。

End of GOM Specification v1.0

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