Maîtriser le gestionnaire de source d'entrée WebXR : une plongée en profondeur dans la gestion de l'état des contrôleurs

L'évolution du web nous rapproche d'expériences véritablement immersives. WebXR, la norme pour la création d'applications de réalité virtuelle et augmentée au sein des navigateurs web, est à l'avant-garde de ce changement. Un composant central de WebXR, le gestionnaire de source d'entrée (Input Source Manager), permet aux développeurs de comprendre et de réagir aux entrées utilisateur provenant d'une variété de contrôleurs. Cet article de blog approfondira le gestionnaire de source d'entrée, en se concentrant sur l'aspect crucial de la gestion de l'état du contrôleur, et vous dotera des connaissances nécessaires pour créer des expériences XR captivantes et réactives pour un public mondial.

Comprendre le gestionnaire de source d'entrée WebXR

Le gestionnaire de source d'entrée WebXR fait office de pont entre les périphériques d'entrée utilisateur (comme les contrôleurs VR, les mains AR ou même les commandes vocales) et votre application XR basée sur le web. Il abstrait les complexités des différentes variations de matériel et de plateforme, en fournissant une interface standardisée pour l'accès aux données d'entrée. Cette standardisation est essentielle pour assurer la compatibilité multiplateforme et la productivité des développeurs.

Les principales responsabilités du gestionnaire de source d'entrée incluent :

• Suivi des sources d'entrée : Identifier et suivre les sources d'entrée disponibles connectées à l'appareil XR.
• Fournir des données d'entrée : Fournir des données en temps réel concernant les appuis sur les boutons, les positions du joystick/pavé tactile (valeurs d'axe), les informations de prise en main, et plus encore.
• Gestion de la représentation visuelle : Souvent utilisé en conjonction avec l'API de l'appareil WebXR pour créer une représentation visuelle du contrôleur dans l'environnement virtuel (par exemple, un modèle de contrôleur VR).

Accéder aux sources d'entrée

Pour accéder aux sources d'entrée, vous interagirez principalement avec l'objet `XRFrame`. Cet objet est transmis à la fonction de rappel de votre `XRRenderLoop`, fournissant l'état le plus récent de l'environnement XR. À partir du `XRFrame`, vous pouvez accéder au tableau `session.inputSources`. Ce tableau contient des objets `XRInputSource`, chacun représentant un périphérique d'entrée individuel (comme un contrôleur ou une main). Le nombre de sources d'entrée disponibles dépend de l'appareil XR connecté et des contrôleurs disponibles. Considérez cet exemple en JavaScript :

            
// À l'intérieur de votre rappel de boucle de rendu XR (par exemple, `onXRFrame`)
function onXRFrame(time, frame) {
  const session = frame.session;
  const inputSources = session.inputSources;

  for (const inputSource of inputSources) {
    // Traiter chaque source d'entrée
    processInputSource(frame, inputSource);
  }
}

            

              
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Examen de l'objet XRInputSource

L'objet `XRInputSource` fournit des informations vitales sur le périphérique d'entrée connecté. Les propriétés clés incluent :

• `targetRayMode`: Décrit comment la source d'entrée est utilisée pour le ciblage (par exemple, 'tracked-pointer', 'gaze', 'hand'). Ceci dicte le type de ciblage que la source d'entrée XR utilise et informe la façon dont le développeur l'utilisera. Les modes courants incluent :
• 'tracked-pointer': Utilisé pour les contrôleurs qui suivent physiquement leur position dans l'espace, typique en VR.
• 'gaze': Principalement utilisé pour l'entrée basée sur le regard, comme lors de l'utilisation d'un casque VR sans contrôleurs (par exemple, pour la sélection de l'interface utilisateur en utilisant le suivi oculaire).
• 'hand': Pour les systèmes de suivi des mains, comme ceux utilisés par certains casques AR et contrôleurs VR avec des capacités de suivi des mains.
• `targetRaySpace`: Un objet `XRSpace` qui fournit la position et l'orientation du rayon de ciblage de la source d'entrée. Utile pour le lancer de rayons (raycasting) et la détermination de ce avec quoi l'utilisateur interagit.
• `gripSpace`: Un objet `XRSpace` représentant la position et l'orientation de la prise en main de la source d'entrée, offrant un emplacement dans la scène XR où l'utilisateur est le plus susceptible de tenir le contrôleur. Utile pour attacher des modèles.
• `handedness`: Indique à quelle main la source d'entrée est associée ('left', 'right' ou 'none' si elle n'est pas clairement associée). Ceci est très utile pour l'interaction avec l'interface utilisateur et la conception de jeux.
• `profiles`: Un tableau de chaînes de caractères qui identifie le profil du contrôleur utilisé. Ceci peut être utile pour adapter l'interface utilisateur ou le gameplay à des configurations de contrôleur spécifiques. (par exemple, `['generic-trigger', 'oculus-touch-v2']`)
• `gamepad`: Un objet `Gamepad` (optionnel). C'est ainsi que vous obtenez les données des boutons et des axes, de la même manière que l'API Gamepad fonctionne dans les pages web classiques. C'est la partie critique de la gestion de l'état du contrôleur.

