WebXR-i sisendi valdamine: Ülemaailmne juhend kontrolleri olekuhalduseks

Kaasahaarav veeb, mida toetab WebXR, muudab seda, kuidas me digitaalse sisuga suhtleme. Alates virtuaalsetest tooteesitlustest kuni koostööl põhinevate liitreaalsuse kogemusteni võimaldab WebXR arendajatel kogu maailmas luua rikkalikke ja kaasahaaravaid keskkondi otse brauseris. Kriitiline komponent igas köitvas kaasahaaravas kogemuses on selle sisendsüsteem – kuidas kasutajad virtuaalmaailmaga suhtlevad ja seda kontrollivad. See põhjalik juhend süveneb WebXR-i sisendallikate halduse nüanssidesse, keskendudes konkreetselt tõhusale kontrolleri olekuhaldusele ülemaailmsele publikule.

Arendajatena seisame silmitsi põneva väljakutsega kujundada interaktsioone, mis tunduvad intuitiivsed, reageerivad ja universaalselt ligipääsetavad paljude seadmete ja kasutajate ootuste jaoks. Erinevate sisendallikate oleku haldamise mõistmine, alates traditsioonilistest mängupultidest kuni täiustatud kätejälgimissüsteemideni, on ülioluline sujuva kasutuskogemuse pakkumiseks. Alustame seda teekonda, et WebXR-i sisendit demüstifitseerida.

Sihtasutus: WebXR-i sisendallikate mõistmine

WebXR-i sisendi keskmes on XRInputSource liides. See objekt esindab mis tahes füüsilist seadet, mida saab kasutada WebXR-i seansiga suhtlemiseks. See hõlmab liikumiskontrollereid, kätejälgimissüsteeme ja isegi selliseid seadmeid nagu mängupuldid või kasutaja pilk.

Mis on XRInputSource?

Kui kasutaja siseneb WebXR-i seanssi, kuvatakse tema saadaolevad sisendseadmed XRInputSource objektide kaudu. Iga XRInputSource pakub hulgaliselt teavet, mis on tõhusa interaktsioonidisaini jaoks ülioluline:

• gripSpace: See XRSpace esindab sisendseadme enda poosi, tavaliselt kohta, kus kasutaja kontrollerit füüsiliselt hoiab. See sobib ideaalselt kontrolleri mudeli renderdamiseks virtuaalses stseenis.
• targetRaySpace: See XRSpace esindab virtuaalse kiire poosi, mis ulatub kontrollerist, mida sageli kasutatakse kaugeleulatuvate objektide suunamiseks, valimiseks või nendega suhtlemiseks. Mõelge sellele kui kontrolleri laserpointerile.
• hand: Käte jälgimist toetavate seadmete puhul pakub see atribuut XRHand objekti, pakkudes üksikasjalikke skeleti liigeseandmeid loomulikuma, käepõhise interaktsiooni jaoks.
• gamepad: Kui sisendallikas on mängupuldilaadne seade (mida enamik liikumiskontrollereid on), pakub see atribuut standardset Gamepad API objekti. Siit pääseme juurde nupuvajutustele ja telje väärtustele.
• profiles: Stringide massiiv, mis tuvastab sisendallika toetatud üldised interaktsiooniprofiilid (nt "oculus-touch-v2", "generic-trigger-squeeze"). Need profiilid aitavad arendajatel interaktsioone kohandada erinevat tüüpi kontrolleritega.
• handedness: Näitab, kas sisendallikas on seotud kasutaja vasaku või parema käega või kui seda peetakse "mitte millekski" (nt pilgu sisend).
• pointerOrigin: Määrab, kas sisendallikas osutab kasutaja silmadest ('gaze'), kontrollerist ('screen' või 'pointer') või mõnest muust lähtealapunktist.

Nende atribuutide oleku haldamine on fundamentaalne. Me peame teadma, kus kontroller asub, kuidas see on orienteeritud, milliseid nuppe on vajutatud ja millised on selle praegused võimalused, et luua reageerivaid ja intuitiivseid interaktsioone.

Kontrolleri olekuhalduse tuum

Poosi ja asukoha jälgimine

Sisendallikate asukohta ja orientatsiooni värskendatakse pidevalt. Oma WebXR-i animatsiooniaasas (mis tavaliselt kasutab requestAnimationFrame, mis on seotud XRSession'i requestAnimationFrame tagasikutsega), itereerite läbi kõigi aktiivsete XRInputSource objektide ja pärite nende poose. Seda tehakse meetodi XRFrame.getPose() abil.

