第19回　4つのビットマップをパーティクルにしてアニメーションさせる

前回の第18回「2つのビットマップをパーティクルにしてアニメーションさせる」では、パーティクルにしてアニメーションさせるロゴを2つに増やした（第18回サンプル1「Away3D 15/03/13: Exploding two logos using particles⁠」⁠）⁠。

今回は、画像をさらに2つ加えて、4つのロゴのパーティクルでアニメーションをつくりたい（図1⁠）⁠。アニメーションの動きもより細かく手直しする。そして、急遽補わなければならなくなったのは、2015年10月9日付でライブラリが改訂されたことだ。

2015年10月9日付ライブラリによる変更

例によって、2015年10月9日付ライブラリに改めると、これまでのコードが動かなくなる。今回のお題についていうと、クラスBitmapDataとMethodRendererPoolがあっさりとなくなった。とはいえ、幸いなことに修正すべき箇所は多くない。つぎのとおりだ。まず、DefaultRenderer()コンストラクタにMethodRendererPoolは渡さなくてよくなった。つぎに、Cast.bitmapData()がなくなり、とくに替わりのメソッドも使わない。LoaderEvent.assetsプロパティから取り出したオブジェクトがそのまま扱えるからだ。なお、得られるオブジェクトはBitmapDataに替わって、新たなBitmapImage2Dになる（変数名はbitmapDataのまま変えない⁠）⁠。

// var Cast = require("awayjs-display/lib/utils/Cast");

// var MethodRendererPool = require("awayjs-methodmaterials/lib/pool/MethodRendererPool");

function createView(width, height, backgroundColor) {
  // var defaultRenderer = new DefaultRenderer(MethodRendererPool);
  var defaultRenderer = new DefaultRenderer();
  var view = new View(defaultRenderer);

}

function onResourceComplete(eventObject) {
  // var asset = eventObject.assets[0];
  // var bitmapData = Cast.bitmapData(asset);
  var bitmapData = eventObject.assets[0];

}

ロゴの縁を抜く

前回の結びにほのめかしていたアニメーションの気になるところを先に直そう。それは、2つのロゴが真ん中に重なったとき、うっすらと見える周りの縁だ（図2左⁠）⁠。コードにつぎのような手を加えて、Viewオブジェクトの背景色を白にするとはっきりわかる（図2右⁠）⁠。

function initialize() {

  view = createView(window.innerWidth, window.innerHeight, 0xFFFFFF);   // 0x0);

}

元画像のPNGファイルは、縁がアルファで抜いてある（図3⁠）⁠。ところが、それらのピクセルについてもパーティクルをつくり、カラーに黒が与えられてしまったのだ。そこで、パーティクルの情報をつくる関数（setParticlesData()）に、以下のようにアルファが抜けていないか確かめるif条件を加えた（アルファ値は0とせず、少し余裕をもたせた⁠）⁠。アルファが抜けていたらパーティクルの情報を変数（colorValuesとcolorPoints）に加えないので、パーティクルがつくられないことになる。

function setParticlesData(bitmapData, size, colorValues, colorPoints) {

  var color = bitmapData.getPixel32(i, j);
  if (((color >> 24) & 0xff) > 0xb0) {

    colorValues.push(rgbColor);
    colorPoints.push(point);
  }

}

4つのビットマップからバーティクルをつくる

では、読み込むロゴの画像をあと2つ増やして、4つのビットマップからパーティクルをつくろう。加えるのはSafariとInternet Explorerのロゴで、awayjs-examplesの中のbin/assets/safari.pngとbin/assets/ie.pngだ（図4⁠）⁠。他の画像ファイルと同じassetsフォルダに納めておく。

画像ファイルのURLは配列の変数（assetsURLs）に入れていたので、エレメントを新たに2つ加える。ファイルを読み込んだときのリスナー関数（onResourceComplete()）にもURLの判定をswitch文に加え、取り出したBitmapImage2Dオブジェクト（bitmapData）は配列の変数（bitmapDatas）に納めた。

var assetsURLs = [
  "assets/chrome.png",
  "assets/firefox.png",
  "assets/safari.png",
  "assets/ie.png"
];

function onResourceComplete(eventObject) {
  var bitmapData = eventObject.assets[0];
  switch (eventObject.url) {
    case assetsURLs[0]:
      bitmapDatas[0] = bitmapData;
      break;
    case assetsURLs[1]:
      bitmapDatas[1] = bitmapData;
      break;
    case assetsURLs[2]:
      bitmapDatas[2] = bitmapData;
      break;
    case assetsURLs[3]:
      bitmapDatas[3] = bitmapData;
      break;
  }

