WebXR-i sisendallikate jälgimine: kontrolleri olekuhalduse meisterlikkus kaasahaaravate elamuste jaoks

WebXR pakub võimast API-d kaasahaaravate virtuaal- ja liitreaalsuse elamuste loomiseks veebibrauserites. Köitvate XR-rakenduste loomise oluline aspekt on kasutaja sisendallikate, peamiselt kontrollerite, oleku tõhus jälgimine ja haldamine. See põhjalik juhend süveneb WebXR-i sisendallikate jälgimise keerukustesse, keskendudes kontrolleri olekuhaldusele, ja pakub praktilisi näiteid, mis aitavad teil luua reageerivaid ja intuitiivseid kaasahaaravaid elamusi.

WebXR-i sisendallikate mõistmine

WebXR-is tähistab sisendallikas mis tahes seadet, mis võimaldab kasutajal virtuaalse keskkonnaga suhelda. Nende hulka kuuluvad:

• Kontrollerid: Käeshoitavad seadmed nuppude, juhtkangide ja päästikutega.
• Käed: Jälgitavad käeasendid otseseks suhtluseks.
• Peakomplekt: Kasutaja pea asend ja orientatsioon.
• Muud välisseadmed: Seadmed nagu haptilised vestid, jalajälgijad jne.

WebXR API pakub mehhanisme nende sisendallikate tuvastamiseks, jälgimiseks ja oleku pärimiseks, võimaldades arendajatel luua kaasahaaravaid ja interaktiivseid XR-rakendusi.

Sisendallika sündmused

WebXR edastab mitmeid sisendallikatega seotud sündmusi:

• `selectstart` ja `selectend`: Näitavad valimistoimingu algust ja lõppu, mis tavaliselt käivitatakse nupu või päästiku vajutamisega.
• `squeezestart` ja `squeezeend`: Näitavad pigistamistoimingu algust ja lõppu, mida tavaliselt seostatakse objektide haaramise või manipuleerimisega.
• `inputsourceschange`: Käivitatakse, kui saadaolevad sisendallikad muutuvad (nt kontroller ühendatakse või lahutatakse).

Neid sündmusi kuulates saate reageerida kasutaja tegevustele ja vastavalt sellele oma rakendust värskendada. Näiteks:

            xrSession.addEventListener('inputsourceschange', (event) => {
  console.log('Input sources changed:', event.added, event.removed);
});

xrSession.addEventListener('selectstart', (event) => {
  const inputSource = event.inputSource;
  console.log('Select started by input source:', inputSource);
  // Käsitse valimistoimingu algust
});

xrSession.addEventListener('selectend', (event) => {
  const inputSource = event.inputSource;
  console.log('Select ended by input source:', inputSource);
  // Käsitse valimistoimingu lõppu
});

            

              
                Copy
              
            
          

Kontrolleri olekuhaldus: interaktsiooni tuum

Tõhus kontrolleri olekuhaldus on intuitiivsete ja reageerivate XR-elamuste loomisel ülioluline. See hõlmab kontrolleri asendi, orientatsiooni, nupuvajutuste ja teljeväärtuste pidevat jälgimist ning selle teabe kasutamist virtuaalse keskkonna vastavaks uuendamiseks.

Kontrolleri oleku pärimine

Peamine viis kontrolleri olekule juurdepääsemiseks on `XRFrame` objekti kaudu animatsioonikaadri tagasikutse ajal. Selle tagasikutse sees saate itereerida läbi saadaolevate sisendallikate ja pärida nende hetkeolekut.

            function onXRFrame(time, frame) {
  const session = frame.session;
  const pose = frame.getViewerPose(xrReferenceSpace);

  if (pose) {
    for (const inputSource of session.inputSources) {
      if (inputSource && inputSource.gripSpace) {
        const inputPose = frame.getPose(inputSource.gripSpace, xrReferenceSpace);
        if (inputPose) {
          // Värskenda kontrolleri visuaalset esitust
          updateController(inputSource, inputPose);

          //Kontrolli nuppude olekuid
          if (inputSource.gamepad) {
            handleGamepadInput(inputSource.gamepad);
          }
        }
      }
    }
  }
}

            

              
                Copy
              
            
          

Kontrolleri asendi pärimine

Meetod `frame.getPose(inputSource.gripSpace, xrReferenceSpace)` tagastab `XRPose` objekti, mis esindab kontrolleri asendit ja orientatsiooni määratud referentsruumis. `gripSpace` esindab ideaalset asendit kontrolleri hoidmiseks.

            function updateController(inputSource, pose) {
  const position = pose.transform.position;
  const orientation = pose.transform.orientation;

  // Värskenda kontrolleri visuaalset esitust oma stseenis
  controllerMesh.position.set(position.x, position.y, position.z);
  controllerMesh.quaternion.set(orientation.x, orientation.y, orientation.z, orientation.w);
}

            

              
                Copy
              
            
          

See võimaldab teil sünkroonida kontrolleri virtuaalse esituse kasutaja tegelike käeliigutustega, luues kohaloleku ja süvenemise tunde.

