Naviguer dans le paysage immersif : Classification des sources d'entrée et détection du type de contrôleur WebXR

Le domaine de la Réalité Étendue (XR), englobant la Réalité Virtuelle (VR) et la Réalité Augmentée (RA), évolue rapidement. Alors que les développeurs s'efforcent de créer des expériences immersives plus intuitives et engageantes, comprendre et gérer efficacement les entrées utilisateur devient primordial. WebXR, la norme pour fournir du contenu XR directement via les navigateurs web, offre des outils puissants pour cela. Un aspect critique de la création d'applications WebXR robustes est la capacité à classifier les sources d'entrée et à détecter les types de contrôleurs. Cela permet des interactions sur mesure, une meilleure accessibilité et une expérience utilisateur plus cohérente sur une gamme variée de matériels.

L'importance de la classification des sources d'entrée

Dans un environnement immersif, l'interaction d'un utilisateur est médiée par divers dispositifs d'entrée. Ceux-ci peuvent aller de la simple sélection basée sur le regard à des contrôleurs suivis sophistiqués, des gestes de la main ou même des mouvements du corps. Pour qu'une application WebXR réponde de manière appropriée et naturelle, elle doit comprendre quel type d'entrée est fourni. C'est là qu'intervient la classification des sources d'entrée.

Pourquoi cette classification est-elle si cruciale pour un public mondial ?

• Diversité matérielle : Le marché de la XR est inondé d'appareils de nombreux fabricants, à différents niveaux de prix et formats. Une application mondiale doit gérer cette hétérogénéité avec élégance. Par exemple, une expérience VR conçue pour des casques PC VR haut de gamme comme le Valve Index aura des capacités d'entrée différentes de celle ciblant un casque VR mobile autonome comme le Meta Quest, ou un appareil de RA comme le Magic Leap ou un smartphone exécutant ARKit/ARCore.
• Attentes des utilisateurs : Les utilisateurs s'attendent à ce que leur appareil XR se comporte de manière prévisible dans une application. Si une pression de bouton sur leur contrôleur n'exécute pas l'action attendue en raison d'une mauvaise interprétation de l'entrée, cela entraîne de la frustration et peut rapidement les désengager de l'expérience.
• Accessibilité : Différentes méthodes d'entrée répondent à différents besoins et capacités des utilisateurs. La classification des entrées permet aux développeurs de proposer des méthodes d'interaction alternatives, garantissant ainsi que davantage de personnes peuvent accéder et profiter de leur contenu immersif. Par exemple, les utilisateurs à mobilité réduite des mains pourraient s'appuyer davantage sur les entrées par le regard ou la voix.
• Optimisation des performances : Connaître les capacités de la source d'entrée peut éclairer les stratégies d'optimisation. Par exemple, un suivi complexe des mains peut nécessiter plus de puissance de traitement qu'une simple manette de jeu.
• Cohérence de la plateforme : Bien que WebXR vise une API unifiée, les implémentations matérielles sous-jacentes peuvent varier. Une classification robuste aide à combler ces lacunes et à maintenir un certain degré de cohérence.

Comprendre les sources d'entrée WebXR

L'API WebXR Device fournit des mécanismes pour accéder aux informations sur les dispositifs d'entrée connectés. La principale façon d'interagir avec ceux-ci est via l'objet XRInputSource, qui représente une seule source d'entrée connectée à la session XR. Un objet XRInputSource fournit des informations sur :

• Rayon Cible (Target Ray) : La direction dans laquelle la source d'entrée pointe.
• Prise en main (Grip) : La pose de la source d'entrée dans l'espace, représentant souvent l'endroit où une main virtuelle tiendrait un contrôleur.
• Profils (Profiles) : Une chaîne ou un tableau de chaînes décrivant les capacités et le comportement attendu de la source d'entrée.
• Latéralité (Handedness) : Si la source d'entrée est destinée à la main gauche ou droite.
• Fonctionnalités (Features) : Les fonctionnalités d'entrée spécifiques disponibles, telles que les boutons, les sticks analogiques ou les pavés tactiles.

La propriété XRInputSource.profiles : La clé de la classification

La propriété profiles est sans doute l'outil le plus puissant pour classifier les sources d'entrée. Il s'agit d'un tableau de chaînes que les fournisseurs utilisent pour indiquer le type et les capacités du dispositif d'entrée. Ces profils sont normalisés par la spécification Extensible XR Input Profile du groupe Khronos, visant à fournir un langage commun pour décrire les dispositifs d'entrée XR.

