他人には教えたくないWebでMMD

久しぶり３Dモデルをブラウザ上で動かしたいと思い、調査し直してみました

Qiitaや個人ブログなど様々なサイトを参考にしたのですが現バージョンの方法が解説されていません

そのため、2019/07/03におけるモダンなブラウザ上で３Dモデルを動かす方法を記載しておきます

PさんのためのMikuMikuDanceモーション作成教室

Three.jsとは

Web上でMMDを動かすにためにThree.jsを使用します

Three.jsとは、ウェブブラウザ上で簡単にコンピューターグラフィックス（CG）ができるJavaScirptライブラリです

簡単にコンピュータグラフィックスができるというところがポイントで、WebGLというWebに標準搭載されている技術があるのですが、これで作るのは大変むずかしいため、Three.jsで簡単にCGができるようになっています

公式サイト：

three.js – JavaScript 3D library

threejs.org

概要(wiki)：

Three.js - Wikipedia

ja.wikipedia.org

また、MMDを使用するにはメインライブラリであるThree.jsの他に、モジュール的なものであるmmdparser.min.jsやMMDLoader.js等が必要です

さらに、Three.jsは最近？Documentが更新されて大変見やすくなりました

以前はソースコードがドーンとあるだけで「見ればわかるやろ」状態で大変わかりづらかった記憶があります

MMDを動かすのに参考になる箇所をピックアップしておきます

MMDLoader

three.js docs
threejs.org
MMDAnimationHelper

three.js docs
threejs.org
AudioListener

three.js docs
threejs.org
AnimationAction

three.js docs
threejs.org

Three.jsは更新スピードがはやい

今日（2019/07/03現在）、Three.jsのバージョンはr106となっています

r105からr106への更新間隔めっちゃ早かったです

更新内容は以下のサイトで確認することができます

mrdoob/three.js

JavaScript 3D library. Contribute to mrdoob/three.js development by creating an account on GitHub.

github.com

MMDを使用する上で必要なライブラリもちょいちょい更新がかかっているので作る上では見たほうが良いと思います

ブラウザ上でMMDを動かしてみる

「Three.js MMD」で調べると、実際にMMDで動かすプログラムはでてきますが、前のバージョンだったり、モデルやVMDのロード方法がコールバック地獄で書かれていたりして大変見づらいです

そのため、現在（2019/07/03現在）の最新バージョンであるr106でMMDを動かしてみつつ、async awaitを使うことでプログラムを見やすくしてみました

はじめに動いているところ

プログラムを掲載する前に期待通りに動いている動画を貼り付けておきます

プロ生ちゃんを動かしています

Qiitaに上がってるWeb上でMMD動かす記事は古いThree.js使って実現してて、現バージョンと全く違うから調査してなんとか動くようになった

kawaii pic.twitter.com/1HelNKNOaf

— みやかわ (@momijinn_aka) July 2, 2019

プログラム

重要な箇所であるmain.jsを掲載しておきます

すべてを見たい人はgithubをプログラムを上げていますのでご確認ください

Momijinn/SampleWebMMD

Three.js ver_r106にてMMDを喋らせるサンプルプログラム. Contribute to Momijinn/SampleWebMMD development by creating an account on GitHub.

github.com

プログラム解説

動かす方法はGithubにあげているので割愛するとして、ここではプログラムの解説をします

全体的な流れ

プログラムの全体的な流れは、

カメラ（視点）や光の定義
PMXファイルを読み込む
複数のVMDファイルを読み込む
複数のAudioファイルを読み込む
再生

となっています

動かしたいMMDモデルとモーション

はじめにグローバル変数で読み込みたいPMXとMotionObjectsを定義してあげます

MotionObjectsという連想配列の中に読み込むVMDやAudioをID管理で格納しています

読み込んだVMDやAudioはこの配列に格納されます

MotionObjectsで少しトリッキーに作っているのがAudioClipです

idがloopだけfalseになっていますが、これには理由があります

vmdによっては音を出すもの（しゃべるや歌う等）の他にも、発話せずに動いているだけということをしたいときがあると思います

後々にAuidoを読み込むための箇所（new THREE.AudioLoader().load）がありますが、このAudioを読み込むかどうかのFlagをAudioClipをここに入れています

trueであれば、audioに格納されているmp3を読み込み、読み込まれたAudioのオブジェクトはAudioClipに格納されます

falseの場合はfalseのままです

const Pmx = "./pmx/pronama/プロ生ちゃん.pmx";
const MotionObjects = [
  { id: "loop", VmdClip: null, AudioClip: false },
  { id: "kei_voice_009_1", VmdClip: null, AudioClip: true },
  { id: "kei_voice_010_2", VmdClip: null, AudioClip: true },
];

const Pmx = "./pmx/pronama/プロ生ちゃん.pmx";

const MotionObjects = [

{ id: "loop", VmdClip: null, AudioClip: false },

{ id: "kei_voice_009_1", VmdClip: null, AudioClip: true },

{ id: "kei_voice_010_2", VmdClip: null, AudioClip: true },

];

window.onload

HTMLが読み込みが完了後(window.onload)、Init()とLoadModeler()とRender()が呼ばれます

Init()