            
// Teie XRFrame tagasikutse funktsiooni sees (nt nimega 'onXRFrame')
function onXRFrame(time, frame) {
    const session = frame.session;
    const referenceSpace = session.referenceSpace; // Teie määratletud XRReferenceSpace

    for (const inputSource of session.inputSources) {
        // Hangi poos haardealale (kus kasutaja hoiab kontrollerit)
        const gripPose = frame.getPose(inputSource.gripSpace, referenceSpace);
        if (gripPose) {
            // Kasutage gripPose.transform.position ja gripPose.transform.orientation
            // oma virtuaalse kontrolleri mudeli positsioneerimiseks.
            // Näide: controllerMesh.position.copy(gripPose.transform.position);
            // Näide: controllerMesh.quaternion.copy(gripPose.transform.orientation);
        }

        // Hangi poos sihtkiire ruumile (osutamiseks)
        const targetRayPose = frame.getPose(inputSource.targetRaySpace, referenceSpace);
        if (targetRayPose) {
            // Kasutage targetRayPose.transform kiirte heitmiseks interaktsiooni jaoks.
            // Näide: raycaster.ray.origin.copy(targetRayPose.transform.position);
            // Näide: raycaster.ray.direction.set(0, 0, -1).applyQuaternion(targetRayPose.transform.orientation);
        }
        // ... (täiendavad gamepad/käte jälgimise kontrollid)
    }
    session.requestAnimationFrame(onXRFrame);
}

            

              
                Copy
              
            
          

See pidev küsimine tagab, et teie kontrollerite ja nende interaktsioonikiirte virtuaalsed kujutised on alati sünkroonis füüsiliste seadmetega, pakkudes väga reageerivat ja kaasahaaravat tunnet.

Nuppude ja telgede olekute käsitlemine Gamepad API-ga

Liikumiskontrollerite puhul kuvatakse nupuvajutused ja analoogkangi/päästiku liigutused standardse Gamepad API kaudu. Atribuut XRInputSource.gamepad, kui see on saadaval, pakub Gamepad objekti, millel on nuppude ja telgede massiiv.

• gamepad.buttons: See massiiv sisaldab GamepadButton objekte. Igal nupu objektil on:
  • pressed (boolean): Tõene, kui nupp on praegu alla vajutatud.
  • touched (boolean): Tõene, kui nuppu praegu puudutatakse (puutetundlike nuppude puhul).
  • value (number): Ujukomaarv, mis esindab nupu rõhku, tavaliselt vahemikus 0,0 (mitte vajutatud) kuni 1,0 (täielikult vajutatud). See on eriti kasulik analoogpäästikute puhul.
• gamepad.axes: See massiiv sisaldab ujukomaarve, mis esindavad analoogsisendeid, tavaliselt vahemikus -1,0 kuni 1,0. Neid kasutatakse tavaliselt pöidlakangide jaoks (kaks telge kangi kohta: X ja Y) või üksikute analoogpäästikute jaoks.

Objekti gamepad küsimine oma animatsiooniaasas võimaldab teil kontrollida nuppude ja telgede praegust olekut igal kaadril. See on ülioluline toimingute jaoks, mis sõltuvad pidevast sisendist, nagu liikumine pöidlakangiga või muutuv kiirus analoogpäästikuga.

            
// Teie onXRFrame funktsiooni sees, pärast pooside hankimist:
if (inputSource.gamepad) {
    const gamepad = inputSource.gamepad;

    // Kontrolli nuppu 0 (sageli päästik)
    if (gamepad.buttons[0] && gamepad.buttons[0].pressed) {
        // Päästik on vajutatud. Teosta toiming.
        console.log('Päästik on vajutatud!');
    }

    // Kontrolli analoogpäästiku väärtust (nt nupp 1 erineva päästiku jaoks)
    if (gamepad.buttons[1]) {
        const triggerValue = gamepad.buttons[1].value;
        if (triggerValue > 0.5) {
            console.log('Analoogpäästik on aktiveeritud väärtusega:', triggerValue);
        }
    }

    // Loe pöidlakangi telgi (nt teljed[0] X jaoks, teljed[1] Y jaoks)
    const thumbstickX = gamepad.axes[0] || 0;
    const thumbstickY = gamepad.axes[1] || 0;
    if (Math.abs(thumbstickX) > 0.1 || Math.abs(thumbstickY) > 0.1) {
        console.log(`Pöidlakangi liigutati: X=${thumbstickX.toFixed(2)}, Y=${thumbstickY.toFixed(2)}`);
        // Liiguta tegelast pöidlakangi sisendi põhjal
    }
}

