始めようWebAR/VR開発

ARコンテンツ作成勉強会はじめようWebVR/AR

自己紹介氏名：吉永崇(Takashi Yoshinaga) 所属：九州先端科学技術研究所(ISIT) 専門：ARを用いた医療支援や運動計測コミュニティ：ARコンテンツ作成勉強会主催

本資料の内容 • 本資料では下記の内容をご紹介します 1. A-Frameを用いたVR/AR 2. 8th wall webを用いたノンプログラミングAR 3.
8th wall webとA-Frameを用いたAR (今後追加予定) もしWebVRを用いたOculusQuestアプリ開発に興味があればこちらもご覧ください。 https://www.slideshare.net/ssuserc0d7fb/afr ameoculus-questwebvr-151354119

事前準備(Android) 1. スマホにインストールされている Chromeを起動 2. アドレスバーに下記を入力 chrome://flags 3. 検索エリアにxrと入力 4.
WebVRをEnabledに変更 ※ ほかのXR/VR/AR関連の項目は変更しないでください

事前準備(iOS) 1. iPhone/iPadの設定を開く 2. Safariを選択 3. モーションと画面の向きのアクセスをON 4. カメラとマイクのアクセスをON

事前準備(共通) Glitchのアカウント作成 https://glitch.com/

事前準備(共通) Sign In GitHubかFacebook、Googleのアカウントを使用(e-mailは非推奨)

事前準備(共通) 8thWallのアカウント作成 https://www.8thwall.com/

事前準備(共通) Create Account

事前準備(共通) 氏名・メールアドレス・パスワードを入力し、最後にGet Started

事前準備(共通) 日本を選択し、電話番号を入力日本先頭の0を外した電話番号例)09012345678なら9012345678

事前準備(共通) 携帯電話に届く確認コードを入力しVerifyをクリック確認コードを入力

演習用素材 http://arfukuoka.lolipop.jp/we bxr2019/sample.zip

A-Frame編

A-Frameの概要  Webブラウザ上でVRなどの3D表現を簡単に実現するためのライブラリ  HTMLのタグを書くだけで3Dオブジェクトを配置できる  Firefox、Chrome、Edgeなど主要なブラウザがWebVR対応を表明  Oculus QuestやHTC
ViveなどのHMD、スマホVRにも対応  外部ライブラリを組み合わせればARも実現できる (開発途上)

検索結果を写真でも動画でもなくARで表示 Web ARの利用事例

まずは体験 A-Frameのページにアクセス (https://aframe.io/)

まずは体験ページの左側にサンプルがありますサンプル

まずは体験基本サンプル Hello WebVRをクリック Hello WebVR

まずは体験基本サンプル Hello WebVRをクリック画面をクリック 回転：マウスでドラッグ 左右：[A][D]キー 前後：[W][S]キー ※前後左右は自分がどちらに動くかで考える

まずは体験 360°Imageをクリックして全天球コンテンツを表示 360°Image RICOH Theta

スマートフォンでも A-Frameで検索または QRコード

スマートフォンでもゴーグルマークをタップ

Windows Mixed Reality Headsetでも

AR開発は？

A-Frame対応ARライブラリ AR.js ARToolKitをベースに開発されたjavascriptライブラリ 正方形の枠と内側の絵を組み合わせたマーカーを使用画像の取得・二値化等の画像処理・マーカの検出位置・姿勢計算
CGを重畳 (引用元: http://www.youtube.com/watch?v=TqGAqAFlGg0) (D.Wagner et al. Computer Vision Winter Workshop, 2007)

本日のゴール https://kougi2019.glitch.me/ または

本日のゴールコンテンツにアクセス後、Sampleフォルダにあるマーカーを撮影

ハンズオン手順 Step1: サンプルを使ってA-Frame基本操作を覚える Step2: CG見た目の調整やアニメーションの設定などを行い簡易VRコンテンツを作成 Step3: AR.jsを使ってARコンテンツを作成

必要なもの  Webブラウザ → コンテンツの体験や動作確認  テキストエディタ → HTMLやjavascriptの記述 
Webサーバー → コンテンツの公開サーバーに関して今回は・・・  Glitchを利用 https://glitch.com/ ◆ FacebookかGitHubのアカウントがあればOK ◆ サーバーとエディタの両方を無料で提供この資料ではGlitch使用を前提に説明します

基本サンプルのコード Hello WebVRのコードを取得 GET STARTED

基本サンプルのコードの複製 Hello WebVRに関する記述 (たったこれだけ！) Hello WebVR

基本サンプルのコードの複製 Glitchユーザーはremix the starter example on Glitchをクリック ※通常はHello WebVRの記述をコピーし、自作のHTMLファイルにペースト Click

