اكتشاف ميزات WebHID في الواجهة الأمامية: إتقان استكشاف قدرات الأجهزة

تفتح واجهة برمجة التطبيقات WebHID إمكانيات مثيرة لتطبيقات الويب للتفاعل مباشرة مع مجموعة واسعة من أجهزة الواجهة البشرية (HIDs). بينما يكون الاتصال الأساسي بسيطًا، فإن إطلاق الإمكانات الحقيقية يكمن في اكتشاف قدرات الجهاز بفعالية. يقدم هذا المقال دليلاً شاملاً لاكتشاف الميزات باستخدام WebHID، مما يمكنك من بناء تجارب ويب أكثر ثراءً واستجابة وتخصيصًا.

ما هو WebHID ولماذا يهم اكتشاف الميزات؟

WebHID هي واجهة برمجة تطبيقات ويب تسمح لمواقع الويب بالوصول إلى أجهزة HID، والتي تشمل كل شيء من لوحات المفاتيح والفئران إلى وحدات التحكم في الألعاب وأجهزة الاستشعار والأجهزة المخصصة. على عكس واجهات برمجة تطبيقات الويب التقليدية التي تعتمد على واجهات موحدة، يوفر WebHID وصولاً مباشرًا إلى البيانات الخام للجهاز وآليات التحكم.

لكن التحدي يكمن في أن أجهزة HID متنوعة بشكل لا يصدق. قد تعرض لوحة ألعاب من إحدى الشركات المصنعة أزرارًا أو محاور أو مستشعرات مختلفة مقارنة بأخرى. قد يكون لجهاز استشعار صناعي مخصص تنسيقات بيانات فريدة أو خيارات تكوين خاصة. بدون طريقة قوية لاكتشاف الميزات، سيضطر تطبيق الويب الخاص بك إلى الاعتماد على افتراضات، مما يؤدي إلى مشكلات في التوافق ووظائف محدودة وتجربة مستخدم سيئة.

اكتشاف الميزات هو عملية تحديد قدرات وميزات جهاز HID متصل برمجيًا. يسمح هذا لتطبيق الويب الخاص بك بتكييف سلوكه وواجهة المستخدم ديناميكيًا بناءً على الجهاز المحدد المستخدم. وهذا يضمن الأداء الأمثل والتوافق وتجربة مخصصة لكل مستخدم.

فهم تقارير وواصفات HID

قبل الخوض في الكود، من الضروري فهم المفاهيم الأساسية لتقارير وواصفات HID. هذه هي العناصر الأساسية التي تحدد كيفية تواصل الجهاز مع النظام المضيف.

تقارير HID

التقرير في HID هو حزمة من البيانات يرسلها الجهاز إلى المضيف أو يستقبلها من المضيف. هناك ثلاثة أنواع أساسية من التقارير:

• تقارير الإدخال: البيانات المرسلة من الجهاز إلى المضيف (مثل ضغطات الأزرار، قراءات المستشعرات).
• تقارير الإخراج: البيانات المرسلة من المضيف إلى الجهاز (مثل ضبط ألوان LED، التحكم في سرعات المحركات).
• تقارير الميزات: تستخدم للاستعلام عن ميزات الجهاز وتكوينها (مثل استرداد إصدار البرنامج الثابت، ضبط مستويات الحساسية).

واصفات HID

الواصف في HID هو بنية ثنائية تصف قدرات الجهاز، بما في ذلك:

• أنواع التقارير التي يدعمها (إدخال، إخراج، ميزة).
• تنسيق البيانات داخل كل تقرير (مثل الحجم، أنواع البيانات، حقول البت).
• معنى كل عنصر بيانات (مثل الزر 1، المحور X، مستشعر درجة الحرارة).

الواصف هو في الأساس مخطط يخبر نظام التشغيل (وبالتالي، تطبيق الويب الخاص بك) بكيفية تفسير البيانات المرسلة من قبل الجهاز. الوصول إلى هذا الواصف وتحليله هو أساس اكتشاف الميزات في WebHID.