            

              
                Copy
              
            
          

Sündmustepõhine sisend diskreetsete toimingute jaoks

Kuigi küsimine on suurepärane pidevate andmete jaoks, pakub WebXR ka sündmusi diskreetsete kasutaja toimingute jaoks, pakkudes tõhusamat viisi reageerida konkreetsetele nupuvajutustele või vabastustele. Need sündmused käivitatakse otse objekti XRSession peal:

• selectstart: Käivitatakse, kui algab esmane toiming (nt päästiku tõmbamine).
• selectend: Käivitatakse, kui esmane toiming lõpeb.
• select: Käivitatakse, kui esmane toiming on lõpule viidud (nt täielik päästiku vajutus ja vabastamine).
• squeezestart: Käivitatakse, kui algab teisene toiming (nt haardumine).
• squeezeend: Käivitatakse, kui teisene toiming lõpeb.
• squeeze: Käivitatakse, kui teisene toiming on lõpule viidud.

Need sündmused pakuvad XRInputSourceEvent objekti, mis sisaldab viidet sündmuse käivitanud inputSource'ile. See võimaldab teil konkreetselt tuvastada, milline kontroller toimingu tegi.

            
session.addEventListener('selectstart', (event) => {
    console.log('Esmane toiming alustas:', event.inputSource.handedness);
    // Nt hakka objekti haarama
});

session.addEventListener('selectend', (event) => {
    console.log('Esmane toiming lõpetas:', event.inputSource.handedness);
    // Nt vabasta haaratud objekt
});

session.addEventListener('squeeze', (event) => {
    console.log('Pigistamistoiming lõpetas:', event.inputSource.handedness);
    // Nt teleport või aktiveeri võimendus
});

            

              
                Copy
              
            
          

Sündmuste kasutamine diskreetsete toimingute jaoks võib teie koodi lihtsustada ja jõudlust parandada, käivitades loogikat ainult siis, kui ilmneb asjakohane toiming, selle asemel, et kontrollida nupu olekuid igal kaadril. Tavaline strateegia on mõlema kombineerimine: küsige pidevat liikumist ja kontrollige analoogväärtusi, kasutades samal ajal sündmusi ühekordsete toimingute jaoks, nagu teleportimine või valiku kinnitamine.

Täiustatud olekuhaldustehnikad

Liikudes kaugemale põhialustest, nõuavad tugevad WebXR-i rakendused sageli keerukamaid lähenemisviise sisendihaldusele.

Mitu kontrolleri ja sisenditüübi haldamine

Kasutajatel võib olla üks või kaks liikumiskontrollerit või nad võivad kasutada käte jälgimist või isegi lihtsalt pilgu sisendit. Teie rakendus peab kõiki neid võimalusi graatsiliselt käsitlema. Hea tava on säilitada aktiivsete sisendallikate ja nende olekute sisemist kaarti või massiivi, värskendades seda sündmuste inputsourceschange korral ja igas animatsioonikaadris.

            
let activeInputSources = new Map();

session.addEventListener('inputsourceschange', (event) => {
    for (const inputSource of event.removed) {
        activeInputSources.delete(inputSource);
        console.log('Sisendallikas eemaldati:', inputSource.handedness);
    }
    for (const inputSource of event.added) {
        activeInputSources.set(inputSource, { /* selle sisendi kohandatud olek */ });
        console.log('Sisendallikas lisati:', inputSource.handedness);
    }
});

// onXRFrame'i sees itereeri activeInputSources'i asemel otse session.inputSources'i üle
for (const [inputSource, customState] of activeInputSources) {
    // ... töötle sisendallikat nagu varem ...
    // Saate ka kohandatud olekut värskendada siin sisendi põhjal.
}

            

              
                Copy
              
            
          

See lähenemisviis võimaldab teil lisada kohandatud loogikat või olekut (nt kas objekt on praegu selle kontrolleri poolt hoitud) otse igale sisendallikale.

Kohandatud žestide ja interaktsioonide rakendamine

Kuigi WebXR pakub põhisündmusi, saavad paljud kaasahaaravad kogemused kasu kohandatud žestidest. See võib hõlmata:

• Akordilisi toiminguid: Mitme nupu samaaegne vajutamine.
• Järjestikuseid sisendeid: Konkreetne nupuvajutuste või liigutuste jada.
• Käte žeste: Käte jälgimissüsteemide puhul konkreetsete käte pooside või liigutuste tuvastamine (nt näpistamine, rusikas, lehvitamine). See nõuab XRHand liigeseandmete analüüsimist aja jooksul.