基本サンプルのコードの複製 Remix your ownをクリック Click

基本サンプルのコードの確認 index.htmlをクリックし、コードが表示されることを確認 Click

ソースの確認 <html> <head> <title>Hello, WebVR! - A-Frame</title> <meta name="description" content="Hello,
WebVR! - A-Frame"> <script src="https://aframe.io/releases/0.9.2/aframe.min.js"> </script> </head> <body> <a-scene background="color: #FAFAFA"> 表示するオブジェクトや背景の設定をここに記述 </a-scene> </body> </html>  ヘッダー部でA-Frameの機能を提供するライブラリを取り込む  <a-scene>と</a-scene>の間に描画に関する記述をする

ソースの確認 <a-scene background="color: #FAFAFA"> <a-box position="-1 0.5 -3" rotation="0 45
0" color="#4CC3D9"> </a-box> <a-sphere position="0 1.25 -5" radius="1.25" color="#EF2D5E"> </a-sphere> <a-cylinder position="1 0.75 -3" radius="0.5" height="1.5" color="#FFC65D"></a-cylinder> <a-plane position="0 0 -4" rotation="-90 0 0" width="4" height="4" color="#7BC8A4"></a-plane> </a-scene>  基本図形はa-xxxタグで提供されている https://aframe.io/docs/0.9.0/primi tives/a-box.html (例：a-boxの詳細) 位置回転色

動作確認 Show

動作確認 In a New Window

動作確認

アレンジしよう (まだやらなくてOK) タグ内の各パラメータを編集してCGの見た目を調整  position(位置)：x y zの順にスペースで区切って指定 (0 1.25 -5)
位置回転色 x y z座標

アレンジしよう (まだやらなくてOK) タグ内の各パラメータを編集してCGの見た目を調整  position(位置)：x y zの順にスペースで区切って指定  rotation(傾き)：各軸を中心とした回転で表現 
color(色)：カラーコード等で指定  他にも図形によって各種設定項目がある X Z Y (0 1.25 -5) 【設定項目の例】 radius(半径) width(幅) height(高さ) depth(奥行) src (画像など) 原点

見た目の変化を想像しながら数値を変えるのは慣れが必要

A-Frame Inspectorを利用しよう実行画面を開く

A-Frame Inspectorを利用しようキーボードの[Ctrl][Alt][i]を同時に押して下記表示に切り替える

boxの詳細情報を表示画面の左のリストから<a-box>を選択 <a-box>

boxの詳細情報を表示画面右側に位置や角度、半径の具体的な数値が表示される位置・角度 depth height width

各種情報の変更の方法 (直打ち) positionのXの値を0に変更して最後に[Enter]キーを押下 position x y z

各種情報の変更の方法 (マウス操作) 移動回転拡大・縮小選択

プレビュー画面左上のBack To Sceneをクリックしてブラウザでの表示を確認 Back To Scene Inspect Scene

ブラウザを再読み込みさせてみましょう

注意編集画面で入力された値は元のソースには反映されていないブラウザで再読み込みをしたら元に戻ってしまう最後にHTMLソース内の該当箇所をその値に書き換える ※この演習では、今は書き換えなくてOK または編集後のHTMLをコピーして差し替える

結局のところ HTMLの記述は自分でやる必要がある

HTML編集に慣れよう左右分割表示で動作確認をしやすい環境を整えよう編集画面実行画面

[編集例] <a-scene background="color: #0000FF"> <a-box position="-1 0.5 -3" rotation="0 45
45" color="#4CC3D9"> </a-box> <a-sphere position="0 1.25 -5" radius="1.25" color="#EF2D5E"> </a-sphere> <a-cylinder position="1 0.75 -3" radius="0.5" height="0.2" color="#FFC65D"></a-cylinder> <a-plane position="0 0 -4" rotation="-90 0 0" width="4" height="4" color="#7BC8A4"></a-plane> </a-scene> HTML編集に慣れよう角度高さ色

URLの変更文字列をクリックここを書き換える

その前に

実行画面を閉じるエディタや実行画面が複数あると紛らわしいので使用中のものを閉じる編集画面実行画面閉じる閉じる

VRコンテンツ作りの準備 Hello WebVRのコードを取得 GET STARTED

基本サンプルのコードの複製 Glitchユーザーはremix the starter example on Glitchをクリック ※通常はHello WebVRの記述をコピーし、自作のHTMLファイルにペースト Click

