フロントエンドで動画デコレーション&レンダリング

1 はじめに
2 レンダリング方法の検討
3 背景部分のキャプチャ
- 3.1 modern-screenshotの導入
- 3.2 DOMのキャプチャ
4 ffmpeg.wasmで画像と動画を合成
- 4.1 ffmpegでエンコード
- 4.2 Next.jsでの動的import
5 さいごに
6 おすすめ書籍

はじめに

今回は、以下のように動画用の背景画像をHTML+CSSで作り、その中心に動画を合成してレンダリングしてみたいと思います。今回主に紹介したいのは、「DOMのキャプチャ」と「ffmpeg.wasm」を使ったレンダリングです。

レンダリング方法の検討

次の2つの方法を考えました。

背景用のDOMをキャプチャし、ffmpegで動画と合成する
DOM上で背景とvideoタグを配置した上で、を丸ごと全フレームを画像に変換し、ffmpegまたはWebCodecsで動画にエンコードする

今回は1の方法で実装を進めます。2もやってみたのですが、次のような理由で実装が難しく、断念しました。

キャプチャ対象のDOMにvideoタグが含まれると、iOSでキャプチャできない。そのため、別途Remotion Player外にvideoタグを用意し、キャプチャするときだけRemotion Player内のVideoコンポーネントの代わりにcanvasを置き、外のvideoタグの内容をcanvasに書き写す必要がある。
Playerを1フレーム進めてから、実際に動画のフレームが描画されるまでラグがあり、videoの onSeeked でキャプチャする必要があるが、それを1フレームずつ繰り返していると途中で止まってしまう。

ちなみに、1の方法だと、動画の最中で背景に変化をさせることができません。

背景部分のキャプチャ

まずは、背景部分をキャプチャします。

modern-screenshotの導入

DOMをキャプチャするパッケージはいくつかありますが、その中でも最も様々なDOMやデバイスに対応していると思われる「modern-screenshot」を使います。このハッケージはhtml-to-imageのフォークです。(ちなみに、html-to-imageもdom-to-imageのフォークですが、dom-to-imageはメンテナンスが止まっています。)
これらのパッケージの動作原理ですが、こちらが参考になります。基本的には、 <svg> タグ内にHTMLを埋め込むことができる <foreignObject> の中にHTMLを入れ、svgをPNGに変換することで画像化しています。

それでは、moden-screenshotをpnpmで導入します。

1	pnpm add modern-screenshot

DOMのキャプチャ

modern-screenshotの domToPng() を使ってキャプチャします。この関数はPromiseを返すのですが、

"use client";

import { useCallback, useMemo, useRef, useState } from "react";

import { domToCanvas, domToPng } from "modern-screenshot";

export default function MVShortenerMain() {

const [videoFile, setVideoFile] = useState<File | null>(null);

const bgRef = useRef<HTMLDivElement>(null);

const onClickRender = useCallback(() => {

if (!bgRef.current) {

return;

}

// scale=4は仮の値。本来は、playerのサイズから出力先の1080x1920に合わせて計算する

domToPng(bgRef.current, { backgroundColor: "transparent", scale: 4 })

.then(async (dataUrl) => {

await render(dataUrl); // ffmpegでレンダリング

})

.catch((err) => {

console.log(err);

});

return;

}, [render]);

return (

<div

ref={bgRef}

style={{

width: 270,

height: 480,

backgroundImage:

"linear-gradient(151deg, rgba(247, 93, 139, 1), rgba(254, 220, 64, 1))",

fontSize: 50,

textAlign: "center",

paddingTop: 30,

}}

🎄🕺🍖

</div>

<Button onClick={onClickRender}>動画を作る</Button>

</>

);

}

これで、DOMをキャプチャすることができました。

ffmpeg.wasmで画像と動画を合成

ffmpegでエンコード

最後に、ffmpeg.wasmで、先ほどキャプチャした画像と動画を合成していきます。

"use client"; import { FFmpeg } from "@ffmpeg/ffmpeg"; import { fetchFile, toBlobURL } from "@ffmpeg/util"; export default function MVShortenerMain() { const [videoFile, setVideoFile] = useState<File | null>(null); const ffmpegRef = useRef(new FFmpeg()); const loadIfNeeded = async () => { // ビルド済みのffmpegをダウンロードして読み込む const baseURL = "https://unpkg.com/@ffmpeg/core@0.12.6/dist/umd"; const ffmpeg = ffmpegRef.current; if (ffmpeg.loaded) { return; } // ffmpegのログをコンソールに出力 ffmpeg.on("log", ({ message }) => { console.log(message); }); // toBlobURL is used to bypass CORS issue, urls with the same // domain can be used directly. await ffmpeg.load({ coreURL: await toBlobURL(`${baseURL}/ffmpeg-core.js`, "text/javascript"), wasmURL: await toBlobURL( `${baseURL}/ffmpeg-core.wasm`, "application/wasm", ), }); }; const render = useCallback( async (bgUrl: string) => { if (!videoFile) { return; } await loadIfNeeded(); const ffmpeg = ffmpegRef.current; // 動画をファイルシステムに書き込み await ffmpeg.writeFile("input", await fetchFile(videoFile)); // 先ほどキャプチャした画像を書き込み await ffmpeg.writeFile("bg.png", await fetchFile(bgUrl)); await ffmpeg.exec([ "-i", // ファイルシステムに書き込んだ画像をinput "bg.png", "-i", // ファイルシステムに書き込んだ動画をinput "input", "-filter_complex", // 動画を中心にフィットするように配置し、その上に画像をオーバーレイ "[0:v]scale=1080:1920[bg];[1:v]scale=w=trunc(ih*dar/2)*2:h=trunc(ih/2)*2, setsar=1/1, scale=w=1080:h=1920:force_original_aspect_ratio=1, pad=w=1080:h=1920:x=(ow-iw)/2:y=(oh-ih)/2:color=black@0;[bg]overlay=(W-w)/2:(H-h)/2", "-preset", // エンコード速度を最速にする "ultrafast", "-t", "5", "output.mp4", // outputのファイル名 ]); const data = (await ffmpeg.readFile("output.mp4")) as any; console.log(data); const a = document.createElement("a"); a.href = URL.createObjectURL( new Blob([data.buffer], { type: "video/mp4" }), ); a.download = "output.mp4"; a.click(); }, [videoFile], ); // ・・・省略・・・ ); }