Gestion de l'état du contrôleur avec l'API Gamepad

La propriété `gamepad` sur `XRInputSource` est la porte d'entrée des appuis sur les boutons, des valeurs d'axe et de l'état général du contrôleur. Cela utilise la même API `Gamepad` utilisée dans le développement web général avec les manettes de jeu, de sorte que les développeurs familiarisés avec cette interface la trouveront intuitive. L'objet `Gamepad` contient un certain nombre de propriétés qui décrivent l'état de l'appareil. Ceci est essentiel pour l'interaction utilisateur.

Voici les propriétés clés avec lesquelles vous interagirez :

• `buttons`: Un tableau d'objets `GamepadButton`, un pour chaque bouton sur le contrôleur.
• `axes`: Un tableau de valeurs à virgule flottante représentant la position des joysticks et des gâchettes analogiques.
• `timestamp`: Un horodatage indiquant quand l'état de la manette de jeu a été mis à jour pour la dernière fois.

Décomposons comment lire les appuis sur les boutons et les valeurs d'axe. Considérez un exemple générique, qui fonctionnera sur de nombreux contrôleurs :

            
function processInputSource(frame, inputSource) {
  const gamepad = inputSource.gamepad;

  if (!gamepad) {
    return;
  }

  // État du bouton (exemple : vérifier si le bouton 'A' est pressé. Différents profils peuvent utiliser des index de bouton différents, ce qui est l'une des raisons pour lesquelles les profils sont utiles.)
  if (gamepad.buttons[0].pressed) { // L'index 0 représente souvent le bouton 'A' ou l'équivalent
    console.log('Bouton A pressé !');
    // Effectuer des actions lorsque 'A' est pressé, comme sauter ou sélectionner.
  }

  // Valeurs d'axe (exemple : obtenir la valeur de l'axe X du stick gauche)
  const leftStickX = gamepad.axes[0];
  if (Math.abs(leftStickX) > 0.1) { // Ajouter une zone morte pour éviter le tremblement
    console.log('Stick gauche X :', leftStickX);
    // Appliquer le mouvement en fonction de la position du stick.
  }

  //Exemple d'un axe de gâchette :
  if (gamepad.axes[2] > 0.2) {
    console.log('Gâchette pressée !')
    //Tirer une arme, etc.
  }
}

            

              
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Considérations importantes :

• Variations de la cartographie des boutons : Les configurations de contrôleur peuvent varier. L'utilisation de la propriété `profiles` de `XRInputSource` peut vous aider à identifier des modèles de contrôleur spécifiques (par exemple, `oculus-touch-v2`). Cela vous permet de personnaliser votre code pour gérer la cartographie des boutons spécifique au contrôleur. Vous devrez peut-être créer une table de recherche ou une instruction switch basée sur la chaîne de profil. Par exemple, le `buttonIndex` pour 'A' peut varier selon les différents contrôleurs.
• Zones mortes : Implémentez des zones mortes pour les joysticks et les gâchettes analogiques. Cela signifie ignorer les très petites valeurs pour éviter les entrées involontaires causées par de légers mouvements ou des imperfections matérielles.
• Anti-rebond : Pour les appuis sur les boutons, vous voudrez peut-être implémenter un anti-rebond pour éviter plusieurs activations à partir d'une seule pression. Cela implique d'ignorer les appuis sur les boutons pendant une courte période après que le bouton a été relâché.
• Événements d'entrée (développement futur) : Bien que pas encore universellement implémenté, gardez un œil sur les implémentations futures utilisant l'événement `onButtonChange` de l'API Gamepad ou quelque chose de similaire, car cela peut simplifier la gestion des événements.

