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three.jsで文字列を利用する方法

文責:遠藤 理平 (2016年12月 5日) カテゴリ:TIPS 集(102)WebGL(46)

three.jsで文字を利用する方法は幾つか存在します。最も簡単なのはthree.jsのCSS2DRendererクラスを利用して、canvas要素上にHTML要素として文字列を表示する方法です。 しかしながら、この方法は3次元グラフィックス内に存在するわけではないので、WebGLから動画を生成した場合に文字列は表示されません。 そこで、3次元グラフィックス内に文字列を簡単に表示することのできる自作クラス「TextBoardObjectクラス」を紹介します。

TextBoardObjectクラスの実行例

自作クラス「TextBoardObjectクラス」

本クラスは、別途用意したcanvas要素に出力した文字列をマッピングした平面オブジェクトを3次元グラフィックス内に登場させます。文字列はリアルタイムに更新することができます。

//平面オブジェクト+テクスチャマッピングによる
var TextBoardCanvas = function( parameter ){
	parameter = parameter || {};

	//背景色(RGBA値を0から1で指定)
	this.backgroundColor = parameter.backgroundColor || {r:1, g:1, b:1, a:1};
	//文字色(RGBA値を0から1で指定)
	this.textColor = parameter.textColor || {r:0, g:0, b:0, a:1};

	//マッピング対象オブジェクトのサイズ(縦横比は2のべき乗を推奨)
	this.boardWidth = parameter.boardWidth || 100;
	this.boardHeight = parameter.boardHeight || 100;

	//フォントサイズと行間(canvas要素の横幅に対する[%]で指定)
	this.fontSize = parameter.fontSize || 10;      //フォントサイズ
	this.lineHeight = parameter.lineHeight || 1.1; //行間

	//フォント名(CSSで指定可能な形式)
	this.fontName = parameter.fontName || "serif"; //フォント名
 	//解像度
	this.resolution = parameter.resolution || 4;

	this._lineHeight = 0;
	this.textLines = [];

	this.init();

}
//初期化
TextBoardCanvas.prototype.init = function(){

	//canvas要素の生成
	this.canvas = document.createElement('canvas');
	//canvas要素のサイズ
	this.canvas.width = Math.pow( 2, Math.floor( Math.log2( this.boardWidth ) ) + this.resolution );  //横幅
	this.canvas.height = Math.pow( 2, Math.floor( Math.log2( this.boardHeight) ) + this.resolution ); //縦幅

	console.log( "canvas要素のサイズ:", this.canvas.width, "×", this.canvas.height  );

	//コンテキストの取得
	this.canvas.context = this.canvas.getContext('2d');

	this.setBackGroundColor( this.backgroundColor.r, this.backgroundColor.g, this.backgroundColor.b, this.backgroundColor.a );
	this.setTextColor( this.textColor.r, this.textColor.g, this.textColor.b, this.textColor.a);
	this.setFontSize( this.fontSize );
	this.setFontName( this.fontName );
	this.setLineHeight( this.lineHeight )

}
//背景色の設定
TextBoardCanvas.prototype.setBackGroundColor = function( r, g, b, a ){

	this.backgroundColor.r = r || 0;
	this.backgroundColor.g = g || 0;
	this.backgroundColor.b = b || 0;
	this.backgroundColor.a = a || 0;

	this.canvas.context.fillStyle = "rgba(" + 255 * this.backgroundColor.r + " ," + 255 * this.backgroundColor.g + " ," + 255 * this.backgroundColor.b + " ," +  this.backgroundColor.a + ")";
	this.canvas.context.fillRect(0, 0, this.canvas.width, this.canvas.height);

}
//全消し
TextBoardCanvas.prototype.clear = function( ){

	this.canvas.context.clearRect(0, 0, this.canvas.width, this.canvas.height);
	this.canvas.context.fillStyle = "rgba(" + 255 * this.backgroundColor.r + " ," + 255 * this.backgroundColor.g + " ," + 255 * this.backgroundColor.b + " ," +  this.backgroundColor.a + ")";
	this.canvas.context.fillRect(0, 0, this.canvas.width, this.canvas.height);
	this.canvas.context.fillStyle = "rgba(" + 255 * this.textColor.r + " ," + 255 * this.textColor.g + " ," + 255 * this.textColor.b + " ," +  this.textColor.a + ")";
	this._lineHeight = 0;

}
//文字色の設定
TextBoardCanvas.prototype.setTextColor = function( r, g, b, a ){

	this.textColor.r = r || 0;
	this.textColor.g = g || 0;
	this.textColor.b = b || 0;
	this.textColor.a = a || 0;

	this.canvas.context.fillStyle = "rgba(" + 255 * this.textColor.r + " ," + 255 * this.textColor.g + " ," + 255 * this.textColor.b + " ," +  this.textColor.a + ")";

}
//文字サイズの設定
TextBoardCanvas.prototype.setFontSize = function( size ){

	this.fontSize = size || 10;

	this.canvas.context.font = this.fontSize /100 * this.canvas.width + "px " + this.fontName;