}

そして、リスナー関数（onResourceComplete()）は、すべてのBitmapImage2Dオブジェクトを取り出し終えたら、パーティクルのアニメーションをつくる処理（関数createParticles()とstartParticleAnimation()の呼出し）に移る。BitmapImage2Dオブジェクトが4つに増えたので、判定のための関数（allDataExists()）を別に設けた。引数として渡した配列（array）にエレメントがすべて収められているかどうかを、for文により確かめてブール値で返す。そのために、BitmapImage2Dオブジェクトを納める配列（bitmapDatas）は、読み込むファイルの数（Array.lengthプロパティ）だけ長さを与えて初期化した。

var bitmapDatas = new Array(assetsURLs.length);

function onResourceComplete(eventObject) {

  if (allDataExists(bitmapDatas)) {
    var colorGeometry = createParticles();
    startParticleAnimation(colorGeometry, assetsURLs.length);
  }
}
function allDataExists(array) {
  var count = array.length;
  for (var i = 0; i < count; i++) {
    if (!array[i]) {
      return false;
    }
  }
  return true;
}

あとは、パーティクルのアニメーションを初期化する関数（initColorParticle()）で4つのロゴの行く先（endPoint）を、水平面（xz平面）の上で原点からそれぞれ一定値（size）移した。

function initColorParticle(properties) {

  var index = properties.index;
  var endPoint = new Vector3D();

  if (index < colorSeparations[0]) {
    endPoint.x = size;
  // } else {
  } else if (index < colorSeparations[1]) {
    endPoint.x = -size;
  } else if (index < colorSeparations[2]) {
    endPoint.z = size;
  } else {
    endPoint.z = -size;
  }

}

4つのロゴの向きを変える

これで4つのロゴからつくられたパーティクルがそれぞれアニメーションする。ただもうひとつ気になるのが、ロゴがすべて同じ向きになっていることだ（図5⁠）⁠。ロゴの動く先は水平面で位置を動かしたたものの、垂直軸の角度はとくに変えていない。そこで、それぞれを異なった向きにしよう。パーティクルのアニメーションを開始する関数（startParticleAnimation()）で、以下のように180度をロゴの数（numAnimators）で等分した角度、垂直軸（DisplayObject.rotationYプロパティ）で回すことにした[1]⁠。

function startParticleAnimation(colorGeometry, numAnimators) {

  var _colorParticleMesh = new Mesh(colorGeometry, colorMaterial);
  for (var i = 0; i < numAnimators; i++) {
    var colorParticleMesh = _colorParticleMesh.clone();

    colorParticleMesh.rotationY = 180 / numAnimators * (i - 1);

  }
}

これで4つのロゴ画像からパーティクルがつくられ、それぞれ異なったアニメーションになる。JavaScriptは以下のコード1にまとめた。また、jsdo.itにサンプル1を掲げたので、動きがどうなったか確かめてほしい。次回はこの連載の最終回だ。アニメーションにもう少しだけ細かな手を加えて仕上げたい。