طرق اكتشاف الميزات باستخدام WebHID

هناك عدة أساليب لاكتشاف الميزات باستخدام WebHID، لكل منها نقاط قوة وضعف:

1. التحليل اليدوي للواصفات: الطريقة الأكثر مباشرة ولكنها أيضًا الأكثر تعقيدًا. تتضمن جلب واصف HID الخام وتفسير بنيته يدويًا بناءً على مواصفات HID.
2. استخدام معرفات تقارير HID: تستخدم العديد من الأجهزة معرفات التقارير للتمييز بين أنواع التقارير المختلفة. من خلال إرسال طلب تقرير ميزة بمعرف معين، يمكنك تحديد ما إذا كان الجهاز يدعم تلك الميزة.
3. صفحات الاستخدام والاستخدامات المعرفة من قبل البائع: يمكن لأجهزة HID تحديد صفحات استخدام واستخدامات مخصصة لتمثيل الميزات الخاصة بالبائع. يتيح لك الاستعلام عن هذه القيم تحديد وجود قدرات معينة.
4. مجموعات الميزات أو قواعد البيانات المحددة مسبقًا: الحفاظ على قاعدة بيانات لقدرات الأجهزة المعروفة بناءً على معرف البائع أو معرف المنتج أو معرفات أخرى. يتيح هذا اكتشاف الميزات بسرعة وسهولة للأجهزة الشائعة.

1. التحليل اليدوي للواصفات: الغوص العميق

يوفر التحليل اليدوي للواصفات التحكم الأكثر دقة في اكتشاف الميزات. ويتضمن الخطوات التالية:

1. طلب الوصول إلى الجهاز: استخدم navigator.hid.requestDevice() لمطالبة المستخدم بتحديد جهاز HID.
2. فتح الجهاز: استدعاء device.open() لإنشاء اتصال.
3. الحصول على واصف HID: للأسف، لا تعرض واجهة برمجة تطبيقات WebHID واصف HID الخام مباشرة. هذا قيد كبير. الحل البديل الشائع يتضمن إرسال طلب نقل تحكم "Get Descriptor" عبر device.controlTransferIn() إذا كان الجهاز يدعمه. ومع ذلك، هذا غير مدعوم عالميًا. لذلك، عادة ما تكون الطرق الأخرى أكثر موثوقية.
4. تحليل الواصف: بمجرد حصولك على الواصف (إذا تمكنت من الحصول عليه!)، تحتاج إلى تحليله وفقًا لمواصفات HID. يتضمن هذا فك تشفير البيانات الثنائية واستخراج معلومات حول أنواع التقارير وأحجام البيانات والاستخدامات وتفاصيل أخرى ذات صلة.

مثال (توضيحي، حيث أن الوصول المباشر للواصف محدود):

يفترض هذا المثال أن لديك طريقة للحصول على الواصف، ربما من خلال حل بديل أو مكتبة خارجية. هذا هو الجزء الصعب.

async function getDeviceDescriptor(device) {
  // هنا يكمن التحدي: الحصول على الواصف.
  // في الواقع، غالبًا ما يتم حذف هذا الجزء أو استبداله بطرق أخرى.
  // هذا المثال للأغراض التوضيحية فقط.
  //  فكر في استخدام مكتبة أو طريقة أخرى للحصول على الواصف.
  
  // محاكاة استلام واصف (استبدل بالاسترداد الفعلي)
  const descriptor = new Uint8Array([0x05, 0x01, 0x09, 0x02, 0xA1, 0x01, 0x09, 0x01, 0xA1, 0x00, 0x05, 0x09, 0x19, 0x01, 0x29, 0x03, 0x15, 0x00, 0x25, 0x01, 0x95, 0x03, 0x75, 0x01, 0x81, 0x02, 0x95, 0x01, 0x75, 0x05, 0x81, 0x03, 0x05, 0x01, 0x09, 0x30, 0x09, 0x31, 0x15, 0x81, 0x25, 0x7F, 0x75, 0x08, 0x95, 0x02, 0x81, 0x06, 0xC0, 0xC0]);
  return descriptor;
}

async function analyzeDescriptor(device) {
  const descriptor = await getDeviceDescriptor(device);