"use client";

import { FFmpeg } from "@ffmpeg/ffmpeg";

import { fetchFile, toBlobURL } from "@ffmpeg/util";

export default function MVShortenerMain() {

const [videoFile, setVideoFile] = useState<File | null>(null);

const ffmpegRef = useRef(new FFmpeg());

const loadIfNeeded = async () => {

// ビルド済みのffmpegをダウンロードして読み込む

const baseURL = "https://unpkg.com/@ffmpeg/core@0.12.6/dist/umd";

const ffmpeg = ffmpegRef.current;

if (ffmpeg.loaded) {

return;

}

// ffmpegのログをコンソールに出力

ffmpeg.on("log", ({ message }) => {

console.log(message);

});

// toBlobURL is used to bypass CORS issue, urls with the same

// domain can be used directly.

await ffmpeg.load({

coreURL: await toBlobURL(`${baseURL}/ffmpeg-core.js`, "text/javascript"),

wasmURL: await toBlobURL(

`${baseURL}/ffmpeg-core.wasm`,

"application/wasm",

});

};

const render = useCallback(

async (bgUrl: string) => {

if (!videoFile) {

return;

}

await loadIfNeeded();

const ffmpeg = ffmpegRef.current;

// 動画をファイルシステムに書き込み

await ffmpeg.writeFile("input", await fetchFile(videoFile));

// 先ほどキャプチャした画像を書き込み

await ffmpeg.writeFile("bg.png", await fetchFile(bgUrl));

await ffmpeg.exec([

"-i", // ファイルシステムに書き込んだ画像をinput

"bg.png",

"-i", // ファイルシステムに書き込んだ動画をinput

"input",

"-filter_complex", // 動画を中心にフィットするように配置し、その上に画像をオーバーレイ

"[0:v]scale=1080:1920[bg];[1:v]scale=w=trunc(ih*dar/2)*2:h=trunc(ih/2)*2, setsar=1/1, scale=w=1080:h=1920:force_original_aspect_ratio=1, pad=w=1080:h=1920:x=(ow-iw)/2:y=(oh-ih)/2:color=black@0;[bg]overlay=(W-w)/2:(H-h)/2",

"-preset", // エンコード速度を最速にする

"ultrafast",

"-t",

"5",

"output.mp4", // outputのファイル名

]);

const data = (await ffmpeg.readFile("output.mp4")) as any;

console.log(data);

const a = document.createElement("a");

a.href = URL.createObjectURL(

new Blob([data.buffer], { type: "video/mp4" }),

);

a.download = "output.mp4";

a.click();

[videoFile],

);

// ・・・省略・・・

);

}

-filter_complexでは、背景画像の上に、動画を中心にフィットするように配置しています。。動画をフィットして配置するコマンドは以下を参考にしました。
http://sogohiroaki.sblo.jp/article/183618558.html

また -preset ultrafast にすることで、エンコード速度を最速にしています。これは、ffmpeg.wasmはトランスコード(動画や音声などののデコード・エンコード)のパフォーマンスが悪く、presetを指定しないとエンコードにめちゃくちゃ時間が時間がかかってしまうためです。
presetのみを指定すると、速度を速くすればするほどファイルサイズが大きくなります(ビットレート一定モードと併用すると、時間をかけた分品質が向上します)。このオプションの詳細は以下が参考になります。
https://tech.ckme.co.jp/ffmpeg_h264.shtml

これで実際に動かしてみると、以下のような動画が出力されました!

Next.jsでの動的import

ここまでの実装で、一通り動くのですが、Next.jsを使っていると以下のエラーがNext.jsのログに出力されます。

⨯ node_modules/.pnpm/@ffmpeg+ffmpeg@0.12.10/node_modules/@ffmpeg/ffmpeg/dist/esm/empty.mjs (4:0) @ new FFmpeg

⨯ Error: ffmpeg.wasm does not support nodejs

at MVShortenerMain (./src/app/mv-shortener/MVShortenerMain.tsx:45:69)

Node.jsではffmpeg.wasmは使えないようなので、どうやらサーバサイドレンダリング時にffmpeg.wasmを使っているのが良くないようです。そこで、ffmpegを使っているコンポーネントそのものをdynamic importすることで、サーバサイドレンダリングを回避してみます。

import dynamic from "next/dynamic";

const MVShortenerMain = dynamic(

() => import("@/app/mv-shortener/MVShortenerMain"),

{ ssr: false },

);

export default function MVShortenerPage() {

return <MVShortenerMain />;

}

dynamic() の第2引数に { ssr: false } を指定することで、サーバサイドレンダリングをしないようにできます。このようにすることで、先ほどのエラーを回避することができます。

さいごに

フロントエンドだけでなんとか動画の合成とエンコードに成功しました!

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