Mängupuldi sisendi lugemine

Enamik XR-kontrollereid eksponeerib oma nuppe, päästikuid ja juhtkange standardse Gamepad API kaudu. `inputSource.gamepad` omadus annab juurdepääsu `Gamepad` objektile, mis sisaldab teavet kontrolleri sisendite kohta.

            function handleGamepadInput(gamepad) {
  for (let i = 0; i < gamepad.buttons.length; i++) {
    const button = gamepad.buttons[i];
    if (button.pressed) {
      // Nupp on hetkel all
      console.log(`Button ${i} is pressed`);
      // Soorita toiming vastavalt vajutatud nupule
      handleButtonPressed(i);
    }
  }

  for (let i = 0; i < gamepad.axes.length; i++) {
    const axisValue = gamepad.axes[i];
    // Telje väärtus jääb vahemikku -1 kuni 1
    console.log(`Axis ${i} value: ${axisValue}`);
    // Kasuta telje väärtust liikumise või muude toimingute juhtimiseks
    handleAxisMovement(i, axisValue);
  }
}

            

              
                Copy
              
            
          

`gamepad.buttons` massiiv sisaldab `GamepadButton` objekte, millest igaüks esindab ühte nuppu kontrolleril. Omadus `pressed` näitab, kas nupp on hetkel all. `gamepad.axes` massiiv sisaldab väärtusi, mis esindavad kontrolleri analoogtelgi, nagu juhtkangid ja päästikud. Need väärtused jäävad tavaliselt vahemikku -1 kuni 1.

Nupu- ja teljesündmuste käsitlemine

Selle asemel, et lihtsalt kontrollida nuppude ja telgede hetkeseisu, on oluline jälgida ka seda, millal nuppe vajutatakse ja vabastatakse ning millal teljeväärtused oluliselt muutuvad. Seda saab saavutada, võrreldes igas kaadris hetkeseisu eelmise seisuga.

            let previousButtonStates = [];
let previousAxisValues = [];

function handleGamepadInput(gamepad) {
  for (let i = 0; i < gamepad.buttons.length; i++) {
    const button = gamepad.buttons[i];
    const previousState = previousButtonStates[i] || { pressed: false };

    if (button.pressed && !previousState.pressed) {
      // Nuppu just vajutati
      console.log(`Button ${i} was just pressed`);
      handleButtonPress(i);
    } else if (!button.pressed && previousState.pressed) {
      // Nupp just vabastati
      console.log(`Button ${i} was just released`);
      handleButtonRelease(i);
    }

    previousButtonStates[i] = { pressed: button.pressed };
  }

  for (let i = 0; i < gamepad.axes.length; i++) {
    const axisValue = gamepad.axes[i];
    const previousValue = previousAxisValues[i] || 0;

    if (Math.abs(axisValue - previousValue) > 0.1) { // Olulise muutuse lävi
      // Telje väärtus on oluliselt muutunud
      console.log(`Axis ${i} value changed to: ${axisValue}`);
      handleAxisChange(i, axisValue);
    }

    previousAxisValues[i] = axisValue;
  }
}

            

              
                Copy
              
            
          

See lähenemine võimaldab teil käivitada toiminguid ainult siis, kui nuppe esmakordselt vajutatakse või vabastatakse, mitte pidevalt, kui neid all hoitakse. Samuti väldib see teljeväärtuste tarbetut töötlemist, kui need pole oluliselt muutunud.