Gestion de la latéralité

La propriété `handedness` est cruciale pour créer des expériences utilisateur intuitives. Utilisez-la pour personnaliser le gameplay et les éléments de l'interface utilisateur en fonction de l'orientation du contrôleur de l'utilisateur (main gauche ou droite).

Exemple :

            
function processInputSource(frame, inputSource) {
  if (inputSource.handedness === 'left') {
    // Gérer l'entrée pour le contrôleur de la main gauche.
    // Par exemple, utilisez le contrôleur gauche pour les commandes de navigation.
  } else if (inputSource.handedness === 'right') {
    // Gérer l'entrée pour le contrôleur de la main droite.
    // Par exemple, utilisez le contrôleur droit pour interagir avec des objets.
  }
}

            

              
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Créer des interactions de contrôleur réalistes

Au-delà de la simple lecture des états des boutons, vous pouvez créer des interactions véritablement immersives en :

• Retour visuel : Créez des indices visuels pour indiquer les appuis sur les boutons. Par exemple, changez la couleur d'un modèle de bouton dans votre scène lorsque le bouton correspondant est pressé.
• Retour haptique : Utilisez le retour haptique (vibration) pour améliorer l'immersion. De nombreux contrôleurs prennent en charge le retour haptique via l'API `Gamepad`. Appelez la fonction `vibrate()` sur la manette de jeu avec les paramètres appropriés.
• Interactions avec les objets : Permettez aux utilisateurs de ramasser, de manipuler et d'interagir avec des objets virtuels en utilisant l'entrée du contrôleur. Cela implique souvent le lancer de rayons (raycasting) à partir de `targetRaySpace` ou la manipulation directe en utilisant `gripSpace`. (par exemple, si l'utilisateur appuie sur un bouton tout en pointant vers un objet, ramasser l'objet).
• Conception sonore : Associez les appuis sur les boutons et les interactions à des indices audio appropriés pour améliorer davantage l'expérience utilisateur.

Voici un exemple simple de retour haptique :

            
function processInputSource(frame, inputSource) {
  const gamepad = inputSource.gamepad;

  if (!gamepad) {
    return;
  }

  if (gamepad.buttons[0].pressed) {
    // Vibrer pendant 50ms
    if (gamepad.vibrationActuator) {
        gamepad.vibrationActuator.playEffect('dual-rumble', { duration: 50, startDelay: 0, detail: 1.0, amplitude: 1.0 });
    }
  }
}

            

              
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Optimisation des performances

Les expériences XR sont coûteuses en calcul. Optimisez votre code pour maintenir une fréquence d'images fluide (idéalement 90 images par seconde ou plus, selon l'appareil).

• Minimiser les calculs par image : Traitez uniquement les données d'entrée dont vous avez besoin à chaque image. Évitez les calculs inutiles.
• Rendu efficace : Optimisez votre pipeline de rendu pour éviter les goulots d'étranglement. Envisagez des techniques telles que le niveau de détail (LOD) et le frustum culling.
• Utiliser les bons outils : Tirez parti des outils de profilage de votre navigateur pour identifier les goulots d'étranglement des performances et optimiser votre code.
• Gérer les entrées du contrôleur avec parcimonie : Évitez d'exécuter des opérations extrêmement intensives à chaque image lorsqu'un bouton est pressé. Envisagez d'utiliser des minuteries pour exécuter des actions uniquement en cas de besoin.

