こんにちは、キッズリー開発グループの @tondol です。好きなハッシュタグは #ようちか安心委員会 です。

突然ですが、 皆さん AR やっていますか？ iOS なら ARKit 、 Google にはARCore プロジェクトがあったりと、スマートフォンで動かす AR フレームワークが続々登場していますね。

最新の AR フレームワークでは、上記の動画のようにかなり高度なインタラクションまで実現出来たりしますが、今回はもう少しハードルを下げて 昔ながらのマーカーベース AR を取り上げます 。

今回紹介する方法で作った AR コンテンツのデモは、なんとブラウザ単体で動作します。専用アプリのインストールが不要なため、ネイティブアプリで動作する AR コンテンツとはまた違った場面で役立つことがあるかもしれません。

というわけで、この記事では スマホで手軽に AR を試すことのできるライブラリと、それらを使ったデモの実装方法 を紹介します。

今回作成したデモ

マーカーをカメラで捉えると マーカー上に立方体が表示されるデモ を作成しました¹⁾表示されるライオンのようなキャラクターは弊社の内製開発組織発の ゆるキャラ・リファライオン です。。単に立方体を表示するだけではツマラナイので、立方体の全面にアニメーションするテクスチャを貼り付けています²⁾実際は立方体にテクスチャを貼り付けているのではなく、少し手前にテクスチャ付きの板ポリゴンを置いています。。

カメラ付スマートフォンや PC でご覧の方は、こちらの デモページ からもお試しいただけます。マーカー画像は rmp-marker.png からダウンロードしてください。

利用するライブラリ

今回のデモで利用している JavaScript ライブラリを紹介します。

動作環境

今回のデモは、下記の環境で動作することを確認しています。

• iOS 11.0 以上 / Safari (iOS 版の Chrome は不可)
• Android 5.0 以上 / Chrome (WebGL, WebRTC 対応のバージョンが必須)
• macOS High Sierra / Chrome (同上)

古いバージョンの OS や、ここに挙げた以外の環境では動作しないことがあります ので、予めご了承ください。

index.html (HTML)

今回紹介するデモのソースコードは tondol/rmp-advent-calendar-2018 のリポジトリにあります。重要な部分を抜粋して説明していきます。

<!-- テクスチャの中身を描画する要素。 -->
<div id="target">
    <div class="item-image"><img src="./referlion.jpg" /></div>
    <div class="item-marquee">ブラウザでARが動くんだお〜</div>
</div>

何の変哲もない HTML の断片ですが、ここで記述した #target のレンダリング結果が後述のテクスチャとして使われることになります。HTML 単体では特にアニメーションしないので、 .item-marquee の要素を後から JavaScript でアニメーションさせます。

次に進みましょう。

<!-- AR コンテンツの定義。 -->
<a-scene embedded arjs="debugUIEnabled:false" vr-mode-ui="enabled:false">
    <a-marker preset="custom" type="pattern" url="pattern-marker.patt">
        <a-box position="0 0.6 0"></a-box>
        <a-plane position="0 0.6 0.51" material="shader:html;target:#target;fps:24;width:640;height:640"></a-plane>
    </a-marker>
    <a-entity camera></a-entity>
</a-scene>

この見慣れない a- から始まる要素群が、 a-frame および AR.js によって提供される、今回のデモのキモになる部分 です。いくつか要素がありますので、簡単にご紹介します。

主要な記述はコレだけですが、 a-frame と AR.js の力でバッチリ AR が動作します 。便利な世の中になりましたね!! しゅごい・・・

index.js (JavaScript)

続いて index.html の中でロードされている index.js の方も見ていきましょう。

AR の主要部分は HTML 側の定義だけで動作するため、こちらはテクスチャ反映元の DOM をアニメーションさせるだけの内容になっています。

// レンダリング開始後に ready 関数を実行。
document.addEventListener('DOMContentLoaded', () => {
    const scene = document.querySelector('a-scene');
    if (scene.hasLoaded) {
        ready();
    } else {
        scene.addEventListener('renderstart', ready);
    }
});

scene のレンダリングがスタートしたら、 ready 関数を実行するようにしています。

function ready() {
    ...
    const marquee = document.querySelector('#target .item-marquee');
    // フォントサイズの調整。
    css(marquee, {
        'font-size': `${640 / marquee.textContent.length}px`,
    });

ready 関数の中では、ちょうどテキストがテクスチャの横幅いっぱいになるように、 .item-marquee 内のフォントサイズを動的に調整しています。

let t = 0;
// render 関数を毎フレーム実行する。
function render() {
    if (t >= 1.0) {
        t -= Math.floor(t);
    }
    // 要素の左マージンを変化させる (右から左に流れるアニメーションを実現) 。
    const value = 640 * (1.0 - t * 2.0);
    css(marquee, {
        'margin-left': `${value}px`,
    });
    t += 0.005;
    requestAnimationFrame(render);
}
render();

若干込み入ったコードですが、 render 内の処理が毎フレーム実行されるようになっています。テキストが右から左に流れていくアニメーションを実現するため、 フレームごとに適切な margin-left の値を計算し、動的に CSS に反映 しています。

ちなみに AR 機能に関係する部分をすべて削って #target 単体のレンダリング結果を確認すると、下記の画像のようになります。

index.js 自体は何の変哲もないスクリプトですが、 html-shader のおかげでアニメーションの内容がテクスチャに反映され、動的な AR コンテンツを実現できるというわけです。

マーカーの作り方

マーカーの黒枠の割合はカスタマイズできますが、デフォルトの 0.5 にしておくと比較的認識が安定するようです。

おわりに

この記事では、 AR.js と html-shader の組み合わせによる Web AR のデモを紹介しました。

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