基本サンプルのコードの複製 Remix your ownをクリック Click

index.htmlの表示 Click

動作確認の環境を整えるエディタのShowをクリックして開いた実行画面を横に表示しておく編集画面実行画面

<a-scene background="color: #FAFAFA"> <a-box position="-1 0.5 -3" rotation="0 45 0"
color="#4CC3D9"> </a-box> <a-sphere position="0 1.25 -5" radius="1.25" color="#EF2D5E"> </a-sphere> <a-cylinder position="1 0.75 -3" radius="0.5" height="1.5" color="#FFC65D"></a-cylinder> <a-plane position="0 0 -4" rotation="-90 0 0" width="4" height="4" color="#7BC8A4"></a-plane> </a-scene> 不要なオブジェクトの削除  HTMLの記述の中からタグを削るだけ  この後の演習のため、a-sphereのみを残して削除してみましょう <a-box position="-1 0.5 -3" rotation="0 45 0" color="#4CC3D9"> </a-box> <a-sphere position="0 1.25 -5" radius="1.25" color="#EF2D5E"> </a-sphere> <a-cylinder position="1 0.75 -3" radius="0.5" height="1.5" color="#FFC65D"></a-cylinder> <a-plane position="0 0 -4" rotation="-90 0 0" width="4" height="4" color="#7BC8A4"></a-plane>

外見を整える単色で塗りつぶすのではなくテクスチャをオブジェクトの表面に表示

外見を整えるテクスチャ画像を用意しオブジェクトの表面に貼り付ける 3Dオブジェクトテクスチャ画像

テクスチャ画像をアップロード Glitchのエディタページに戻り、画面左の[assets]をクリック続いて、画面上方の[Upload an Asset]をクリック ①assets ② Upload an Asset

テクスチャ画像をアップロードサンプルとして用意したテクスチャ画像earth.jpgを開く earth.jpg

テクスチャ画像をアップロードクリック

テクスチャ画像のURLを取得 Copyをクリック

ソースの書き換え index.htmlクリック

ソースの書き換え <head> <title>Hello, WebVR! - A-Frame</title> <meta name="description" content="Hello, WebVR!
- A-Frame"> <script src="https://aframe.io/releases/0.9.2/aframe.min.js"></script> </head> <body> <a-scene background="color: #FAFAFA"> <a-sphere position="0 1.25 -5" radius="1.25" src="コピーしたURL" shadow> </a-sphere> </a-scene> </body>  a-sphereの色をcolor(色)ではなくsrc(画像へのリンク)に変更  srcの右辺に前操作でコピーした“画像のURL”を貼り付ける colorをsrcに変更

アニメーションの追加 <a-sphere position="0 1.25 -5" radius="1.25" src="テクスチャのURL" shadow animation =
" property :rotation; ←アニメーションの種類 dur : 10000; ←アニメーションにかける時間(ミリ秒) from : 0␣0␣0; ←開始時の角度(0,0,0) to: 0␣360␣0; ←終了時の角度(0,360,0) loop : 0; ←繰り返し回数 " > </a-sphere> a-animationタグを用いてアニメーションに関する設定を行う Z X Y "を忘れずに！

アニメーションを繰り返す <a-sphere position="0 1.25 -5" radius="1.25" src="テクスチャのURL" shadow animation =
" property :rotation; ←アニメーションの種類 dur : 10000; ←アニメーションにかける時間(ミリ秒) from : 0␣0␣0; ←開始時の角度(0,0,0) to: 0␣360␣0; ←終了時の角度(0,360,0) loop : -1; ←繰り返し回数 " > </a-sphere> repeatを"-1"にするといつまでも繰り返し続ける

同じ速度で回転させる animation = " attribute : rotation; ←アニメーションの種類 dur :
10000; ←アニメーションにかける時間(ミリ秒) from : 0␣0␣0; ←開始時の角度(0,0,0) to : 0␣360␣0; ←終了時の角度(0,360,0) loop : -1; ←繰り返し回数 easing : linear; ←速度の変化 " easingを追加し、"linear"にすると同じ速度で動くようになる。ほかには最初がゆっくりなease-inや後半がゆっくりなease-outも。 → http://easings.net/ja

背景を変更しよう

テクスチャ画像をアップロード ① 画面左の[assets]をクリック ② [Upload an Asset]をクリック ①assets ② Upload
an Asset

テクスチャ画像をアップロードサンプルとして用意した背景用画像space.jpgを開く space.jpg

テクスチャ画像のURLを取得クリック

テクスチャ画像のURLを取得 Copyをクリック

ソースの書き換え index.htmlクリック

タグの追加 <head> <title>Hello, WebVR! - A-Frame</title> <meta name="description" content="Hello, WebVR!
- A-Frame"> <script src="https://aframe.io/releases/0.7.0/aframe.min.js"></script> </head> <body> <a-scene background="color: #FAFAFA"> <a-sphere position="0 1.25 -5" radius="1.25" src="URL" shadow animation = "長いので割愛" > </a-sphere> <a-sky src="さっきコピーした画像のURL"></a-sky> </a-scene> </body> a-skyタグを利用し、背景情報として画像のURLを指定すればOK a-skyを追加

