Ruumilise veebi alus: Põhjalik ülevaade WebXR-i püsiankrutest

Kujutage ette, et paigutate nutitelefoni abil oma elutuppa virtuaalse mööblieseme. Saate seda reguleerida, selle ümber jalutada ja vaadata, kuidas see sobib. Nüüd kujutage ette, et sulgete brauseri ja homme tagasi tulles on virtuaalne mööbel täpselt seal, kuhu selle jätsite. Teie partner saab isegi oma seadmes sama veebilehe avada ja näha sama mööblieset samas kohas. See on liitreaalsuse püsivuse võlu ja see ei ole enam ainult natiivrakenduste pärusmaa. Tere tulemast WebXR-i püsiankrute maailma.

Aastaid on veebipõhine liitreaalsus (WebAR) olnud põnev, kuid sageli üürike kogemus. Digitaalsed objektid ilmusid, kuid hetkel, kui seanss lõppes, kadusid need digitaalsesse eetrisse. See piiras WebAR-i lühiajaliste turunduskampaaniate või lihtsate demonstratsioonidega. Püsiankrud muudavad seda paradigmat täielikult. Need on põhitehnoloogia, mis võimaldab digitaalset sisu reaalmaailmas "salvestada", luues sisukaid, mitme seansi kogemusi, mis on kättesaadavad kõigile, kellel on veebibrauser.

See põhjalik juhend on mõeldud arendajatele, tootejuhtidele ja tehnoloogiaentusiastidele kogu maailmas. Uurime, mis on püsiankrud, kuidas need töötavad, kuidas neid WebXR Device API abil rakendada ja milliseid uskumatuid rakendusi need tõeliselt globaalse ja kaasahaarava veebi jaoks avavad.

Mis täpselt on WebXR-i ankrud?

Enne püsivuse juurde asumist selgitame, mis on ankur XR-i (laiendatud reaalsuse) kontekstis. Ankur on konkreetne, fikseeritud punkt ja orientatsioon reaalses maailmas, mida seadme jälgimissüsteem saab jälgida. Mõelge sellele kui digitaalsele nööpnõelale, mille surute reaalsesse asukohta.

Teie AR-i toega seade analüüsib pidevalt oma ümbrust, kasutades oma kaameraid ja andureid, protsessi, mida sageli nimetatakse SLAM-iks (samaaegne lokaliseerimine ja kaardistamine). See tuvastab unikaalsed tunnuspunktid – mööbli nurgad, seinamustrid, põrandatekstuurid – et mõista oma positsiooni ja orientatsiooni ruumis. Ankur on punkt, mis on seotud selle maailmamõistmisega. Kui liigute, värskendab seade pidevalt teie virtuaalsete objektide positsiooni ankru suhtes, tagades, et need näivad stabiilsed ja fikseeritud reaalses maailmas.

Mööduvad vs. Püsiankrud: Peamine erinevus

Ankrutüüpide eristamine on nende võimsuse mõistmiseks ülioluline:

• Mööduvad ankrud (seansipõhised): Need on standardsed ankrud, mis on WebXR-is juba mõnda aega saadaval olnud. Need luuakse ja eksisteerivad ainult ühe XR-i seansi jooksul. Kui kasutaja sulgeb vahekaardi või navigeerib eemale, kaob ankur ja selle viide reaalmaailmale igaveseks. Need sobivad ideaalselt hetkekogemuste jaoks, nagu kiire laua peal mängimine.
• Püsiankrud (sessioonidevahelised): See on murranguline. Püsiankur on ankur, mille brauser saab salvestada ja tulevases seansis taastada. Seade mäletab ankru asukohta reaalmaailma suhtes. Kui alustate samas füüsilises ruumis uut AR-i seanssi, saate brauserilt paluda see ankur "laadida" ja teie virtuaalne sisu ilmub uuesti täpselt sinna, kuhu selle jätsite.

Analoogia: Mööduv ankur on nagu tahvlile kirjutamine, mis päeva lõpus kustutatakse. Püsiankur on nagu selle teabe graveerimine seinale kinnitatud püsivale tahvlile.