Nende rakendamine nõuab küsimise ja oleku jälgimise kombineerimist. Näiteks päästiku "topeltklõpsu" tuvastamiseks jälgiksite viimase sündmuse "select" ajatemplit ja võrdleksite seda praegusega. Käte žestide puhul hindaksite pidevalt käeliigeste nurki ja asukohti eelmääratletud žestrimustrite suhtes.

Ühenduste katkestuste ja taastamiste käsitlemine

Sisendseadmed saab välja lülitada, aku saab tühjaks või ühendus võib hetkeks katkeda. Sündmus inputsourceschange on ülioluline sisendallika lisamise või eemaldamise tuvastamiseks. Teie rakendus peaks neid muudatusi graatsiliselt käsitlema, potentsiaalselt kogemuse peatama, kasutajat teavitama või pakkuma varusisenemehhanisme (nt võimaldades pilgu sisendil jätkata, kui kontrollerite ühendus katkeb).

Integreerimine UI raamistikega

Paljud WebXR-i rakendused kasutavad raamistikke nagu Three.js, Babylon.js või A-Frame. Need raamistikud pakuvad sageli oma abstraktsioone WebXR-i sisendi jaoks, lihtsustades kontrolleri olekuhaldust. Näiteks:

• Three.js: Pakub klasse WebXRController ja WebXRHand, mis kapseldavad natiivsed WebXR-i API-d, pakkudes meetodeid haarde- ja sihtkiire pooside hankimiseks, mängupuldandmetele juurdepääsuks ja kõrgetasemeliste sündmuste kuulamiseks.
• A-Frame: Pakub komponente nagu laser-controls, hand-controls ja tracked-controls, mis automaatselt käsitlevad kontrolleri renderdamist, kiireheitmist ja sündmuse sidumist, võimaldades arendajatel keskenduda interaktsiooniloogikale.
• Babylon.js: Sisaldab klassi WebXRInputSource oma WebXR-i kaameras, pakkudes juurdepääsu kontrolleri teabele, haptikale ja sündmuste kuulajatele.

Isegi nende raamistike kasutamisel annab WebXR-i sisendallika halduri põhimõtete sügav mõistmine teile võimaluse kohandada interaktsioone, siluda probleeme ja optimeerida jõudlust tõhusalt.

Parimad praktikad tugeva WebXR-i sisendi jaoks

Tõeliselt erakordsete WebXR-i kogemuste loomiseks kaaluge neid parimaid praktikaid sisendi olekuhalduse jaoks:

Jõudluse kaalutlused

• Minimeeri küsimist: Kuigi poosi jaoks on see hädavajalik, vältige mängupuldinuppude liigset küsimist, kui sündmuste kuulajad on diskreetsete toimingute jaoks piisavad.
• Pakettvärskendused: Kui teil on palju objekte, mis reageerivad sisendile, kaaluge nende värskenduste pakkimist, selle asemel et käivitada igaühe jaoks individuaalseid arvutusi.
• Optimeeri renderdamist: Veenduge, et teie virtuaalsed kontrolleri mudelid on jõudluse jaoks optimeeritud, eriti kui te neid paljusid eksemplare loote.
• Prügikogumine: Olge tähelepanelik animatsiooniaasas korduvalt uute objektide loomise suhtes. Kasutage olemasolevaid objekte võimaluse korral uuesti (nt vektorarvutuste jaoks).

Kasutajakogemuse (UX) disain sisendi jaoks

• Paku selget visuaalset tagasisidet: Kui kasutaja osutab, valib või haarab, veenduge, et virtuaalmaailmas oleks kohene visuaalne kinnitus (nt värvi muutev kiir, esiletõstetav objekt, vibreeriv kontroller).
• Kaasake haptilist tagasisidet: Kasutage nupu vibrationActuator objekti Gamepad, et pakkuda puutetundlikku tagasisidet toimingutele nagu nupuvajutused, edukad haaramised või kokkupõrked. See suurendab oluliselt sukeldumist. Meetod vibrationActuator.playPattern(strength, duration) on siin teie sõber.
• Kujundage mugavuse ja loomulikkuse tagamiseks: Interaktsioonid peaksid tunduma loomulikud ega tohiks põhjustada füüsilist pinget. Vältige täpsete, korduvate liigutuste nõudmist pikema aja jooksul.
• Prioriseerige juurdepääsetavust: Kaaluge kasutajaid, kellel on piiratud liikuvus või erinevad füüsilised võimed. Pakkuge võimaluse korral mitmeid sisendiskeeme (nt pilgupõhine valik alternatiivina kontrolleri osutamisele).
• Juhendage kasutajaid: Eriti keerukate interaktsioonide puhul pakkuge visuaalseid vihjeid või õpetusi kontrollerite kasutamise kohta.

