Виртуална реалност за Frontend: Ръководство за разработчици за интеграция на WebXR и A-Frame

Интернет се развива. От десетилетия той е двуизмерен пейзаж от текст, изображения и видеоклипове, ограничени до плоските екрани на нашите устройства. Но се появява нова граница: завладяващата уеб среда. Тази следваща еволюция носи триизмерни, интерактивни и пространствени изживявания директно в браузъра, достъпни за милиарди потребители по целия свят, без да е необходимо да инсталират нито едно приложение. В основата на тази революция са две ключови технологии: WebXR Device API и A-Frame.

За frontend разработчиците това представлява вълнуваща и монументална промяна. Уменията, които сте усвоили в HTML, CSS и JavaScript, вече не са ограничени до изграждането на уебсайтове и уеб приложения; те вече са вашият вход към създаването на виртуални и добавени реалности. Това ръководство е предназначено за вас – професионалният уеб разработчик, който иска да разбере и използва силата на виртуалната реалност за frontend. Ще демистифицираме WebXR, ще представим невероятно достъпната рамка A-Frame и ще ви преведем през изграждането на първото ви завладяващо уеб изживяване.

Какво е Immersive Web? Ново измерение за дигитално взаимодействие

Преди да се потопим в техническите подробности, е изключително важно да разберем пейзажа. Терминът "завладяваща уеб среда" се отнася до колекция от технологии, които ни позволяват да изживеем уеб съдържание в триизмерен, пространствен контекст. Това е чадърът, под който съществуват виртуалната реалност (VR), добавената реалност (AR) и смесената реалност (MR) в интернет.

• Виртуална реалност (VR): Напълно потапя потребителя в напълно дигитална среда, блокирайки реалния свят. Това обикновено се преживява чрез слушалки като Meta Quest, HTC Vive или Pico Neo.
• Добавена реалност (AR): Наслагва дигитална информация или виртуални обекти върху реалния свят. Това най-често се преживява чрез камера на смартфон, но също и чрез интелигентни очила.
• Смесена реалност (MR): По-усъвършенствана форма на AR, където виртуалните обекти не са просто наслагвани, но могат и да взаимодействат с реалната среда по смислен начин.

Значението на пренасянето на тези изживявания в интернет не може да бъде надценено. То премахва триенето на магазините за приложения, изтеглянията и инсталациите. Потребителят може просто да кликне върху връзка и да бъде пренесен във виртуален шоурум, интерактивен образователен модул или съвместно 3D работно пространство. Тази достъпност е това, което прави завладяващата уеб среда променяща играта за индустрии, вариращи от електронна търговия и образование до недвижими имоти и развлечения.

Разбиране на WebXR: Основата на VR/AR, базирани на интернет

Магията, която прави всичко това възможно в браузър, е WebXR Device API. "XR" е общ термин за спектъра от реалности (VR, AR, MR). WebXR API е спецификация, която предоставя стандартизиран интерфейс за уеб приложенията да комуникират с VR и AR хардуер.

Еволюцията от WebVR

Някои разработчици може да си спомнят по-ранния WebVR API. Въпреки че беше пионерско усилие, той беше ограничен главно до виртуалната реалност. WebXR Device API е негов наследник, проектиран от самото начало да бъде по-здрав, сигурен и способен да обработва както VR, така и AR. Този унифициран подход е от решаващо значение за бъдещото доказателство на завладяващото уеб съдържание.

Основни концепции на WebXR

Работата директно с WebXR API може да бъде сложна, но разбирането на основните му концепции е от съществено значение, дори когато използвате рамка. Това ви помага да разберете какво се случва под капака.

• XR Session: XR сесията представлява връзката между вашата уеб страница и XR хардуера. Трябва да поискате сесия от потребителя, който трябва изрично да даде разрешение – важна функция за сигурност и поверителност. Има различни видове сесии, като `immersive-vr` и `immersive-ar`.
• Reference Space: Това определя координатната система за виртуалния свят. Например, пространството `local-floor` има своя произход на пода в началната позиция на потребителя, което е идеално за VR в мащаб на стая. Пространството `viewer` е заключено към главата на потребителя, подходящо за седнали или 360-градусови видео изживявания.
• Viewer Pose: Това описва позицията и ориентацията на главата (или устройството) на потребителя във виртуалното пространство. Браузърът предоставя тази информация на всеки кадър, която се използва за рендиране на правилната перспектива.
• Input Sources: Това се отнася до всяко устройство, използвано за взаимодействие със сцената, като ръчни контролери, проследени ръце или дори поглед на потребителя. API предоставя данни за тяхната позиция, ориентация и натискане на бутони.

Въпреки че е мощен, изграждането на изживяване от нулата със суровия WebXR API изисква задълбочено разбиране на рендирането на 3D графики (обикновено с WebGL) и много шаблонен код. Тук рамки като A-Frame идват, за да опростят драстично процеса.

Защо A-Frame? Превръщане на WebXR в достъпен за всички

A-Frame е уеб рамка с отворен код, първоначално създадена от Mozilla, за изграждане на 3D и VR изживявания с помощта на HTML. Нейната философия е проста: да направи разработката на WebXR по-лесна и по-достъпна, особено за тези, които нямат опит в 3D графичното програмиране.

A-Frame е изградена върху мощната библиотека three.js, но абстрахира голяма част от нейната сложност. Вместо да пишете стотици редове JavaScript, за да настроите сцена, можете да го направите с няколко познати HTML тага. Този декларативен подход променя играта за frontend разработчиците.

Основни предимства на A-Frame

• Декларативен HTML: Ако знаете HTML, можете да започнете да изграждате VR сцена за минути. Кодът е четим и лесен за разбиране.
• Архитектура Entity-Component-System (ECS): Това е общ и мощен модел в разработването на игри. В A-Frame всичко в сцена е entity. Прикачвате components към тези entities, за да им придадете външен вид, поведение и функционалност. Този подход насърчава композицията пред наследяването, което прави кода по-модулен и многократно използваем.
• Кросплатформена по подразбиране: Сцена на A-Frame работи навсякъде – на настолен компютър с мишка и клавиатура, на мобилен телефон с контроли за докосване и ориентация на устройството и на VR слушалки с контролери. A-Frame обработва настройката за всички тези платформи автоматично.
• Жива екосистема: Общността на A-Frame е създала хиляди компоненти за всичко – от физика и системи от частици до сложни елементи на потребителския интерфейс. Регистърът на A-Frame е чудесно място да откриете тези компоненти.
• Visual Inspector: A-Frame се предлага с мощен, вграден 3D инспектор, който можете да отворите с `Ctrl + Alt + I`. Той ви позволява да преглеждате и настройвате сцената си в реално време, подобно на инструментите за разработчици на браузъра за 2D уеб страници.

Първи стъпки: Първата ви WebXR сцена на A-Frame

Нека преминем от теория към практика. Ще изградим проста сцена с виртуална реалност, която можете да видите във всеки браузър и на всяка VR слушалка.

Предпоставки

• Текстов редактор, като Visual Studio Code.
• Модерен уеб браузър (Chrome, Firefox, Edge).
• Начин за обслужване на вашия HTML файл. Разширението Live Server за VS Code е идеално за това.
• (По избор, но се препоръчва) VR слушалки за изживяване на истинско потапяне.

Стъпка 1: Настройване на HTML файла

Създайте нов файл с име `index.html` и добавете следния шаблонен код. Най-важната част е тагът `