"Püsivuse probleem" ja miks see on oluline globaalse veebi jaoks

Kaaluge järgmisi stsenaariume, mis olid varem veebis võimatud:

• Koostööpõhine disain: Arhitektuurimeeskond Tokyos ja klient Berliinis soovivad vaadata 3D-mudelit füüsilisel koosolekuruumi laual. Ilma püsivuseta peaksid nad mudeli iga kord rakenduse avamisel käsitsi ümber joondama.
• Tööstuslik koolitus: Tehnik peab jätma virtuaalsed juhised keerukale masinale järgmisele vahetustöötajale. Ilma püsivuseta kaoksid need juhised, kui esimese tehniku seanss lõpeb.
• Isikupärastatud ruumid: Kasutaja soovib oma kodu virtuaalse kunstiga kaunistada. Nad kaotaksid kogu oma hoolikalt paigutatud kunstiteose iga kord, kui nad brauseri sulgesid.

Püsiankrud lahendavad selle probleemi, luues silla digitaalsete seansside vahel, mis on juurdunud füüsilises maailmas. See võimaldab uut tüüpi rakendusi, mis on kontekstuaalsed, koostööpõhised ja pidevad, moodustades "ruumilise veebi" või "metaversumi" ehitusplokid – maailma, kus digitaalne teave on sujuvalt integreeritud meie füüsilise keskkonnaga.

Kuidas püsiankrud töötavad: pilk kapoti alla

1. Maailma kaardistamine: Kui alustate AR-i seanssi, hakkab teie seade ehitama kaarti oma ümbrusest. See ei ole fotograafiline kaart, vaid unikaalsete tunnuspunktide pilv. See kaart on ruumi geomeetria matemaatiline esitus.
2. Ankru loomine: Kui soovite luua ankru teatud asukohta, seob süsteem selle ankru koordinaadid aluseks oleva tunnuspunktide kaardiga.
3. UUID genereerimine: Püsiankru puhul genereerib süsteem Universally Unique Identifier (UUID) – pika, unikaalse stringi, mis toimib ankru püsiva ID-na. See UUID antakse teie veebirakendusele.
4. UUID salvestamine: Teie rakenduse kohustus on see UUID salvestada. Saate selle salvestada brauseri localStorage-i ühe kasutaja, ühe seadme kogemuse jaoks või saata selle serverisse, et seda teiste kasutajatega jagada või teistest seadmetest juurde pääseda.
5. Uuesti lokaliseerimine: Kui alustate samas füüsilises asukohas uut seanssi, hakkab seade uuesti oma keskkonda kaardistama. See võrdleb uut kaarti varem salvestatud kaartidega. Kui see leiab vaste, "lokaliseerib" see ennast edukalt uuesti.
6. Ankru taastamine: Teie rakendus pakub WebXR API-le salvestatud UUID-sid. Kui seade on edukalt uuesti lokaliseeritud piirkonnas, kus see ankur loodi, saab süsteem määrata ankru praeguse asukoha ja taastada selle teie rakenduse jaoks kasutamiseks.

Märkus privaatsuse kohta: See protsess on loodud privaatsust silmas pidades. Seadme salvestatud tunnuspunktide kaardid on abstraktsed andmed, mitte kasutaja keskkonna loetavad pildid või videod. WebXR-i spetsifikatsioon nõuab selgesõnalist kasutaja luba ankrute sarnaste funktsioonide kasutamiseks, tagades, et kasutaja kontrollib alati.

Püsiankrute rakendamine: praktiline juhend arendajatele

Olgem praktilised. Püsiankrute rakendamine hõlmab WebXR Device API elutsüklis mõnda peamist sammu. Järgmised näited kasutavad JavaScripti ja eeldavad põhilisi teadmisi WebXR-i seansi seadistamise kohta.

1. Funktsioonide tuvastamine ja seansi taotlus

Esiteks peate oma XR-i seansi loomisel taotlema funktsiooni `anchors`. See on nõutav funktsioon, mis tähendab, et seanss ei käivitu, kui brauser seda ei toeta.

            
async function activateXR() {
  // Kontrolli WebXR-i tuge
  if (!navigator.xr) {
    console.error("WebXR ei ole saadaval.");
    return;
  }

  // Taotle kaasahaaravat ar-i seanssi funktsiooniga 'anchors'
  try {
    const session = await navigator.xr.requestSession('immersive-ar', {
      requiredFeatures: ['anchors']
    });
    
    // ... seansi seadistamine ...
  } catch (error) {
    console.error("AR-i seansi käivitamine ebaõnnestus:", error);
  }
}

            

              
                Copy
              
            
          

2. Uue ankru loomine ja salvestamine

Kui teie seanss töötab, saate luua ankru. Tavaliselt tehakse seda vastuseks kasutaja toimingule, näiteks ekraani puudutusele. Saate teha tabamustesti, et leida reaalmaailma pind, ja seejärel luua ankru sellesse asukohta.

