事例紹介 - 20thingsilearned.com のページめくり効果

はじめに

2010 年に、F-i.com と Google Chrome チームは、HTML5 ベースの教育用ウェブアプリ「20 Things I Learned about Browsers and the Web」(www.20thingsilearned.com)を共同で開発しました。このプロジェクトの重要なアイデアの 1 つは、書籍のコンテキストで提示するのが最適であるということでした。書籍の内容はオープンウェブ技術に関するものが多いため、コンテナ自体をこれらの技術で実現できることの例として、その内容に忠実であり続けることが重要だと考えました。

『ブラウザとウェブについて学んだ 20 のこと』の表紙とホームページ
「ブラウザとウェブについて学んだ 20 のこと」(www.20thingsilearned.com)の表紙とホームページ

現実世界の書籍の感覚を実現する最善の方法は、アナログな読書体験の優れた部分をシミュレートしながら、ナビゲーションなどの分野でデジタル領域の利点を活用することだと判断しました。読書フローのグラフィカルでインタラクティブな処理、特に書籍のページがどのようにめくられるかについては、多くの労力が費やされました。

スタートガイド

このチュートリアルでは、canvas 要素と JavaScript を使用して独自のページめくり効果を作成するプロセスについて説明します。変数宣言やイベント リスナーの登録など、基本的なコードの一部は、この記事のスニペットから除外されています。動作する例を参照してください。

始める前に、デモを確認して、作成するものを把握しておくことをおすすめします。

マークアップ

キャンバスに描画したものは、検索エンジンでインデックス登録されず、訪問者が選択したり、ブラウザ内検索で見つけたりすることができないことを常に覚えておくことが重要です。そのため、扱うコンテンツは DOM に直接配置され、JavaScript が利用可能な場合は JavaScript によって操作されます。このために必要なマークアップは最小限です。

<div id='book'>
<canvas id='pageflip-canvas'></canvas>
<div id='pages'>
<section>
    <div> <!-- Any type of contents here --> </div>
</section>
<!-- More <section>s here -->
</div>
</div>

書籍のメイン コンテナ要素が 1 つあり、その中に書籍のさまざまなページと、ページをめくるアニメーションを描画する canvas 要素が含まれています。section 要素内にはコンテンツの div ラッパーがあります。これは、コンテンツのレイアウトに影響を与えることなくページの幅を変更するために必要です。div の幅は固定されており、section はオーバーフローを非表示にするように設定されているため、section の幅が div の水平方向のマスクとして機能します。

Open Book。
紙の質感と茶色のブックカバーを含む背景画像が書籍要素に追加されます。

論理

ページめくりを可能にするコードはそれほど複雑ではありませんが、手続き的に生成されたグラフィックが多数含まれているため、かなり広範囲にわたります。まず、コード全体で使用する定数値の説明を見てみましょう。

var BOOK_WIDTH = 830;
var BOOK_HEIGHT = 260;
var PAGE_WIDTH = 400;
var PAGE_HEIGHT = 250;
var PAGE_Y = ( BOOK_HEIGHT - PAGE_HEIGHT ) / 2;
var CANVAS_PADDING = 60;

キャンバスの周囲に CANVAS_PADDING を追加して、ページをめくるときに紙が本の外に伸びるようにします。ここで定義されている定数の一部は CSS でも設定されているため、本のサイズを変更する場合は、CSS の値も更新する必要があります。

定数。
コード全体で使用される定数値。インタラクションをトラッキングし、ページめくりを描画するために使用されます。

次に、各ページのフリップ オブジェクトを定義する必要があります。これらのオブジェクトは、本を操作するたびに更新され、フリップの現在のステータスが反映されます。

// Create a reference to the book container element
var book = document.getElementById( 'book' );

// Grab a list of all section elements (pages) within the book
var pages = book.getElementsByTagName( 'section' );

for( var i = 0, len = pages.length; i < len; i++ ) {
pages[i].style.zIndex = len - i;

flips.push( {
progress: 1,
target: 1,
page: pages[i],
dragging: false
});
}

まず、セクション要素の z-index を整理して、最初のページが一番上に、最後のページが一番下になるように、ページが正しくレイヤ化されていることを確認する必要があります。フリップ オブジェクトの最も重要なプロパティは、progresstarget の値です。これらは、ページが現在どの程度折り畳まれているかを判断するために使用されます。-1 は左端まで、0 は本の中心、+1 は本の右端まで折り畳まれていることを意味します。

進行状況。
フリップの進行状況と目標値を使用して、折りたたみページを -1 から +1 のスケールで描画する位置を決定します。

各ページにフリップ オブジェクトを定義したので、ユーザーの入力をキャプチャして使用し、フリップの状態を更新する必要があります。

function mouseMoveHandler( event ) {
// Offset mouse position so that the top of the book spine is 0,0
mouse.x = event.clientX - book.offsetLeft - ( BOOK_WIDTH / 2 );
mouse.y = event.clientY - book.offsetTop;
}

function mouseDownHandler( event ) {
// Make sure the mouse pointer is inside of the book
if (Math.abs(mouse.x) < PAGE_WIDTH) {
if (mouse.x < 0 &amp;&amp; page - 1 >= 0) {
    // We are on the left side, drag the previous page
    flips[page - 1].dragging = true;
}
else if (mouse.x > 0 &amp;&amp; page + 1 < flips.length) {
    // We are on the right side, drag the current page
    flips[page].dragging = true;
}
}