Platvormidevaheline ühilduvus

WebXR eesmärk on seadmeteülese ühilduvuse saavutamine, kuid sisendseadmed on oluliselt erinevad. Erinevatel kontrolleritel (Oculus Touch, Valve Index, HP Reverb G2, Pico, HTC Vive, üldised mängupuldid) on erinevad nuppude paigutused ja jälgimisvõimed. Seetõttu:

• Kasutage sisendiprofiile: Kasutage oma interaktsioonide kohandamiseks XRInputSource.profiles. Näiteks profiil "valve-index" võib viidata rohkemate nuppude ja täiustatud sõrmejälgimise olemasolule.
• Abstraktsioonikihid: Kaaluge oma abstraktsioonikihi loomist toore WebXR-i API kohal, et kaardistada erinevad füüsilised nupuvajutused rakenduses loogilistele toimingutele (nt "esmane-toiming", "haaramise-toiming"), olenemata sellest, millisele füüsilisele nupule see konkreetsel kontrolleril vastab.
• Testige põhjalikult: Testige oma rakendust võimalikult paljudel erinevatel WebXR-iga ühilduvatel seadmetel, et tagada järjepidev ja usaldusväärne sisendikäsitlus.

WebXR-i sisendi tulevik

WebXR on arenev standard ja sisendi tulevik tõotab veelgi kaasahaaravamaid ja loomulikumaid interaktsioone.

Käte jälgimine ja skeleti sisend

Kuna seadmed nagu Meta Quest ja Pico pakuvad natiivset käte jälgimist, muutub liides XRHand üha olulisemaks. See pakub kasutaja käe üksikasjalikku skeletti, võimaldades intuitiivsemaid žestipõhiseid interaktsioone ilma kontrolleriteta. Arendajad peavad liikuma nupuvajutuse loogikast keerukate käte pooside ja liigutuste järjestuste tõlgendamiseni.

Hääle- ja pilgusisend

Web Speech API integreerimine häälkäskluste jaoks ja pilgu suuna kasutamine sisendmehhanismina pakuvad käed-vabad interaktsioonivalikuid, suurendades juurdepääsetavust ja laiendades võimalike kogemuste valikut.

Semantiline sisend

Pikaajaline visioon võib hõlmata semantilisemat sisendit, kus süsteem mõistab kasutaja kavatsust, mitte ainult tooreid nupuvajutusi. Näiteks võib kasutaja lihtsalt "soovida see objekt üles võtta" ja süsteem määrab intelligentselt parima viisi selle interaktsiooni hõlbustamiseks, lähtudes kontekstist ja saadaolevatest sisestusmeetoditest.

Järeldus

WebXR-i sisendallika ja kontrolleri olekuhalduse valdamine on eduka ja köitva kaasahaarava veebikogemuse loomise nurgakivi. Mõistes liidest XRInputSource, kasutades Gamepad API-t, kasutades tõhusalt sündmusi ja rakendades tugevaid olekuhaldustehnikaid, saavad arendajad luua interaktsioone, mis tunduvad intuitiivsed, jõudsad ja universaalselt ligipääsetavad.

Peamised järeldused:

• XRInputSource on teie värav kõigi WebXR-i sisendseadmete juurde.
• Kombineerige pidevate andmete küsimine (poosid, analoogkangi väärtused) sündmuste kuulajatega diskreetsete toimingute jaoks (nupuvajutused/vabastused).
• Kasutage atribuuti gamepad üksikasjalike nupu- ja teljeolekute jaoks.
• Kasutage inputsourceschange dünaamiliseks sisendseadme haldamiseks.
• Prioriseerige visuaalne ja haptiline tagasiside, et parandada kasutajakogemust.
• Kujundage platvormidevahelise ühilduvuse tagamiseks ja kaaluge juurdepääsetavust algusest peale.

WebXR-i ökosüsteem laieneb pidevalt, tuues endaga kaasa uusi sisendiparadigmasid ja võimalusi. Olles informeeritud ja rakendades neid põhimõtteid, olete hästi varustatud, et panustada interaktiivse, kaasahaarava veebisisu järgmisesse põlvkonda, mis köidab ülemaailmset publikut. Alustage katsetamist, ehitage ja jagage oma loomingut maailmaga!