  // هذا مثال مبسط للتحليل. التحليل الحقيقي أكثر تعقيدًا.
  let offset = 0;

  while (offset < descriptor.length) {
    const byte = descriptor[offset];

    switch (byte) {
      case 0x05: // صفحة الاستخدام
        const usagePage = descriptor[offset + 1];
        console.log("Usage Page:", usagePage.toString(16));
        offset += 2;
        break;
      case 0x09: // الاستخدام
        const usage = descriptor[offset + 1];
        console.log("Usage:", usage.toString(16));
        offset += 2;
        break;
      case 0xA1: // مجموعة
        const collectionType = descriptor[offset + 1];
        console.log("Collection Type:", collectionType.toString(16));
        offset += 2;
        break;
      // ... حالات أخرى لأنواع العناصر ...
      default:
        console.log("Unknown Item:", byte.toString(16));
        offset++;
    }
  }
}

التحديات:

• التعقيد: يتطلب تحليل واصفات HID فهمًا عميقًا لمواصفات HID.
• الوصول المباشر المحدود: لا توفر WebHID واصف HID مباشرة، مما يجعل هذه الطريقة صعبة التنفيذ بشكل موثوق.
• عرضة للخطأ: التحليل اليدوي عرضة للأخطاء بسبب البنية المعقدة للواصف.

متى تستخدمها:

• عندما تحتاج إلى التحكم الأكثر دقة في اكتشاف الميزات وتكون على استعداد لاستثمار جهد كبير في فهم مواصفات HID.
• عندما لا تكون الطرق الأخرى كافية لتحديد الميزات المحددة التي تحتاجها.

2. استخدام معرفات تقارير HID: استعلامات ميزات مستهدفة

تستخدم العديد من أجهزة HID معرفات التقارير للتمييز بين أنواع التقارير المختلفة. من خلال إرسال طلب تقرير ميزة بمعرف معين، يمكنك تحديد ما إذا كان الجهاز يدعم ميزة معينة. تعتمد هذه الطريقة على استجابة البرنامج الثابت للجهاز بقيمة محددة إذا كانت الميزة موجودة.

مثال:

async function checkFeatureSupport(device, reportId, expectedResponse) {
  try {
    const data = new Uint8Array([reportId]); // تجهيز الطلب بمعرف التقرير
    await device.sendFeatureReport(reportId, data);

    // الاستماع لتقرير الإدخال من الجهاز الذي يشير إلى النجاح.
    device.addEventListener("inputreport", (event) => {
        const { data, reportId } = event;
        const value = data.getUint8(0);  // افتراض استجابة بايت واحد

        if(value === expectedResponse){
            console.log(`الميزة ذات معرف التقرير ${reportId} مدعومة.`);
            return true;
        } else {
            console.log(`الميزة ذات معرف التقرير ${reportId} أعادت قيمة غير متوقعة.`);
            return false;
        }
    });

    
    // بدلاً من ذلك، إذا استجاب الجهاز فورًا لـ getFeatureReport
    // const data = await device.receiveFeatureReport(reportId);
    // if (data[0] === expectedResponse) {
    //   console.log(`الميزة ذات معرف التقرير ${reportId} مدعومة.`);
    //   return true;
    // } else {
    //   console.log(`الميزة ذات معرف التقرير ${reportId} غير مدعومة.`);
    //   return false;
    // }

  } catch (error) {
    console.error(`خطأ في التحقق من الميزة ذات معرف التقرير ${reportId}:`, error);
    return false; // افتراض أن الميزة غير مدعومة في حالة حدوث خطأ
  }

  return false;
}


async function detectDeviceFeatures(device) {
  // مثال 1: التحقق من ميزة تحكم LED معينة (معرف تقرير افتراضي)
  const ledControlReportId = 0x01;
  const ledControlResponseValue = 0x01; // القيمة المتوقعة التي تشير إلى دعم LED.
  const hasLedControl = await checkFeatureSupport(device, ledControlReportId, ledControlResponseValue);

  if (hasLedControl) {
    console.log("الجهاز يدعم التحكم في LED!");
  } else {
    console.log("الجهاز لا يدعم التحكم في LED.");
  }

