Three.jsをVue3のコンポーネントに〜Blenderで作成したオブジェクトを読み込む〜

こんにちは｜こんばんは。カエルのアイコンで活動しております @kyamaz です。

はじめに

本稿は、@0taUtanさん、@enumura1さんや@nannany_storesさんの次の寄稿を参考にThree.jsをVue3のコンポーネントにして、Blenderで作成したオブジェクトを読み込む手順を取り上げます。

Blenderでモデルを作成する

３Dモデルのサンプルとして、@PlusFさんの『BlenderでカーボンナノチューブのCGをつくる』を参考にカーボンナノチューブ（CNT）のモデルを作成します。

BlenderのメニューからFile → Export → glTF 2.0 (.glb/gltf)を選択して、任意の場所に glTFファイル へエクスポートします。

ファイル名を"CNT.glb"とします。

Vue 3 + TypeScript + Vite の環境を整える

拙稿『p5.jsをVue3のコンポーネントにする』と同じ手順で環境を整えます。そしてHome.vueを、次のようにコンポーネントHelloWorldを使うように変更します。

Home.vue

<script lang="ts">
import HelloWorld from './components/HelloWorld.vue'
export default {
  components: {
    HelloWorld
  }
}
</script>

<template>
  <div>
    <HelloWorld />
  </div>
</template>

<style scoped>
</style>

Three.jsをコンポーネントとして活用する

Three.jsのモジュールを使用できるようにインストールします。同時にTypeScriptで型チェックができるように、開発のためのモジュール@types/threeもインストールします。

% npm install three
% npm install -D @types/three

Three.jsをコンポーネントにするには次のように書きます。

HelloWorld.vueのソースコード全体

HelloWorld.vue

<script lang="ts">
import { defineComponent, onMounted, ref } from "vue";
import {
  Color,
  GridHelper,
  PerspectiveCamera,
  PointLight,
  Scene,
  WebGLRenderer
} from "three";
import { OrbitControls } from "three/examples/jsm/controls/OrbitControls.js";
import { GLTF, GLTFLoader } from "three/examples/jsm/loaders/GLTFLoader.js";

export default defineComponent({
  name: "HelloWorld",
  setup() {
    // 描画するDOMの指定
    const container = ref();
    // Three.js
    const scene = new Scene();
    const camera = new PerspectiveCamera();
    const renderer = new WebGLRenderer();
    const light = new PointLight();
    const loader = new GLTFLoader();
    const controls = new OrbitControls(camera, renderer.domElement);
    // 初期化
    const init = () => {
      if (container.value instanceof HTMLElement) {
        // DOMのサイズを取得
        const { clientWidth, clientHeight } = container.value;
        // 背景のグリッドの追加
        scene.add(new GridHelper(50));
        scene.background = new Color(0xcccccc);
        // ライトの設定
        light.color.setHex(0xffffff);
        light.position.set(10, 10, 0);
        scene.add(light);
        // オブジェクトの追加
        loader.load("assets/cnt.glb", (gltf: GLTF) => {
          const model = gltf.scene;
          model.scale.set(0.25, 0.25, 0.25);
          scene.add(model);
        });
        // カメラの設定
        camera.aspect = clientWidth / clientHeight;
        camera.updateProjectionMatrix();
        camera.position.set(10, 10, 0);
        camera.lookAt(0, 0, 0);
        // rendererの設定
        renderer.setSize(clientWidth, clientHeight);
        renderer.setPixelRatio(clientWidth / clientHeight);
        container.value.appendChild(renderer.domElement);
        // 描画
        animate();
      }
    };
    // 描画
    const animate = () => {
      const frame = () => {
        // 描画
        renderer.render(scene, camera);
        // 画面を更新
        requestAnimationFrame(frame);
      };
      frame();
    };
    // マウント時に初期化して描画
    onMounted(() => {
      init();
    });
    return {
      container,
    };
  },
});    
</script>

<template>
  <div ref="container" class="fixed w-full h-full top-0 left-0"></div>
</template>

<style scoped>
.fixed { position: fixed; }
.w-full { width: 100%; }
.h-full { height: 100%; }
.top-0 { top: 0px; }
.left-0 { left: 0px; }
</style>

HelloWorld.vue（抜粋）

<script lang="ts">
import { defineComponent, onMounted, ref } from "vue";
import {
  Color,
  GridHelper,
  PerspectiveCamera,
  PointLight,
  Scene,
  WebGLRenderer
} from "three";

export default defineComponent({
  name: "HelloWorld",
  setup() {
    // 描画するDOMの指定
    const container = ref();
    // Three.js
    const scene = new Scene();
    const camera = new PerspectiveCamera();
    const renderer = new WebGLRenderer();
    const light = new PointLight();
    // 初期化
    const init = () => {
      if (container.value instanceof HTMLElement) {
        // DOMのサイズを取得
        const { clientWidth, clientHeight } = container.value;
        // :
        // :
        // 描画
        animate();
      }
    };
    // 描画
    const animate = () => {
      const frame = () => {
        // 描画
        renderer.render(scene, camera);
        // 画面を更新
        requestAnimationFrame(frame);
      };
      frame();
    };
    // マウント時に初期化して描画
    onMounted(() => {
      init();
    });
    return {
      container,
    };
  },
});    
</script>

Three.js にて glTFファイル をロードする

上記で作成した"CNT.glb"をプロジェクトフォルダのpublic/assets/に移動しておきます。そして、HelloWorld.vue に次のようにGLTFLoaderを読み込むためのimport文を記載をします。

import { GLTF, GLTFLoader } from "three/examples/jsm/loaders/GLTFLoader.js";

さらに、オブジェクトを追加するところにファイルをロードする処理を記述します。

        // オブジェクトの追加
        loader.load("assets/cnt.glb", (gltf: GLTF) => {
          const model = gltf.scene;
          model.scale.set(0.25, 0.25, 0.25);
          scene.add(model);
        });

これをnpm run devで試してみると、次のようにモデルがブラウザで表示されます。

npm run buildでビルドする際には、OrbitControlsのローカル変数のところでエラーになるため、tsconfig.jsonのパラメータを"noUnusedLocals": falseに書き換えておく必要があります。

おわりに

本稿では、いくつかの記事を参考にして、Three.jsをVue3で扱えるようにした環境で、Blenderで作成したカーボンナノチューブのモデルをブラウザに表示する手順を取り上げました。

本稿の環境

本稿のために使用した環境は以下となります。
macOS: Sonoma 14.4 (chip: Apple M1)
Blender: 4.0.2
anyenv: 1.1.5（homebrewにてインストール）
node: 18.19.0（anyenvのnodenvでインストール）
npm: 10.5.0
@vue/cli 5.0.8
three: 0.162.0
vue: 3.4.21
vue-router: 4.3.0
typescript:5.2.2
vite: 5.2.0

（●）（●） Happy Hacking!
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