            
// Teie renderdusloopis või sündmuseohjajas
async function onSelect(event) {
  const frame = event.frame;
  const session = frame.session;

  // Loo tabamuse testi allikas
  const hitTestSource = await session.requestHitTestSource({ space: event.inputSource.targetRaySpace });
  const hitTestResults = frame.getHitTestResults(hitTestSource);

  if (hitTestResults.length > 0) {
    const hitPose = hitTestResults[0].getPose(xrReferenceSpace);

    try {
      // Loo ankur tabamustesti positsioonile
      const anchor = await frame.createAnchor(hitPose.transform);
      console.log("Ankur on edukalt loodud.");

      // KRIITILINE SAMM: Salvesta ankru UUID
      // Ankruobjektil on UUID, kui püsivus on toetatud.
      if (anchor.anchorUUID) {
        saveAnchorUUID(anchor.anchorUUID);
      }

    } catch (error) {
      console.error("Ankru loomine ebaõnnestus:", error);
    }
  }
}

// Näide funktsioonist UUID-i localStorage-i salvestamiseks
function saveAnchorUUID(uuid) {
  let savedAnchors = JSON.parse(localStorage.getItem('my-ar-app-anchors') || '[]');
  if (!savedAnchors.includes(uuid)) {
    savedAnchors.push(uuid);
    localStorage.setItem('my-ar-app-anchors', JSON.stringify(savedAnchors));
    console.log(`Salvestatud ankru UUID: ${uuid}`);
  }
}

            

              
                Copy
              
            
          

3. Ankrute taastamine uues seansis

Kui uus seanss algab, on teie esimene ülesanne laadida oma salvestatud UUID-d ja paluda süsteemil need taastada. Seejärel proovib brauser neid keskkonnast leida.

            
// Kui teie seanss algab
async function onSessionStarted(session) {
  // ... muu seadistamine ...

  // Taasta varem salvestatud ankrud
  await restoreSavedAnchors(session);
}

async function restoreSavedAnchors(session) {
  const savedAnchors = JSON.parse(localStorage.getItem('my-ar-app-anchors') || '[]');

  if (savedAnchors.length === 0) {
    console.log("Ankruid pole taastada.");
    return;
  }

  console.log(`Proovin taastada ${savedAnchors.length} ankruid...`);

  try {
    // RestoreAnchor meetod tagastab lubaduse, mis lahendab, kui ankur on leitud
    const restoredAnchors = await Promise.all(
      savedAnchors.map(uuid => session.restoreAnchor(uuid))
    );

    restoredAnchors.forEach(anchor => {
      if (anchor) {
        console.log(`Ankur on UUID-ga edukalt taastatud: ${anchor.anchorUUID}`);
        // Nüüd saate selle taastatud ankru külge kinnitada oma 3D-mudeli
        add3DObjectToAnchor(anchor);
      }
    });

  } catch (error) {
    console.error("Ankrute taastamisel tekkis viga:", error);
  }
}

            

              
                Copy
              
            
          

4. Ankrute haldamine ja kustutamine

Teie rakendus peaks käsitlema ka ankrute kustutamist nii teie stseenist kui ka püsivast salvestusruumist. Seansi `trackedAnchors` atribuut on `Set`, mis sisaldab kõiki ankruid (nii äsja loodud kui ka taastatud), mida praegu jälgitakse.