  // مثال 2: التحقق من ميزة مستشعر معينة (معرف تقرير افتراضي)
  const sensorReportId = 0x02;
  const sensorResponseValue = 0x01; // القيمة المتوقعة التي تشير إلى دعم المستشعر.
  const hasSensor = await checkFeatureSupport(device, sensorReportId, sensorResponseValue);

  if (hasSensor) {
    console.log("الجهاز لديه مستشعر!");
  } else {
    console.log("الجهاز لا يحتوي على مستشعر.");
  }
}

التحديات:

• تتطلب معرفة خاصة بالجهاز: تحتاج إلى معرفة معرفات التقارير المحددة والاستجابات المتوقعة للميزات التي تريد اكتشافها. توجد هذه المعلومات عادةً في وثائق الجهاز أو مواصفاته.
• معالجة الأخطاء: تحتاج إلى معالجة الأخطاء المحتملة، مثل عدم استجابة الجهاز أو إعادته لقيمة غير متوقعة.
• تفترض اتساق الجهاز: تعتمد على افتراض أن معرف تقرير معين سيتوافق دائمًا مع نفس الميزة عبر أجهزة مختلفة من نفس النوع.

متى تستخدمها:

• عندما يكون لديك وصول إلى وثائق الجهاز أو مواصفاته، والتي توفر معرفات التقارير والاستجابات المتوقعة اللازمة.
• عندما تحتاج إلى اكتشاف ميزات معينة لا تغطيها استخدامات HID القياسية.

3. صفحات الاستخدام والاستخدامات المعرفة من قبل البائع: تحديد الميزات المخصصة

تسمح مواصفات HID للبائعين بتحديد صفحات استخدام واستخدامات مخصصة لتمثيل الميزات الخاصة بالبائع. صفحة الاستخدام هي مساحة اسم للاستخدامات ذات الصلة، بينما يحدد الاستخدام وظيفة أو سمة معينة داخل تلك الصفحة. من خلال الاستعلام عن هذه القيم المعرفة من قبل البائع، يمكنك تحديد وجود قدرات مخصصة.

مثال:

يوضح هذا المثال المفهوم. قد يتطلب التنفيذ الفعلي قراءة واصف التقرير لتحديد الاستخدامات المتاحة.

// هذا توضيح مفاهيمي. لا تعرض WebHID مباشرة
// طرقًا للاستعلام عن صفحات/استخدامات الاستخدام بدون تحليل إضافي للواصف.

async function checkVendorDefinedFeature(device, vendorId, featureUsagePage, featureUsage) {
  // منطق مبسط - استبدل بالطريقة الفعلية إذا كانت متاحة في إصدارات WebHID المستقبلية
  if (device.vendorId === vendorId) {
    // افترض أن التحقق من الاستخدام ممكن داخليًا
    // if (device.hasUsage(featureUsagePage, featureUsage)) { // دالة افتراضية
    //   console.log("الجهاز يدعم الميزة المعرفة من قبل البائع!");
    //   return true;
    // }

    console.log("لا يمكن التحقق مباشرة من دعم الجهاز للميزة المعرفة من قبل البائع. فكر في طرق أخرى.");

  } else {
    console.log("الجهاز لا يتطابق مع معرف البائع المتوقع.");
  }

  return false;
}


async function detectVendorFeatures(device) {
  // مثال: التحقق من ميزة مخصصة معرفة من قبل البائع XYZ (افتراضي)
  const vendorId = 0x1234; // معرف بائع افتراضي
  const featureUsagePage = 0xF001; // صفحة استخدام معرفة من قبل البائع افتراضية
  const featureUsage = 0x0001; // استخدام افتراضي للميزة

  const hasVendorFeature = await checkVendorDefinedFeature(device, vendorId, featureUsagePage, featureUsage);