コード1　4つの画像ファイルからパーティクルのアニメーションをつくって動かす

var LoaderEvent = require("awayjs-core/lib/events/LoaderEvent");
var ColorTransform = require("awayjs-core/lib/geom/ColorTransform");
var Vector3D = require("awayjs-core/lib/geom/Vector3D");
var AssetLibrary = require("awayjs-core/lib/library/AssetLibrary");
var URLRequest = require("awayjs-core/lib/net/URLRequest");
var RequestAnimationFrame = require("awayjs-core/lib/utils/RequestAnimationFrame");
var View = require("awayjs-display/lib/containers/View");
var HoverController = require("awayjs-display/lib/controllers/HoverController");
var Mesh = require("awayjs-display/lib/entities/Mesh");
var PointLight = require("awayjs-display/lib/entities/PointLight");
var StaticLightPicker = require("awayjs-display/lib/materials/lightpickers/StaticLightPicker");
var PrimitivePlanePrefab = require("awayjs-display/lib/prefabs/PrimitivePlanePrefab");
var ParticleAnimationSet = require("awayjs-renderergl/lib/animators/ParticleAnimationSet");
var ParticleAnimator = require("awayjs-renderergl/lib/animators/ParticleAnimator");
var ParticlePropertiesMode = require("awayjs-renderergl/lib/animators/data/ParticlePropertiesMode");
var ParticleBillboardNode = require("awayjs-renderergl/lib/animators/nodes/ParticleBillboardNode");
var ParticleBezierCurveNode = require("awayjs-renderergl/lib/animators/nodes/ParticleBezierCurveNode");
var ParticleInitialColorNode = require("awayjs-renderergl/lib/animators/nodes/ParticleInitialColorNode");
var ParticlePositionNode = require("awayjs-renderergl/lib/animators/nodes/ParticlePositionNode");
var DefaultRenderer = require("awayjs-renderergl/lib/DefaultRenderer");
var ParticleGeometryHelper = require("awayjs-renderergl/lib/utils/ParticleGeometryHelper");
var MethodMaterial = require("awayjs-methodmaterials/lib/MethodMaterial");
var PARTICLE_SIZE = 2;
var view;
var cameraController;
var light;
var assetsURLs = [
  "assets/chrome.png",
  "assets/firefox.png",
  "assets/safari.png",
  "assets/ie.png"
];
var colorSeparations = [];
var bitmapDatas = new Array(assetsURLs.length);
var colorValues = [];
var colorPoints = [];
var colorMaterial;
var colorAnimationSet;
var colorAnimators;
var timer;
var time = 0;
function initialize() {
  var lightPicker = createLights();
  view = createView(window.innerWidth, window.innerHeight, 0x0);
  cameraController = setupCameraController(view.camera, 1000, 225, 10);
  colorMaterial = createMaterial(lightPicker, true);
  setListeners();
}
function createView(width, height, backgroundColor) {
  var defaultRenderer = new DefaultRenderer();
  var view = new View(defaultRenderer);
  view.width = width;
  view.height = height;
  view.backgroundColor = backgroundColor;
  return view;
}
function setupCameraController(camera, distance, panAngle, tiltAngle) {
  var cameraController = new HoverController(camera);
  cameraController.distance = distance;
  cameraController.panAngle = panAngle;
  cameraController.tiltAngle = tiltAngle;
  return cameraController;
}
function createLights() {
  light = createPointLight(0xFFFFFF, 1, 600, 100, 2);
  return new StaticLightPicker([light]);
}
function createPointLight(color, ambient, fallOff, radius, specular) {
  var light = new PointLight();
  light.color = color;
  light.ambient = ambient;
  light.fallOff = fallOff;
  light.radius = radius;
  light.specular = specular;
  return light;
}
function createMaterial(lightPicker, bothSides) {
  var material = new MethodMaterial();
  material.bothSides = bothSides;
  material.lightPicker = lightPicker;
  return material;
}
function onResourceComplete(eventObject) {
  var bitmapData = eventObject.assets[0];
  switch (eventObject.url) {
    case assetsURLs[0]:
      bitmapDatas[0] = bitmapData;
      break;
    case assetsURLs[1]:
      bitmapDatas[1] = bitmapData;
      break;
    case assetsURLs[2]:
      bitmapDatas[2] = bitmapData;
      break;
    case assetsURLs[3]:
      bitmapDatas[3] = bitmapData;
      break;
  }
  if (allDataExists(bitmapDatas)) {
    var colorGeometry = createParticles();
    startParticleAnimation(colorGeometry, assetsURLs.length);
  }
}
function allDataExists(array) {
  var count = array.length;
  for (var i = 0; i < count; i++) {
    if (!array[i]) {
      return false;
    }
  }
  return true;
}
function createParticles() {
  var count = bitmapDatas.length;