            
// Ankru kustutamiseks
function deleteAnchor(anchor) {
  // Eemalda püsivast salvestusruumist
  const uuid = anchor.anchorUUID;
  let savedAnchors = JSON.parse(localStorage.getItem('my-ar-app-anchors') || '[]');
  const index = savedAnchors.indexOf(uuid);
  if (index > -1) {
    savedAnchors.splice(index, 1);
    localStorage.setItem('my-ar-app-anchors', JSON.stringify(savedAnchors));
  }

  // Käskige süsteemil selle jälgimine lõpetada
  anchor.delete();
  console.log(`Kustutatud ankur UUID-ga: ${uuid}`);
}

// Saate oma renderdusloopis itereerida kõiki jälgitavaid ankruid
function render(time, frame) {
  for (const anchor of frame.session.trackedAnchors) {
    // Hankige ankru poos ja värskendage oma 3D-objekti positsiooni
    const anchorPose = frame.getPose(anchor.anchorSpace, xrReferenceSpace);
    if (anchorPose) {
      // Värskenda 3D-mudeli maatriks
    }
  }
}

            

              
                Copy
              
            
          

Globaalsed kasutusjuhtumid ja rakendused, mille püsivus avab

Püsiankrud tõstavad WebAR-i uudsusest kasulikkuseni, avades võimsaid rakendusi lugematutes tööstusharudes kogu maailmas.

E-kaubandus ja jaemüük

Globaalsed kaubamärgid saavad pakkuda "proovi enne ostmist" kogemusi, mis säilivad. Brasiilia kasutaja saab paigutada Korea elektroonikabrändi virtuaalse teleri oma seinale. Nad saavad brauseri sulgeda, arutada seda oma perega ja hiljem uuesti avada, et näha seda täpselt samas kohas. See loob palju veenvama ja kasulikuma ostukogemuse.

Tööstuslikud ja ettevõtluslahendused

Saksa autotööstuse tehase hooldusinsener saab kasutada veebirakendust, et paigutada masinale püsivad digitaalsed markerid, mis näitavad hooldust vajavaid punkte. Järgmisel vahetusel olev tehnik, võib-olla töövõtja teisest riigist, kes räägib teist keelt, saab avada oma tahvelarvutis sama veebilingi ja näha kohe AR-i märkmeid, mis on täiuslikult joondatud reaalmaailma seadmetega, ületades suhtluslõhed ja parandades tõhusust.

Arhitektuur, inseneriteadus ja ehitus (AEC)

Ameerika Ühendriikide arhitektuurifirma saab jagada linki Dubais asuva kliendiga. Klient saab paigutada kavandatava hoone tegelikule ehitusplatsile 1:1 skaalas virtuaalse mudeli. Mudel säilib, võimaldades neil selles läbi jalutada ja anda mitme päeva jooksul plaane vaadates tagasisidet.

Navigeerimine ja teeviidad

Suured ja keerulised kohad, nagu rahvusvahelised lennujaamad, messipõrandad või ülikoolilinnakud, saavad juurutada püsivaid AR-i teeviitasid. Külastajad saavad laadida veebilehe ja näha püsivat virtuaalset teed, mis juhatab neid nende värava, boksi või loengusaali juurde. See on palju intuitiivsem kui proovida järgida 2D-kaarti.

Haridus ja kultuur

Muuseumid saavad luua püsivaid AR-i eksponaate. Külastaja võiks suunata oma telefoni dinosauruse skeleti poole ja näha püsivat teabe, animatsioonide ja märkuste kihti, mis jäävad paika, kui nad selle ümber jalutavad. Klassiruumis olevad õpilased saavad oma laua peal koostöös virtuaalset konna lahkama, kusjuures mudel säilib kogu õppetunni vältel.

Kunst ja meelelahutus

Kunstnikud saavad luua avalikke digitaalseid kunstipaigaldisi, mis on seotud konkreetsete reaalmaailma asukohtadega. Kasutajad saavad külastada parki või linnaväljakut, avada URL-i ja näha püsivat virtuaalset skulptuuri. Mitmikmängudel võivad olla püsivad elemendid, millega mängijad üle kogu maailma saavad jagatud füüsilises ruumis suhelda.

Väljakutsed ja kaalutlused globaalsele arendajate auditooriumile

Kuigi püsiankrutega arendamine on uskumatult võimas, on sellel oma väljakutsed, mida arendajad peavad arvestama, eriti globaalsele publikule ehitamisel.