// Prevents the text selection
event.preventDefault();
}

function mouseUpHandler( event ) {
for( var i = 0; i < flips.length; i++ ) {
// If this flip was being dragged, animate to its destination
if( flips[i].dragging ) {
    // Figure out which page we should navigate to
    if( mouse.x < 0 ) {
    flips[i].target = -1;
    page = Math.min( page + 1, flips.length );
    }
    else {
    flips[i].target = 1;
    page = Math.max( page - 1, 0 );
    }
}

flips[i].dragging = false;
}
}

mouseMoveHandler 関数は、常に最新のカーソル位置に向かって動作するように mouse オブジェクトを更新します。

mouseDownHandler では、まずマウスが左ページと右ページのどちらで押されたかを確認し、めくり始める方向を特定します。また、最初または最後のページにいる可能性があるため、その方向に別のページが存在することも確認します。これらのチェック後に有効なフリップ オプションが利用可能な場合、対応するフリップ オブジェクトの dragging フラグを true に設定します。

mouseUpHandler に達すると、すべての flips を確認し、dragging としてフラグが設定され、リリースされるべきものがあるかどうかを確認します。フリップがリリースされると、現在のマウスの位置に応じて、フリップする側の値と一致するようにターゲット値を設定します。ページ番号もこのナビゲーションを反映するように更新されます。

レンダリング

これでロジックの大部分が完成したので、折り紙をキャンバス要素にレンダリングする方法について説明します。この処理のほとんどは render() 関数内で行われます。この関数は 1 秒間に 60 回呼び出され、すべてのアクティブなフリップの現在の状態を更新して描画します。

function render() {
// Reset all pixels in the canvas
context.clearRect( 0, 0, canvas.width, canvas.height );

for( var i = 0, len = flips.length; i < len; i++ ) {
var flip = flips[i];

if( flip.dragging ) {
    flip.target = Math.max( Math.min( mouse.x / PAGE_WIDTH, 1 ), -1 );
}

// Ease progress towards the target value
flip.progress += ( flip.target - flip.progress ) * 0.2;

// If the flip is being dragged or is somewhere in the middle
// of the book, render it
if( flip.dragging || Math.abs( flip.progress ) < 0.997 ) {
    drawFlip( flip );
}

}
}

flips のレンダリングを開始する前に、clearRect(x,y,w,h) メソッドを使用してキャンバスをリセットします。キャンバス全体をクリアすると、パフォーマンスに大きな影響が生じるため、描画する領域のみをクリアする方がはるかに効率的です。このチュートリアルでは、キャンバス全体をクリアするだけにします。

フリップがドラッグされている場合は、マウスの位置に合わせて target の値を更新しますが、実際のピクセルではなく -1 から 1 のスケールで更新します。また、progresstarget までの距離の分数だけ増分します。これにより、すべてのフレームで更新されるため、フリップがスムーズにアニメーションで進行します。

すべてのフレームで flips を処理するため、アクティブなものだけを再描画するようにする必要があります。フリップが書籍の端から 0.3% 以内の BOOK_WIDTH に近い場合、または dragging としてフラグが設定されている場合は、アクティブとみなされます。

ロジックがすべて揃ったので、現在の状態に応じてフリップのグラフィカルな表現を描画する必要があります。drawFlip(flip) 関数の最初の部分を見てみましょう。

// Determines the strength of the fold/bend on a 0-1 range
var strength = 1 - Math.abs( flip.progress );

// Width of the folded paper
var foldWidth = ( PAGE_WIDTH * 0.5 ) * ( 1 - flip.progress );

// X position of the folded paper
var foldX = PAGE_WIDTH * flip.progress + foldWidth;

// How far outside of the book the paper is bent due to perspective
var verticalOutdent = 20 * strength;

// The maximum widths of the three shadows used
var paperShadowWidth = (PAGE_WIDTH*0.5) * Math.max(Math.min(1 - flip.progress, 0.5), 0);
var rightShadowWidth = (PAGE_WIDTH*0.5) * Math.max(Math.min(strength, 0.5), 0);
var leftShadowWidth = (PAGE_WIDTH*0.5) * Math.max(Math.min(strength, 0.5), 0);

// Mask the page by setting its width to match the foldX
flip.page.style.width = Math.max(foldX, 0) + 'px';

このコードのセクションでは、まず、折り目をリアルに描画するために必要な視覚変数の数を計算します。ここで描画するフリップの progress 値は、ページ折り返しを表示する場所であるため、大きな役割を果たします。ページめくり効果に奥行きを加えるため、本の上下の端から紙がはみ出すようにします。この効果は、めくりが本の背表紙に近いときに最大になります。