  colorAnimationSet = createColorAnimationSet(initColorParticle);
  for (var i = 0; i < count; i++) {
    setParticlesData(bitmapDatas[i], PARTICLE_SIZE, colorValues, colorPoints);
    colorSeparations[i] = colorPoints.length;
  }
  var primitive = new PrimitivePlanePrefab(PARTICLE_SIZE, PARTICLE_SIZE, 1, 1, false);
  var geometry = primitive.geometry;
  var colorGeometrySet = [];
  count = colorPoints.length;
  for (var j = 0; j < count; j++) {
    colorGeometrySet[j] = geometry;
  }
  var colorGeometry = ParticleGeometryHelper.generateGeometry(colorGeometrySet);
  return colorGeometry;
}
function setParticlesData(bitmapData, size, colorValues, colorPoints) {
  var bitmapWidth = bitmapData.width;
  var bitmapHeight = bitmapData.height;
  for (var i = 0; i < bitmapWidth; i++) {
    for (var j = 0; j < bitmapHeight; j++) {
      var point = new Vector3D(size * (i - bitmapWidth / 2), size * (-j + bitmapHeight / 2));
      var color = bitmapData.getPixel32(i, j);
      if (((color >> 24) & 0xff) > 0xb0) {
        var rgbColor = getRgbComponents(color);
        rgbColor.scaleBy(1 / 255);
        colorValues.push(rgbColor);
        colorPoints.push(point);
      }
    }
  }
}
function getRgbComponents(rgbColor) {
  var rgbVector = new Vector3D();
  rgbVector.x = (rgbColor & 0xff0000) >> 16;
  rgbVector.y = (rgbColor & 0xff00) >> 8;
  rgbVector.z = rgbColor & 0xff;
  return rgbVector;
}
function createColorAnimationSet(initParticleFunc) {
  var LOCAL_STATIC = ParticlePropertiesMode.LOCAL_STATIC;
  var colorAnimationSet = new ParticleAnimationSet();
  colorAnimationSet.addAnimation(new ParticleBillboardNode());
  colorAnimationSet.addAnimation(new ParticleBezierCurveNode(LOCAL_STATIC));
  colorAnimationSet.addAnimation(new ParticlePositionNode(LOCAL_STATIC));
  colorAnimationSet.addAnimation(new ParticleInitialColorNode(LOCAL_STATIC, true, false, new ColorTransform(0, 1, 0, 1)));
  colorAnimationSet.initParticleFunc = initParticleFunc;
  return colorAnimationSet;
}
function startParticleAnimation(colorGeometry, numAnimators) {
  var scene = view.scene;
  colorAnimators = new Array(numAnimators);
  var _colorParticleMesh = new Mesh(colorGeometry, colorMaterial);
  for (var i = 0; i < numAnimators; i++) {
    var colorParticleMesh = _colorParticleMesh.clone();
    var animator = new ParticleAnimator(colorAnimationSet);
    colorParticleMesh.rotationY = 180 / numAnimators * (i - 1);
    colorAnimators[i] = animator;
    colorParticleMesh.animator = animator;
    scene.addChild(colorParticleMesh);
  }
}
function setListeners() {
  var count = assetsURLs.length;
  timer = new RequestAnimationFrame(render);
  timer.start();
  AssetLibrary.addEventListener(LoaderEvent.RESOURCE_COMPLETE, onResourceComplete);
  for (var i = 0; i < count; i++) {
    AssetLibrary.load(new URLRequest(assetsURLs[i]));
  }
}
function initColorParticle(properties) {
  var BEZIER_END_VECTOR3D = ParticleBezierCurveNode.BEZIER_END_VECTOR3D;
  var size = 300 * PARTICLE_SIZE;
  var index = properties.index;
  var endPoint = new Vector3D();
  var rgb = colorValues[index];
  properties.startTime = 0;
  properties.duration = 1;
  if (index < colorSeparations[0]) {
    endPoint.x = size;
  } else if (index < colorSeparations[1]) {
    endPoint.x = -size;
  } else if (index < colorSeparations[2]) {
    endPoint.z = size;
  } else {
    endPoint.z = -size;
  }
  properties[BEZIER_END_VECTOR3D] = endPoint;
  properties[ParticleInitialColorNode.COLOR_INITIAL_COLORTRANSFORM] = new ColorTransform(rgb.x, rgb.y, rgb.z, 1);
  properties[ParticleBezierCurveNode.BEZIER_CONTROL_VECTOR3D] = getRandomVector3D(500);
  properties[ParticlePositionNode.POSITION_VECTOR3D] = colorPoints[index];
}
function getRandomVector3D(radius) {
  var angle0 = Math.random() * Math.PI * 2;
  var angle1 = Math.random() * Math.PI * 2;
  var x = radius * Math.cos(angle0) * Math.cos(angle1);
  var y = radius * Math.cos(angle0) * Math.sin(angle1);
  var z = radius * Math.sin(angle0);
  return new Vector3D(x, y, z);
}
function render(deltaTime) {
  time += deltaTime;
  if (colorAnimators) {
    var count = colorAnimators.length;
    for (var i = 0; i < count; i++) {
      var _time = 1000 * (Math.sin(time / 5000 + Math.PI * i / 4) + 1);
      colorAnimators[i].update(_time);
    }
  }
  view.render();
}