• Brauseri ja seadme tugi: WebXR Anchors Module on suhteliselt uus standard. Tugi ei ole veel universaalne. Praegu on see peamiselt saadaval Chrome'is Androidi jaoks ARCore'iga ühilduvates seadmetes. Funktsioonide toe kontrollimine ja armuline halvenemise rakendamine toetamata brauserite või seadmete (nagu iOS) kasutajatele on ülioluline. Teie kogemus peaks olema endiselt funktsionaalne, võib-olla langedes tagasi 3D-vaaturi režiimi.
• Keskkonnatingimused: Aluseks olev SLAM-tehnoloogia tugineb stabiilsetele visuaalsetele funktsioonidele. Uuesti lokaliseerimine võib ebaõnnestuda, kui keskkond on seansside vahel oluliselt muutunud. Drastilised muutused valgustuses (päev vs. öö), mööbli liigutamine või selgete visuaalsete funktsioonide puudumine (tavaline valge sein) võivad takistada ankru taastamist. Rakendused tuleks kujundada nii, et need suudaksid neid taastamisrikkeid armulikult käsitleda.
• Seadmetevaheline ja platvormidevaheline jagamine: WebXR-i standard tagab, et ankru saab taastada samas seadmes. See iseenesest ei lahenda probleemi ankru asukoha jagamisega erinevate seadmete (nt Android-telefon ja tulevane AR-peakomplekt) või platvormide (WebXR ja natiivne iOS ARKit rakendus) vahel. Selle "mitme kasutaja, mitme seadme" probleemi lahendamine nõuab tavaliselt täiendavat tehnoloogiat, mida sageli nimetatakse AR Cloud teenuseks, mis suudab ühendada ja joondada ruumilisi kaarte erinevatest allikatest.
• Privaatsus ja kasutaja nõusolek: Arendajatena on meil kohustus olla kasutajatega läbipaistvad. Kuna püsiv AR hõlmab andmete salvestamist kasutaja füüsilise keskkonna kohta, on oluline selgelt selgitada, miks te vajate luba `anchors` ja kuidas andmeid kasutatakse. Kasutaja usaldus on selle tehnoloogia kasutuselevõtmise jaoks ülimalt tähtis.

Tulevik on püsiv: mis on järgmine kaasahaarava veebi jaoks?

WebXR Püsiankrud on tohutu samm edasi, kuid need on alles algus. Kaasahaarava veebi areng liigub ühendatuma ja kontekstitundlikuma tuleviku poole.

Me näeme WebXR Geospatial API esilekerkimist, mis võimaldab ankrute sidumist reaalmaailma geograafiliste koordinaatidega (laiuskraad, pikkuskraad, kõrgus). See võimaldab avada laiaulatuslikke, ülelinnalisi AR-kogemusi, mis on kõik ehitatud avatud veebistandarditele.

Lisaks pakub AR Cloud platvormide arendamine taustataristu, mis on vajalik tõeliselt jagatud, püsivate ja platvormidevaheliste AR-kogemuste jaoks. Need platvormid tegelevad raske ülesandega joondada ruumilisi kaarte miljonitest erinevatest seadmetest, luues reaalsest maailmast ühe jagatud digitaalse kaksiku.

Nende tehnoloogiate kombinatsioon viitab tulevikule, kus veeb murrab end lahti 2D-ekraanilt. Sellest saab ruumiline teabe-, meelelahutus- ja kasulikkuse kiht, millega saame loomulikult suhelda oma füüsilises keskkonnas. Püsiankrud on kriitiline, fundamentaalne element, mis muudab selle visiooni võimalikuks.

Kokkuvõte: alustage püsiva veebi ehitamist täna

WebXR Püsiankrud on midagi enamat kui lihtsalt uus API; need kujutavad endast fundamentaalset nihet selles, mis on veebis võimalik. Need võimaldavad arendajatel ehitada AR-rakendusi, millel on mälu, kontekst ja püsiv väärtus. Alates sellest, kuidas me ostleme, töötame ja õpime, kuni uute kunstiliikide ja meelelahutuse loomiseni, on potentsiaal tohutu.

Sisenemise barjäär pole kunagi olnud madalam. Moodsa nutitelefoni ja veebibrauseriga saavad arendajad kõikjal maailmas alustada katsetamist püsivate, maailmateadlike kogemuste loomisega. Teekond tõeliselt kaasahaarava ja ruumilise veebi poole on käimas ning see on ehitatud avatud standarditele, mis on kõigile kättesaadavad. Aeg ehitamist alustada on nüüd.