反転
ページをめくったりドラッグしたりすると、ページが折りたたまれたように見えます。

これで、すべての値の準備が整いました。あとは、くじを引くだけです。

context.save();
context.translate( CANVAS_PADDING + ( BOOK_WIDTH / 2 ), PAGE_Y + CANVAS_PADDING );

// Draw a sharp shadow on the left side of the page
context.strokeStyle = `rgba(0,0,0,`+(0.05 * strength)+`)`;
context.lineWidth = 30 * strength;
context.beginPath();
context.moveTo(foldX - foldWidth, -verticalOutdent * 0.5);
context.lineTo(foldX - foldWidth, PAGE_HEIGHT + (verticalOutdent * 0.5));
context.stroke();

// Right side drop shadow
var rightShadowGradient = context.createLinearGradient(foldX, 0,
            foldX + rightShadowWidth, 0);
rightShadowGradient.addColorStop(0, `rgba(0,0,0,`+(strength*0.2)+`)`);
rightShadowGradient.addColorStop(0.8, `rgba(0,0,0,0.0)`);

context.fillStyle = rightShadowGradient;
context.beginPath();
context.moveTo(foldX, 0);
context.lineTo(foldX + rightShadowWidth, 0);
context.lineTo(foldX + rightShadowWidth, PAGE_HEIGHT);
context.lineTo(foldX, PAGE_HEIGHT);
context.fill();

// Left side drop shadow
var leftShadowGradient = context.createLinearGradient(
foldX - foldWidth - leftShadowWidth, 0, foldX - foldWidth, 0);
leftShadowGradient.addColorStop(0, `rgba(0,0,0,0.0)`);
leftShadowGradient.addColorStop(1, `rgba(0,0,0,`+(strength*0.15)+`)`);

context.fillStyle = leftShadowGradient;
context.beginPath();
context.moveTo(foldX - foldWidth - leftShadowWidth, 0);
context.lineTo(foldX - foldWidth, 0);
context.lineTo(foldX - foldWidth, PAGE_HEIGHT);
context.lineTo(foldX - foldWidth - leftShadowWidth, PAGE_HEIGHT);
context.fill();

// Gradient applied to the folded paper (highlights &amp; shadows)
var foldGradient = context.createLinearGradient(
foldX - paperShadowWidth, 0, foldX, 0);
foldGradient.addColorStop(0.35, `#fafafa`);
foldGradient.addColorStop(0.73, `#eeeeee`);
foldGradient.addColorStop(0.9, `#fafafa`);
foldGradient.addColorStop(1.0, `#e2e2e2`);

context.fillStyle = foldGradient;
context.strokeStyle = `rgba(0,0,0,0.06)`;
context.lineWidth = 0.5;

// Draw the folded piece of paper
context.beginPath();
context.moveTo(foldX, 0);
context.lineTo(foldX, PAGE_HEIGHT);
context.quadraticCurveTo(foldX, PAGE_HEIGHT + (verticalOutdent * 2),
                        foldX - foldWidth, PAGE_HEIGHT + verticalOutdent);
context.lineTo(foldX - foldWidth, -verticalOutdent);
context.quadraticCurveTo(foldX, -verticalOutdent * 2, foldX, 0);

context.fill();
context.stroke();

context.restore();

キャンバス API の translate(x,y) メソッドは、座標系をオフセットするために使用されます。これにより、背表紙の上部を 0,0 の位置としてページめくりを描画できます。また、描画が完了したら、キャンバスの現在の変換行列を save() し、それを restore() する必要があります。

翻訳
ここからページフリップを描画します。元の 0,0 ポイントは画像の左上にありますが、translate(x,y) で変更することで、描画ロジックを簡素化します。

foldGradient は、折り紙の形を塗りつぶして、リアルなハイライトと影を表現するために使用します。また、紙の絵の周りに非常に細い線を追加して、明るい背景に置いたときに紙が消えないようにします。

あとは、上記で定義したプロパティを使用して、折り紙の形を描画するだけです。紙の左右は直線で描かれ、上下は曲線で描かれており、折り紙の折り曲げられた感じが伝わってきます。この用紙の曲げ強度は verticalOutdent の値によって決まります。

これで、これで、ページめくりナビゲーションが完全に機能するようになりました。

ページめくりデモ

ページめくり効果は、適切なインタラクティブな感覚を伝えることがすべてであるため、画像を見ても正確に表現することはできません。

次のステップ

ハードフリップ
このチュートリアルのソフト ページ フリップは、インタラクティブなハードカバーなどの書籍のような他の機能と組み合わせることで、さらに強力になります。

これは、canvas 要素などの HTML5 機能を利用して実現できることの一例にすぎません。この手法の抜粋元である、より洗練された書籍の体験については、www.20thingsilearned.com をご覧になることをおすすめします。ここでは、ページめくりを実際のアプリケーションでどのように適用できるか、他の HTML5 機能と組み合わせるとどれほど強力になるかを確認できます。

参照