}
//フォントの設定
TextBoardCanvas.prototype.setFontName = function( name ){

	this.fontName = name || "serif";

	this.canvas.context.font = this.fontSize /100 * this.canvas.width + "px " + this.fontName;

}
//行間の設定
TextBoardCanvas.prototype.setLineHeight = function( height ){

	this.lineHeight = height || 1.1;

}
//文字列の追加
TextBoardCanvas.prototype.addTextLine = function( text, indent, lineHeight ){
	text = text || "";
	indent = indent || 0;
	lineHeight = lineHeight || this.lineHeight;

	this.textLines.push( {text : text, indent : indent, lineHeight : lineHeight} );
	this._lineHeight += lineHeight * this.fontSize /100 * this.canvas.width;

	this.canvas.context.fillText(
		text,
		indent /100 * this.canvas.width,
		this._lineHeight
	);

}
//canvas要素を取得
TextBoardCanvas.prototype.getTextCanvas = function(){

	return this.canvas;
}


var TextBoardObject = function( parameter ){
	 parameter = parameter || {};

	TextBoardCanvas.call( this,  parameter );

	this.plane = null;
	this.sprite = null;

}
TextBoardObject.prototype = Object.create( TextBoardCanvas.prototype );
TextBoardObject.constructor = TextBoardObject;

TextBoardObject.prototype.cleatePlaneObject = function(){

	//テクスチャ画像用のcanvas要素の取得
	var canvas = this.getTextCanvas();
	//テクスチャオブジェクトの生成
	this.texture = new THREE.Texture( canvas );
	//テクスチャ画像の更新
	this.texture.needsUpdate = true;

	//形状オブジェクトの宣言と生成
	var geometry = new THREE.PlaneGeometry( this.boardWidth, this.boardHeight );
	//材質オブジェクトの宣言と生成
	var material = new THREE.MeshBasicMaterial( { map : this.texture, transparent : true } );
	//平面オブジェクトの生成
	this.plane = new THREE.Mesh( geometry, material );

	return this.plane;
}
TextBoardObject.prototype.cleateSpriteObject = function(){

	//テクスチャ画像用のcanvas要素の取得
	var canvas = this.getTextCanvas();
	//テクスチャオブジェクトの生成
	this.texture = new THREE.Texture( canvas );
	//テクスチャ画像の更新
	this.texture.needsUpdate = true;

	//材質オブジェクトの宣言と生成
	var material = new THREE.SpriteMaterial({ map: this.texture });
	//スプライトオブジェクトの生成
	this.sprite = new THREE.Sprite( material );

	this.sprite.scale.set( this.boardWidth, this.boardHeight, 1);

	return this.sprite;
}
TextBoardObject.prototype.cleateTextScreen = function(){

	this.textScene = new THREE.Scene();
	if( this.sprite ){

		this.textScene.add( this.sprite );

	} else {

		this.textScene.add( this.cleateSpriteObject() );
	}

	this.textCamera = new THREE.OrthographicCamera(-this.boardWidth/2, this.boardWidth/2, this.boardHeight/2, -this.boardHeight/2, -10, 10);

}
TextBoardObject.prototype.update = function(){

	if( this.plane ) this.plane.material.map.needsUpdate = true;
	if( this.sprite ) this.sprite.material.map.needsUpdate = true;

}
TextBoardObject.prototype.getPlaneObject = function(){

	return this.plane;

}
TextBoardObject.prototype.getSpriteObject = function(){

	return this.sprite;

}

文字列の生成方法

文字列を表示する平面オブジェクトに関する情報を保持するTextBoardObjectクラスのオブジェクトを生成します。

var textBoardObject = new TextBoardObject({
	fontSize : 80, // [%]
	textColor : {r:1, g:1, b:1, a:1},//文字色
	backgroundColor : { r:1, g:1, b:1, a:0.1 },//背景色(RGBA値を0から1で指定)
	boardWidth : 100,  //マッピング対象平面オブジェクトの横幅
	boardHeight : 100, //マッピング対象平面オブジェクトの縦幅
	fontName :"Times New Roman"
});

TextBoardObjectクラスのcleatePlaneObjectメソッドで生成される平面オブジェクトをthree.jsのsceneオブジェクトに追加します。

	//平面オブジェクトの生成とシーンへの追加
	scene.add( textBoardObject.cleatePlaneObject() );

上記の実行例では、60フレーム毎に表示する数字を1づつ増加させています。 次のとおり、ループ関数内で実行します。

	if( step % 60 == 0){
		var step2 = (step / 60) % 100;
		var indent = ( Math.log10( step2 ) >= 1 )? 10 : 30;
		textBoardObject.clear();
		textBoardObject.addTextLine( step2.toString(), indent, 1 );
		textBoardObject.update();
	}

参考図書

3次元グラフィックス関連

three.jsによるHTML5グラフィックス上 【改定版】
three.jsによるHTML5グラフィックス下 【改定版】
three.jsによるHTML5 3Dグラフィックス 【新機能と応用】

物理シミュレーション関連

HTML5による物理シミュレーション
HTML5による物理シミュレーション【拡散・波動編】
HTML5による物理シミュレーション 【剛体編1】
HTML5による物理シミュレーション 【剛体編2】



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