Considérations multiplateformes et prise en charge des appareils

WebXR est conçu pour être multiplateforme, mais certains appareils offrent une meilleure prise en charge que d'autres. Voici quelques points à considérer pour une expérience utilisateur plus large :

• Prise en charge du navigateur : Assurez-vous que le navigateur cible prend en charge WebXR. Les principaux navigateurs comme Chrome, Firefox et Edge ont une bonne prise en charge, mais restez à jour avec les dernières versions des navigateurs.
• Capacités de l'appareil : Différents appareils XR ont des capacités différentes. Certains appareils prennent en charge le suivi des mains, tandis que d'autres n'ont que des contrôleurs. Concevez votre expérience pour qu'elle soit flexible et s'adapte aux différentes méthodes d'entrée.
• Tests : Testez rigoureusement votre application sur une variété d'appareils pour assurer la compatibilité et une expérience utilisateur cohérente. Ceci est essentiel pour atteindre un public mondial.
• Amélioration progressive : Concevez votre application pour qu'elle fonctionne même si WebXR n'est pas disponible. Fournissez une expérience de repli pour les utilisateurs sur les appareils qui ne prennent pas en charge XR. Il peut s'agir d'une interface 2D ou d'une version simplifiée de l'expérience XR.
• Internationalisation : Envisagez la localisation linguistique pour votre application XR. Les interfaces utilisateur et les invites devront être traduites pour différentes régions, et toutes les instructions ou tutoriels basés sur du texte devront prendre en charge les options multilingues pour atteindre le plus grand nombre de personnes.

Techniques avancées et orientations futures

À mesure que WebXR évolue, des techniques et fonctionnalités d'entrée plus sophistiquées deviendront disponibles. Voici quelques domaines à surveiller :

• Suivi des mains : Les progrès du suivi des mains permettent des interactions naturelles et intuitives au sein des expériences XR. Intégrez les données de suivi des mains pour permettre des interactions plus complexes.
• Reconnaissance vocale : Les commandes vocales peuvent fournir une méthode d'entrée supplémentaire, permettant aux utilisateurs de contrôler l'environnement XR par la parole. Intégrez une API Web Speech pour ajouter cette fonctionnalité.
• Profils d'entrée : Attendez-vous à plus de standardisation et de profils pour divers contrôleurs, simplifiant le développement.
• Rendu haptique : Les progrès de la technologie et des API haptiques conduiront à des interactions tactiles plus nuancées et réalistes.
• Ancrages spatiaux : Pour les applications AR, les ancrages spatiaux seront importants pour la persistance du contenu virtuel dans le monde physique.

Meilleures pratiques pour le développement XR mondial

Pour créer des applications XR réussies pour un public mondial, tenez compte des points clés suivants :

• Conception centrée sur l'utilisateur : Concevez votre application en pensant à l'utilisateur. Concentrez-vous sur la convivialité, l'accessibilité et une expérience confortable.
• Interactions intuitives : Rendez les interactions aussi intuitives que possible. Les utilisateurs doivent être en mesure de comprendre facilement comment contrôler et interagir avec l'environnement sans instructions approfondies.
• Accessibilité : Tenez compte des utilisateurs handicapés. Fournissez des méthodes d'entrée alternatives, des indices visuels et des retours audio. Assurez-vous de niveaux de contraste appropriés et de la prise en charge de la mise à l'échelle du texte.
• Optimisation des performances : Optimisez votre application pour les performances afin d'assurer une expérience fluide et agréable sur une gamme d'appareils.
• Sensibilité culturelle : Soyez attentif aux différences culturelles. Évitez d'utiliser des images ou du contenu qui pourraient être offensants ou insensibles aux utilisateurs d'horizons différents.
• Localisation et internationalisation (L10N et I18N) : Planifiez dès le début la localisation. Concevez l'interface utilisateur pour gérer différentes langues et longueurs de texte. Tenez compte de l'ordre de présentation des éléments de l'interface utilisateur.

Conclusion

Le gestionnaire de source d'entrée WebXR, ainsi que l'API Gamepad, est la pierre angulaire de la gestion de l'état du contrôleur dans les applications XR basées sur le web. En maîtrisant les techniques décrites dans ce guide, vous pouvez créer des expériences engageantes, immersives et multiplateformes pour les utilisateurs du monde entier. N'oubliez pas d'adopter les meilleures pratiques en matière de performances, d'accessibilité et de sensibilité culturelle, et de vous tenir au courant des derniers développements de WebXR pour créer des applications véritablement de pointe.

Le monde de la XR est en constante évolution. Continuez à expérimenter, à apprendre et à vous adapter pour créer des expériences qui repoussent les limites de ce qui est possible dans le domaine numérique. Le potentiel d'innovation dans la XR basée sur le web est énorme, et vos contributions peuvent contribuer à façonner l'avenir de la technologie immersive.