  // مثال على نهج بديل باستخدام تقرير ميزة. يحتاج إلى تحليل واصفات التقرير للاستخدام العملي.
  if (hasVendorFeature) {
    console.log("الجهاز يدعم ميزة البائع XYZ المخصصة!");
  } else {
    console.log("الجهاز لا يدعم ميزة البائع XYZ المخصصة.");
  }
}

التحديات:

• تتطلب وثائق البائع: تحتاج إلى الوصول إلى وثائق البائع لفهم معنى صفحات الاستخدام والاستخدامات المخصصة لديهم.
• الافتقار إلى التوحيد القياسي: الميزات المعرفة من قبل البائع ليست موحدة، مما يجعل من الصعب إنشاء كود اكتشاف ميزات عام.
• دعم WebHID المحدود: قد لا تعرض تطبيقات WebHID الحالية طرقًا للاستعلام عن صفحات الاستخدام والاستخدامات مباشرة دون تحليل أكثر تقدمًا لواصف التقرير.

متى تستخدمها:

• عندما تعمل مع أجهزة بائع معين ولديك وصول إلى وثائقهم.
• عندما تحتاج إلى اكتشاف ميزات مخصصة لا تغطيها استخدامات HID القياسية.

4. مجموعات الميزات أو قواعد البيانات المحددة مسبقًا: تبسيط التعرف على الأجهزة

أحد الأساليب العملية لاكتشاف الميزات هو الحفاظ على قاعدة بيانات لقدرات الأجهزة المعروفة بناءً على معرف البائع أو معرف المنتج أو خصائص تعريفية أخرى. يتيح هذا لتطبيق الويب الخاص بك التعرف بسرعة على الأجهزة الشائعة وتطبيق تكوينات أو مجموعات ميزات محددة مسبقًا.

مثال:

const deviceDatabase = {
  "046d:c52b": { // فأرة الألعاب Logitech G502 (معرف البائع:معرف المنتج)
    features: {
      dpiAdjustment: true,
      programmableButtons: 11,
      rgbLighting: true
    }
  },
  "04f3:0c4b": { // Elgato Stream Deck (معرف البائع:معرف المنتج)
    features: {
      lcdButtons: true,
      customIcons: true,
      hotkeys: true
    }
  }
  // ... المزيد من تعريفات الأجهزة ...
};


async function detectDeviceFeaturesFromDatabase(device) {
  const deviceId = `${device.vendorId.toString(16)}:${device.productId.toString(16)}`;

  if (deviceDatabase[deviceId]) {
    const features = deviceDatabase[deviceId].features;
    console.log("تم العثور على الجهاز في قاعدة البيانات!");
    console.log("الميزات:", features);
    return features;
  } else {
    console.log("لم يتم العثور على الجهاز في قاعدة البيانات.");
    return null; // الجهاز غير معروف
  }
}

التحديات:

• صيانة قاعدة البيانات: يتطلب تحديث قاعدة البيانات بأجهزة وميزات جديدة جهدًا مستمرًا.
• تغطية محدودة: قد لا تحتوي قاعدة البيانات على معلومات لجميع أجهزة HID الممكنة، خاصة الأجهزة الأقل شيوعًا أو المخصصة.
• احتمالية عدم الدقة: قد تكون معلومات الجهاز في قاعدة البيانات غير مكتملة أو غير دقيقة، مما يؤدي إلى اكتشاف ميزات غير صحيح.

متى تستخدمها:

• عندما تحتاج إلى دعم مجموعة واسعة من أجهزة HID الشائعة.
• عندما تريد توفير طريقة سريعة وسهلة لتكوين الأجهزة دون مطالبة المستخدمين بإعداد الميزات يدويًا.
• كآلية احتياطية عندما تفشل طرق اكتشاف الميزات الأخرى.