名前を付けて保存文字列をクリックここを書き換える

ほか、A-Frameで利用できるデータの例 • 文字列 <a-text> • 音 <a-sound> • ビデオ <a-video>
• 3Dファイル obj <a-obj-model> glTF <a-gltf-model> • VRコントローラによる入力 HTC Vive <a-entity vive-controls="hand: left"> OculusQuest など <a-entity laser-controls="hand: left">

編集中のコードを複製画面右上のプロジェクト名が表示されている箇所からRemix This ①プロジェクト名 ②Remix This

AR.jsをインポート & カメラ画像の表示 <head> <title>Hello, WebVR! - A-Frame</title> <meta name="description"
content="Hello, WebVR! - A-Frame"> <script src="https://aframe.io/releases/0.8.2/aframe.min.js"></script> <script src="https://jeromeetienne.github.io/AR.js/aframe/build/ aframe-ar.js"></script> </head> <body> <a-scene background="color: #FAFAFA"> <a-sphere position="0 1.25 -5" radius="1.25" src="URL" shadow animation = "中略" ></a-sphere> <a-sky src="画像URL"></a-sky> </a-scene> </body> AR.jsの読み込みをしたあと、a-sceneタグにembeddedを追加追加 <a-scene embedded> 色を削除してembeded a-sky削除

マーカーを認識してその上にCGを表示 <body> <a-scene embedded arjs> <a-marker preset="hiro"> <a-sphere position="0 1.25
-5" radius="1.25" src="URL" shadow animation = "中略" > </a-sphere> </a-marker> </a-scene> </body>  AR表示をするにはマーカーとCGとの関連付けが必要  A-Frameの場合<a-marker></a-marker>でCGを挟む  presetでマーカー名を指定 (付属マーカーのHiro使用)  正方形内のマーカーを独自に作ることも可能 (参考) マーカーの上にこれを表示したい追加

動作確認表示されたけど位置がズレてる

理由と解決方法(1) <a-marker> </a-marker>で挟まれたCGの原点はマーカーの中心となる <a-sphere position="0 1.25 -5" radius="1.25" src="URL" shadow>
0 0 0 x y z -5 1.25 0 1.25 0

動作確認まだちょっとズレてる下記のように変更して再度実行 <a-sphere position="0 1.25 0" radius="1.25" src="URL" shadow>

理由と解決方法(2)  コンピュータで3D表現をする際に、本来は視点の位置を指定する必要がある  A-Frameでは「いい感じ」に表示される視点の位置をデフォルトで設定してくれる  マーカーの位置の計算はカメラが原点にあることを前提としているため要修正 <body> <a-scene embedded
arjs> <a-marker preset="hiro"> <a-sphere position="0 1.25 0" radius="1.25" src="URL" shadow animation = "中略" > </a-sphere> </a-marker> <a-entity camera></a-entity> </a-scene> </body> カメラを明示的に追加する(位置は原点) X Z Y

動作確認この辺りの表示がじゃま

<head> <title>Hello, WebVR! - A-Frame</title> <meta name="description" content="Hello, WebVR! -
A-Frame"> <script src="https://aframe.io/releases/0.7.0/aframe.min.js"></script> <script src="https://jeromeetienne.github.io/AR.js/aframe/build/ aframe-ar.js"></script> </head> <body> <a-scene embedded arjs="debugUIEnabled: false;"> <a-sphere position="0 1.25 -5" radius="1.25" src="URL" shadow> animation = "中略" </a-sphere> <a-sky src="画像URL"></a-sky> <a-entity camera></a-entity> </a-scene> </body> 追加

完成

マーカーレスARにも対応今後のWebAR

8th Wall Web編

ARCore/ARKit非対応スマホでも利用可能 8thWallWeb

ログイン Log In

ログインアカウント作成時に使用/設定したメールアドレスとパスワードを入力

開発方法を選択ここではノンプログラミングで開発できるARCameraを選択 AR Camera

コンテンツの作成新しいARCamera(ARコンテンツ)を作成 Create a new Camera

コンテンツ作成画面の確認コンテンツデザイン用の画面が表示されるこのあとここから CGをアップロードする

PolyからCGを入手 Googleが提供する3Dデータ共有サービス https://poly.google.com/

オブジェクトの入手ここから検索画面上部のフォームから「Astronaut」で検索

オブジェクトの入手ここをクリック

オブジェクトの入手ダウンロード → glTFファイル

フォーマットの変換  ダウンロードしたzipファイルを解凍  GLB Packerにアクセス (https://glb-packer.glitch.me/)  解凍したフォルダ内のファイルを全てGLB Packerにドラッグアンドドロップ

フォーマットの変換 out.glbがダウンロードできればOK

CGのアップロード Upload out.glbを選択してアップロード

詳細設定 Sceneタブで詳細情報(サイズや挙動)を設定

詳細設定最後にPublish Publish

詳細設定スマホで読み込めば体験できます QRが発行される

始めようWebAR/VR開発

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