Exemples de profils courants :

• 'generic-hand' : Indique une source d'entrée de suivi de main à usage général.
• 'google-daydream-controller' : Spécifiquement pour le contrôleur Google Daydream.
• 'htc-vive-controller' : Pour les contrôleurs HTC Vive.
• 'oculus-touch-controller' : Pour les contrôleurs Oculus (maintenant Meta) Touch.
• 'microsoft-mixed-reality-controller' : Pour les contrôleurs Windows Mixed Reality.
• 'microsoft-edge-motion-controller' : Pour les contrôleurs de mouvement associés à Microsoft Edge.
• 'vive-tracker' : Pour les trackers HTC Vive.
• 'keyboard' : Représente une entrée clavier.
• 'mouse' : Représente une entrée souris.

En vérifiant ces chaînes de profil, les développeurs peuvent déterminer le type de contrôleur et adapter la logique de leur application en conséquence.

Détecter les types de contrôleurs : Approches pratiques

Le cœur de la détection du type de contrôleur consiste à itérer à travers les objets XRInputSource connectés dans une session XR active et à examiner leur propriété profiles.

Logique de détection étape par étape

1. Obtenir la session XR : Tout d'abord, vous avez besoin d'une XRSession active. Elle est généralement obtenue après qu'un utilisateur a demandé une session XR et qu'elle a été démarrée avec succès.

               
       navigator.xr.requestSession('immersive-vr').then(session => {
           // Session démarrée, nous pouvons maintenant accéder aux sources d'entrée
           session.addEventListener('inputsourceschange', handleInputSourcesChange);
           handleInputSourcesChange({ session }); // Vérification initiale
       });
       
               
   
                 
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2. Accéder aux sources d'entrée : La propriété session.inputSources fournit un tableau de tous les objets XRInputSource connectés.

               
       function handleInputSourcesChange(event) {
           const session = event.session;
           const inputSources = session.inputSources;
   
           inputSources.forEach(inputSource => {
               // Classifier chaque inputSource ici
               classifyInputSource(inputSource);
           });
       }
       
               
   
                 
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3. Itérer et classifier : Dans votre fonction de classification, parcourez le tableau profiles de chaque XRInputSource.

               
       function classifyInputSource(inputSource) {
           console.log('Profils de la source d\'entrée :', inputSource.profiles);
   
           if (inputSource.profiles.includes('oculus-touch-controller')) {
               console.log('Contrôleur Oculus Touch détecté !');
               // Appliquer la logique spécifique à l'Oculus Touch
               handleOculusTouch(inputSource);
           } else if (inputSource.profiles.includes('htc-vive-controller')) {
               console.log('Contrôleur HTC Vive détecté !');
               // Appliquer la logique spécifique au HTC Vive
               handleViveController(inputSource);
           } else if (inputSource.profiles.includes('generic-hand')) {
               console.log('Suivi des mains détecté !');
               // Appliquer la logique spécifique au suivi des mains
               handleHandTracking(inputSource);
           } else if (inputSource.profiles.includes('mouse') || inputSource.profiles.includes('keyboard')) {
               console.log('Entrée 2D détectée (Souris/Clavier)');
               // Appliquer la logique pour les entrées 2D
               handle2DInput(inputSource);
           }
           // Ajouter d'autres conditions else if pour d'autres profils
       }
       
               
   
                 
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4. Gérer les événements d'entrée : Une fois que vous avez identifié le type de contrôleur, vous pouvez écouter les événements d'entrée spécifiques (par exemple, les pressions de bouton, les mouvements de stick analogique) et les mapper aux actions de votre application. L'événement input sur la XRSession est un bon point de départ, mais des contrôleurs spécifiques peuvent avoir leurs propres écouteurs d'événements ou nécessiter une interrogation (polling).

               
       session.addEventListener('selectstart', (event) => {
           if (event.inputSource.profiles.includes('oculus-touch-controller')) {
               console.log('Gâchette de l'Oculus Touch pressée !');
               // Action spécifique à la gâchette de l'Oculus Touch
           }
       });
       
               
   
                 
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Gérer les profils manquants ou génériques

Tous les appareils XR n'exposent pas nécessairement des profils très spécifiques. Dans de tels cas, vous pourriez rencontrer des profils plus génériques comme 'generic-xr-controller' ou même aucun profil du tout. C'est là que les stratégies de repli sont essentielles :

• Repli sur l'API Gamepad : Si l'XRInputSource expose une propriété gamepad, vous pouvez vous rabattre sur l'API Gamepad standard. Cela offre un moyen plus universel d'accéder aux pressions de bouton et aux valeurs d'axe, même si le modèle exact du contrôleur n'est pas explicitement identifié par un profil. L'API WebXR fait essentiellement le pont avec l'API Gamepad pour les contextes XR.
• Interactions par défaut : Pour les sources d'entrée complètement non reconnues, ou pour les appareils sans contrôleurs dédiés (comme les simples visionneuses VR), vous pourriez avoir besoin d'implémenter des interactions par défaut. Cela pourrait être une sélection basée sur le regard, un simple bouton sur le casque, ou même demander à l'utilisateur de connecter une manette de jeu compatible.
• Invites utilisateur : Dans les situations ambiguës, il est souvent préférable de solliciter l'utilisateur. Par exemple, si un contrôleur générique est détecté, vous pourriez demander : "Est-ce un contrôleur de mouvement ou une manette de jeu ?" Cela donne à l'utilisateur le pouvoir de guider le mappage des entrées de l'application.