Kontrolleri olekuhalduse parimad praktikad

Siin on mõned parimad praktikad, mida WebXR-is kontrolleri olekut hallates silmas pidada:

• Optimeerige jõudlust: Minimeerige animatsioonikaadri tagasikutses tehtava töötluse hulka, et säilitada sujuv kaadrisagedus. Vältige keerulisi arvutusi või liigset objektide loomist.
• Kasutage sobivaid lävesid: Teljeväärtuste muutuste tuvastamisel kasutage sobivaid lävesid, et vältida toimingute käivitamist väikeste kõikumiste põhjal.
• Arvestage sisendi latentsusega: XR-rakendused on sisendi latentsuse suhtes tundlikud. Minimeerige viivitust kasutaja sisendi ja vastava tegevuse vahel virtuaalses keskkonnas.
• Pakkuge visuaalset tagasisidet: Andke kasutajale selgelt märku, kui tema tegevusi tuvastatakse. See võib hõlmata objektide esiletõstmist, helide esitamist või animatsioonide kuvamist.
• Käsitlege erinevaid kontrolleritüüpe: WebXR-rakendused peaksid olema loodud töötama erinevate kontrolleritüüpidega. Kasutage funktsioonide tuvastamist, et teha kindlaks iga kontrolleri võimekused ja kohandada interaktsiooni vastavalt.
• Juurdepääsetavus: Kujundage oma XR-elamused nii, et need oleksid ligipääsetavad ka puuetega kasutajatele. Kaaluge alternatiivseid sisestusmeetodeid ja pakkuge kohandamisvõimalusi.

Täiustatud tehnikad

Haptiline tagasiside

Haptiline tagasiside võib XR-elamuste kaasahaaravust oluliselt suurendada. Gamepad API annab juurdepääsu omadusele `vibrationActuator`, mis võimaldab teil käivitada kontrolleril vibratsioone.

            if (gamepad.vibrationActuator) {
  gamepad.vibrationActuator.playEffect('dual-rumble', {
    startDelay: 0,
    duration: 100,
    weakMagnitude: 0.5,
    strongMagnitude: 0.5
  });
}

            

              
                Copy
              
            
          

See võimaldab teil pakkuda kasutajale kombatavat tagasisidet vastusena tema tegevustele, näiteks virtuaalse objekti puudutamisele või relvast tulistamisele.

Kiireheitmine (Raycasting)

Kiireheitmine on levinud tehnika, et määrata, millisele objektile kasutaja oma kontrolleriga osutab. Saate luua kiire kontrolleri asendist ja orientatsioonist ning seejärel leida selle lõikepunkti oma stseeni objektidega.

            // Näide kasutades three.js-i
const raycaster = new THREE.Raycaster();
const tempMatrix = new THREE.Matrix4();

tempMatrix.identity().extractRotation( controllerMesh.matrixWorld );
raycaster.ray.origin.setFromMatrixPosition( controllerMesh.matrixWorld );
raycaster.ray.direction.set( 0, 0, - 1 ).applyMatrix4( tempMatrix );

const intersects = raycaster.intersectObjects( scene.children );

if ( intersects.length > 0 ) {

  // Kasutaja osutab objektile
  const intersectedObject = intersects[ 0 ].object;
  // Tee midagi lõikunud objektiga

}

            

              
                Copy
              
            
          

See võimaldab teil rakendada interaktsioone, nagu objektide valimine, toimingute käivitamine või teabe kuvamine objekti kohta, millele kasutaja osutab.

Käte jälgimine

WebXR toetab ka käte jälgimist, mis võimaldab teil jälgida kasutaja käeasendeid ilma kontrolleriteta. See pakub loomulikumat ja intuitiivsemat viisi virtuaalse keskkonnaga suhtlemiseks.

Käte jälgimise andmetele juurdepääsemiseks peate XR-sessiooni loomisel taotlema `hand-tracking` funktsiooni.

            navigator.xr.requestSession('immersive-vr', {
  requiredFeatures: ['hand-tracking']
}).then((session) => {
  // ...
});

            

              
                Copy
              
            
          

Seejärel pääsete käeliigestele juurde `XRHand` liidese kaudu.

            function onXRFrame(time, frame) {
  const session = frame.session;

  for (const inputSource of session.inputSources) {
    if (inputSource.hand) {
      for (let i = 0; i < inputSource.hand.length; i++) {
        const joint = inputSource.hand[i];
        const jointPose = frame.getPose(joint, xrReferenceSpace);

        if (jointPose) {
          // Värskenda liigese visuaalset esitust
          updateJoint(i, jointPose);
        }
      }
    }
  }
}

            

              
                Copy
              
            
          

Käte jälgimine avab laia valiku võimalusi loomulikumate ja intuitiivsemate XR-interaktsioonide loomiseks, nagu objektide haaramine, juhtelementide manipuleerimine ja žestikuleerimine.

Rahvusvahelistamise ja juurdepääsetavuse kaalutlused

Arendades WebXR-rakendusi globaalsele publikule, on oluline arvestada rahvusvahelistamise (i18n) ja juurdepääsetavusega (a11y).