Init()は、カメラや証明、描画する範囲の指定をしています

LoadModeler()

LoadModeler()は、PMXとVMDとAudioを読み込んでいます

この関数がこのプログラムで重要な箇所になります

ほとんどのサイトではここをコールバッグ地獄で記述しています

また、Three.jsのVer.r93以前を使っているケースがほとんどです

r93以前は、THREE.MMDLoaderでPMXとVMDを読み込みができましたが、r93以上はTHREE.MMDAnimationHelperというものが加わり、少しVMDの読み込み方が変わりました

これらを踏まえて、モダンな書き方はどうするのかと調査ししつつ今どきは（たぶん）こんな書くのかということで、コールバッグ地獄にならないようにasync awaitで書くとことでわかりやすしました

また、VMDの読み込み方もthree.jsの現バージョン（2019/07/03現在）らしく書いてみました

LoadModeler = async () => {
  const loader = new THREE.MMDLoader();

  //Loading PMX
  LoadPMX = () => {
    return new Promise(resolve => {
      loader.load(Pmx, (object) => {
        mesh = object;
        scene.add(mesh);

        resolve(true);
      }, onProgress, onError);
    });
  }

  //Loading VMD
  LoadVMD = (id) => {
    return new Promise(resolve => {
      const path = "./vmd/" + id + ".vmd";
      const val = MotionObjects.findIndex(MotionObject => MotionObject.id == id);

      loader.loadAnimation(path, mesh, (vmd) => {
        vmd.name = id;

        MotionObjects[val].VmdClip = vmd;

        resolve(true);
      }, onProgress, onError);
    });
  }

  //Load Audio
  LoadAudio = (id) => {
    return new Promise(resolve => {
      const path = "./audio/" + id + ".mp3";
      const val = MotionObjects.findIndex(MotionObject => MotionObject.id == id);

      if (MotionObjects[val].AudioClip) {
        new THREE.AudioLoader().load(path, (buffer) => {
          const listener = new THREE.AudioListener();
          const audio = new THREE.Audio(listener).setBuffer(buffer);
          MotionObjects[val].AudioClip = audio;

          resolve(true);
        }, onProgress, onError);
      } else {
        resolve(false);
      }
    });
  }

  // Loading PMX...
  await LoadPMX();

  // Loading VMD...
  await Promise.all(MotionObjects.map(async (MotionObject) => {
    return await LoadVMD(MotionObject.id);
  }));

  // Loading Audio...
  await Promise.all(MotionObjects.map(async (MotionObject) => {
    return await LoadAudio(MotionObject.id);
  }));

  //Set VMD on Mesh
  VmdControl("loop", true);
}

LoadModeler = async () => {

const loader = new THREE.MMDLoader();

//Loading PMX

LoadPMX = () => {

return new Promise(resolve => {

loader.load(Pmx, (object) => {

mesh = object;

scene.add(mesh);

resolve(true);

}, onProgress, onError);

});

}

//Loading VMD

LoadVMD = (id) => {

return new Promise(resolve => {

const path = "./vmd/" + id + ".vmd";

const val = MotionObjects.findIndex(MotionObject => MotionObject.id == id);

loader.loadAnimation(path, mesh, (vmd) => {

vmd.name = id;

MotionObjects[val].VmdClip = vmd;

resolve(true);

}, onProgress, onError);

});

}

//Load Audio

LoadAudio = (id) => {

return new Promise(resolve => {

const path = "./audio/" + id + ".mp3";

const val = MotionObjects.findIndex(MotionObject => MotionObject.id == id);

if (MotionObjects[val].AudioClip) {

new THREE.AudioLoader().load(path, (buffer) => {

const listener = new THREE.AudioListener();

const audio = new THREE.Audio(listener).setBuffer(buffer);

MotionObjects[val].AudioClip = audio;

resolve(true);

}, onProgress, onError);

} else {

resolve(false);

}

});

}

// Loading PMX...

await LoadPMX();

// Loading VMD...

await Promise.all(MotionObjects.map(async (MotionObject) => {

return await LoadVMD(MotionObject.id);

}));

// Loading Audio...

await Promise.all(MotionObjects.map(async (MotionObject) => {

return await LoadAudio(MotionObject.id);

}));

//Set VMD on Mesh

VmdControl("loop", true);

}

読み込んだあとはVmdControl()というVMDの切り替えを行う関数へ渡しています

VmdControl(id, flag)では、再生してほしいIDとループするかしないかのFlagを投げてあげます

IDはMotionObjects内に定義しているものを渡して上げてください

MotionObjects内に存在しないIDが渡されると動きません(returnで返されます）

ループフラッグは、trueにするとループし、falseにすると一度だけ再生されます

この関数で重要なのは、mixerという変数です

const mixer = helper.objects.get(mesh).mixer;