أفضل الممارسات لاكتشاف ميزات WebHID

• إعطاء الأولوية لخصوصية المستخدم: اطلب دائمًا الوصول إلى الجهاز بشكل صريح من المستخدم واشرح بوضوح سبب حاجتك للوصول إلى أجهزة HID الخاصة بهم.
• توفير آليات احتياطية: إذا فشل اكتشاف الميزات، فقدم طريقة للمستخدمين لتكوين أجهزتهم يدويًا أو الاختيار من قائمة الميزات المدعومة.
• معالجة الأخطاء بأناقة: قم بتنفيذ معالجة قوية للأخطاء لمنع السلوك غير المتوقع أو الأعطال.
• استخدام العمليات غير المتزامنة: عمليات WebHID غير متزامنة، لذا تأكد من استخدام async و await لتجنب حظر الخيط الرئيسي.
• تحسين الأداء: قلل من عدد طلبات اكتشاف الميزات لتحسين الأداء وتقليل استهلاك البطارية.
• النظر في المكتبات الخارجية: استكشف استخدام المكتبات أو الوحدات الخارجية التي توفر تجريدات عالية المستوى لاكتشاف ميزات WebHID.
• الاختبار الشامل: اختبر الكود الخاص بك مع مجموعة متنوعة من أجهزة HID لضمان التوافق والدقة. فكر في استخدام أطر الاختبار الآلي لتبسيط عملية الاختبار.

أمثلة واقعية وحالات استخدام

• الألعاب: تعديل تخطيطات لوحة الألعاب ديناميكيًا بناءً على الأزرار والمحاور والمستشعرات المكتشفة.
• إمكانية الوصول: تكييف واجهة المستخدم للأجهزة المساعدة، مثل لوحات المفاتيح البديلة أو أجهزة التأشير.
• التحكم الصناعي: التفاعل مع المستشعرات والمشغلات المخصصة المستخدمة في التصنيع والروبوتات والتطبيقات الصناعية الأخرى. على سبيل المثال، يمكن لتطبيق ويب اكتشاف وجود مستشعرات درجة حرارة أو مقاييس ضغط معينة متصلة عبر USB-HID.
• التعليم: بناء أدوات تعليمية تفاعلية تستخدم أجهزة متخصصة، مثل المجاهر الإلكترونية أو أنظمة الحصول على البيانات.
• الرعاية الصحية: الاتصال بالأجهزة الطبية، مثل مقاييس التأكسج النبضي أو أجهزة قياس ضغط الدم، لمراقبة المرضى عن بعد.
• الفن الرقمي: دعم مجموعة متنوعة من ألواح الرسم والأقلام مع حساسية الضغط وكشف الميل. مثال عالمي هو دعم ألواح Wacom التي يستخدمها الفنانون في جميع أنحاء العالم، وتفسير مستويات الضغط وتكوينات الأزرار بشكل صحيح.

الخاتمة

يعد اكتشاف الميزات جانبًا حاسمًا في بناء تطبيقات ويب قوية وسهلة الاستخدام باستخدام WebHID. من خلال فهم مفاهيم تقارير HID وواصفاتها وطرق الكشف المختلفة، يمكنك إطلاق الإمكانات الكاملة لهذه الواجهة البرمجية القوية. على الرغم من وجود تحديات، خاصة مع الوصول المباشر للواصفات، فإن الجمع بين الأساليب المختلفة والاستفادة من الموارد الخارجية يمكن أن يؤدي إلى حلول أكثر فعالية وقابلية للتكيف. مع استمرار تطور WebHID، توقع رؤية المزيد من التحسينات في قدرات اكتشاف الميزات، مما يجعل من الأسهل إنشاء تجارب ويب مقنعة تتفاعل بسلاسة مع مجموعة واسعة من الأجهزة.

تذكر إعطاء الأولوية لخصوصية المستخدم، ومعالجة الأخطاء بأناقة، والاختبار الشامل لضمان تجربة إيجابية وموثوقة للمستخدمين. من خلال إتقان فن اكتشاف ميزات WebHID، يمكنك بناء تطبيقات ويب مبتكرة وجذابة حقًا تسد الفجوة بين العالمين الرقمي والمادي.