Rahvusvahelistamine

• Teksti suund: Toetage nii vasakult paremale (LTR) kui ka paremalt vasakule (RTL) tekstisuundi.
• Numbri- ja kuupäevavormingud: Kasutage erinevate lokaatide jaoks sobivaid numbri- ja kuupäevavorminguid.
• Valuutasümbolid: Kuvage valuutasümboleid korrektselt erinevate valuutade jaoks.
• Lokaliseerimine: Tõlkige oma rakenduse tekst ja varad mitmesse keelde.

Näiteks kaaluge, kuidas nuppu sildiga "Select" võib olla vaja tõlkida hispaania (Seleccionar), prantsuse (Sélectionner) või jaapani keelde (選択).

Juurdepääsetavus

• Alternatiivsed sisestusmeetodid: Pakkuge alternatiivseid sisestusmeetodeid kasutajatele, kes ei saa kasutada kontrollereid ega käte jälgimist.
• Kohandatavad juhtnupud: Lubage kasutajatel juhtnuppe oma eelistuste järgi kohandada.
• Visuaalsed abivahendid: Pakkuge nägemispuudega kasutajatele visuaalseid abivahendeid, nagu kõrge kontrastsusega teemad ja reguleeritavad tekstisuurused.
• Helivihjed: Kasutage helivihjeid, et anda tagasisidet nägemispuudega kasutajatele.
• Subtiitrid ja pealkirjad: Pakkuge helisisule subtiitreid ja pealkirju.

Mõelge kasutajale, kellel võib olla piiratud liikumisvõime. Talle võib kasu olla häälkäskluste või silmade jälgimise kasutamisest füüsiliste kontrollerite alternatiivina.

Näiteid kontrolleri olekuhaldusest erinevates tööstusharudes

Kontrolleri olekuhaldus on elutähtis mitmesugustes WebXR-i kasutavates tööstusharudes:

• Mängutööstus: Täpne kontrolleri sisend on VR-mängudes liikumiseks, sihtimiseks ja suhtlemiseks hädavajalik. Haptiline tagasiside täiustab mängukogemust, pakkudes aistinguid selliste tegevuste jaoks nagu tulistamine või haaramine.
• Haridus ja koolitus: Meditsiinikoolituse simulatsioonides võimaldab täpne käte jälgimine kirurgidel harjutada keerulisi protseduure realistlikus virtuaalses keskkonnas. Kontrollerid saavad simuleerida kirurgilisi instrumente, pakkudes haptilist tagasisidet vastupanu ja tekstuuri jäljendamiseks.
• Jaekaubandus: Virtuaalsed müügisaalid võimaldavad klientidel toodetega 3D-ruumis suhelda. Kontrollerid võimaldavad kasutajatel esemeid pöörata ja sisse suumida, simuleerides nende isiklikku uurimiskogemust. Näiteks võib mööblipood lubada teil AR-i abil oma koju virtuaalset mööblit paigutada.
• Tööstus: Insenerid saavad kasutada XR-i virtuaalsete prototüüpide kujundamiseks ja kontrollimiseks. Kontrolleri sisend võimaldab neil manipuleerida osadega, testida koostusid ja tuvastada potentsiaalseid probleeme enne füüsilise tootmise algust.
• Kinnisvara: Kinnisvara virtuaaltuurid võimaldavad potentsiaalsetel ostjatel kodusid eemalt uurida. Kontrollerid võimaldavad neil navigeerida läbi tubade, avada uksi ja uurida detaile, justkui oleksid nad füüsiliselt kohal. Rahvusvahelised ostjad saavad kinnisvaraga tutvuda ilma reisimata.

Kokkuvõte

Kontrolleri olekuhalduse meisterlikkus on köitvate ja kaasahaaravate WebXR-elamuste loomiseks hädavajalik. Mõistes WebXR API-d, järgides parimaid praktikaid ja uurides täiustatud tehnikaid, saate luua kaasahaaravaid rakendusi, mis pakuvad kasutajatele intuitiivseid ja reageerivaid interaktsioone. Ärge unustage arvestada rahvusvahelistamise ja juurdepääsetavusega, et jõuda globaalse publikuni ja tagada, et teie elamused on kõigile kasutatavad. Kuna WebXR-tehnoloogia areneb jätkuvalt, on viimaste edusammude ja parimate tavadega kursis olemine võtmetähtsusega tõeliselt murranguliste XR-elamuste loomisel.