1	const mixer = helper.objects.get(mesh).mixer;

r93以上からTHREE.MMDAnimationHelperにmesh(PMXを読み込んだオブジェクトファイル)とVMDを読み込んだオブジェクトファイルを合体させて再生をします

helper = new THREE.MMDAnimationHelper({ afterglow: 2.0, resetPhysicsOnLoop: true });

helper.add(mesh, {
    animation: MotionObjects[index].VmdClip,
    physics: false
  });

helper = new THREE.MMDAnimationHelper({ afterglow: 2.0, resetPhysicsOnLoop: true });

helper.add(mesh, {

animation: MotionObjects[index].VmdClip,

physics: false

});

そして、デフォルトでは永久ループする設定になっているため、ループさせないアニメーションの場合は別途一度だけの再生をするように設定しないといけません

mixer.existingAction(MotionObjects[index].VmdClip).setLoop(THREE.LoopOnce);

1	mixer.existingAction(MotionObjects[index].VmdClip).setLoop(THREE.LoopOnce);

このループをさせるかさせないかは、どうあがいてもわからなかったのでTwitterで開発者本人聞いて解決をしました

takahiro(John Smith)@superhoge 様、本当にありがとうございます

質問内容（一部抜粋）

helper.objects.get(mesh).mixerでAnimationMixerを参照できるので、addEventListenerを設定してください。https://t.co/I3puQ2v2kP

— takahiro(John Smith) (@superhoge) June 12, 2019

loader.loadWithAnimation(modelFile, vmdFiles, function(mmd) {
mesh = mmd.mesh;
helper.add(mesh, {
animation: mmd.animation,
physics: true
});
helper.objects.get(mesh).mixer.existingAction(mmd.animation).setLoop(THREE.LoopOnce);
…

— takahiro(John Smith) (@superhoge) June 13, 2019

ループ終了イベントと一度だけのモーション再生の終了イベントはmixerのaddEventListenerにて”loop”と”finished”で受け取れます

// VMD Loop Event
  mixer.addEventListener("loop", (event) => {
    console.log("loop");
  });

  // VMD Loop Once Event
  mixer.addEventListener("finished", (event) => {
    console.log("finished");
  });

// VMD Loop Event

mixer.addEventListener("loop", (event) => {

console.log("loop");

});

// VMD Loop Once Event

mixer.addEventListener("finished", (event) => {

console.log("finished");

});

Render()

Render()ではアニメーションの描画をしています

helper.update(clock.getDelta());で1コマずつ再生しています

注意点

Web上でMMDを動かす方法は一通り説明しましたが、今回作成したプログラムは物理演算を付与していません

物理演算を付与できることはできるのですが、モーションを変え続けると以下のエラーがでます

Cannot enlarge memory arrays. Either (1) compile with -s TOTAL_MEMORY=X with X higher than the current value 67108864, (2) compile with -s ALLOW_MEMORY_GROWTH=1 which adjusts the size at runtime but prevents some optimizations, (3) set Module.TOTAL_MEMORY to a higher value before the program runs, or if you want malloc to return NULL (0) instead of this abort, compile with -s ABORTING_MALLOC=0

物理演算を計算しているammo.jsにてメモリがたりねーわと言われているような気がします

物理エンジンを切れば、私が試したところでは上記のエラーは発生しません

解決策をお待ちしています

ちなみに物理エンジンはhelper.addのところで付与することができます

helper.add(mesh, {
    animation: MotionObjects[index].VmdClip,
    physics: false //ここをtrueにする
  });

helper.add(mesh, {

animation: MotionObjects[index].VmdClip,

physics: false //ここをtrueにする

});

その他

プログラムについていろいろ説明してきましたが、やはりMMDをいじるときはMMDの動画を見ながらかつ、聞きながらやる必要があると思います

Youutbeやニコニコ動画でMMDの動画をみながらやると捗ります

ぜひやってみてください

おすすめ

大変かわいい

参考

Three.js wikipedia, https://ja.wikipedia.org/wiki/Three.js
Three.js, https://threejs.org/
Three.js docs [MMDAnimationHelper], https://threejs.org/docs/#examples/en/animations/MMDAnimationHelper
Three.js docs [Audio Listener], https://threejs.org/docs/#api/en/audio/AudioListener
Qiita three.jsでMMDを使う, https://qiita.com/shoichi1023/items/6cbaefe078c33f600bfe

ライセンス関係

このプログラムはプロ生ちゃん（暮井慧）を利用して作成しました

プロ生ちゃん（暮井慧）

kei.pronama.jp

他人には教えたくないWebでMMD

Three.jsとは

Three.jsは更新スピードがはやい

ブラウザ上でMMDを動かしてみる

はじめに動いているところ

プログラム

プログラム解説

全体的な流れ

動かしたいMMDモデルとモーション

window.onload

Init()

LoadModeler()

Render()

注意点

その他

参考

ライセンス関係

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