Classification avancée et considérations

Bien que les chaînes de profil soient le mécanisme principal, d'autres facteurs doivent être pris en compte pour une stratégie d'entrée WebXR complète :

1. Suivi des mains vs Suivi des contrôleurs

Distinguer entre le suivi des mains (par ex., 'generic-hand') et le suivi de contrôleurs physiques est vital. Le suivi des mains offre une interaction plus naturaliste et sans contrôleur, mais sa précision et sa fidélité de suivi peuvent varier. Le suivi des contrôleurs, bien que moins naturel, fournit souvent une entrée plus précise et cohérente pour les actions nécessitant une motricité fine.

Exemple : Dans une application VR qui permet aux utilisateurs de dessiner, vous voudriez utiliser le suivi des mains pour des gestes de dessin à main levée. Cependant, pour une manipulation précise d'objets ou l'activation de boutons, un contrôleur pourrait être préférable. Votre logique de classification devrait permettre de basculer entre ces modes ou de les utiliser de manière contextuelle.

2. Fonctionnalités de la source d'entrée

Au-delà du simple type, l'examen des fonctionnalités disponibles sur un XRInputSource peut affiner votre classification et votre conception d'interaction. Bien que les profiles donnent une indication de haut niveau, la vérification des capacités spécifiques est plus robuste.

• Boutons : A-t-il des gâchettes, des boutons de prise, des boutons de menu ?
• Axes : A-t-il des sticks analogiques ou des pavés tactiles qui fournissent une entrée analogique ?
• Capteurs : A-t-il des capacités de retour haptique ?

La spécification WebXR Input Profiles définit un vocabulaire commun pour ces fonctionnalités (par ex., 'trigger', 'squeeze', 'thumbstick', 'touchpad', 'button'). Vous pouvez vérifier la présence de ces fonctionnalités.

Note : La vérification directe des fonctionnalités peut nécessiter une interaction plus directe avec le moteur d'exécution XR sous-jacent ou un polyfill si l'API ne les expose pas directement de manière universellement pratique. Cependant, les profiles sont souvent fortement corrélés aux fonctionnalités disponibles.

3. Latéralité

La propriété inputSource.handedness ('left' ou 'right') est cruciale pour orienter correctement les mains virtuelles ou assigner les commandes pour gauchers. C'est simple mais essentiel pour une expérience confortable.

4. Mode du rayon cible

La propriété inputSource.targetRayMode peut être soit 'gaze' soit 'pointing'. Cela vous indique comment l'entrée est dirigée :

• 'gaze' : L'entrée est dirigée par l'endroit où l'utilisateur regarde. C'est courant dans les expériences VR avec casque seul ou pour certaines interactions de RA.
• 'pointing' : L'entrée est dirigée par un contrôleur physique ou une main suivie. C'est le mode le plus courant pour les contrôleurs.

Comprendre cela aide à déterminer la métaphore d'interaction appropriée. Pour 'gaze', vous pourriez utiliser un curseur qui suit le regard de l'utilisateur. Pour 'pointing', le rayon provient du contrôleur ou de la main.

5. Globaliser le mappage des entrées

Les profiles offrent un point de départ, mais la conception d'une véritable application mondiale nécessite de mapper ces profils standardisés à des interactions centrées sur l'utilisateur. Considérez :

• Conventions de mappage des boutons : Bien que les profils suggèrent des types de boutons (par ex., 'trigger'), l'action exacte (par ex., tirer, sélectionner, saisir) pourrait devoir être configurable ou suivre des conventions communes pour différentes régions ou genres d'applications. Par exemple, dans de nombreux jeux occidentaux, le bouton d'action principal peut se trouver sur le contrôleur droit, mais ce n'est pas universellement vrai.
• Langue et icônes : Assurez-vous que tous les éléments d'interface utilisateur liés aux commandes sont localisés. Les icônes sont généralement plus universelles, mais les étiquettes textuelles doivent être traduites.
• Profils d'accessibilité des entrées : Envisagez d'étendre votre classification pour identifier les sources d'entrée qui pourraient faire partie de solutions d'accessibilité, telles que les contrôleurs adaptatifs spécialisés. Bien que le système de profil actuel de WebXR ne réponde pas explicitement à chaque appareil d'accessibilité de niche, un système flexible pouvant être étendu est bénéfique.

Exemple : Créer une application multi-contrôleurs

Considérons un exemple simplifié d'une application WebXR conçue pour fonctionner à la fois avec les contrôleurs Oculus Touch et le suivi des mains, affichant différents éléments d'interface ou commandes en fonction de la source d'entrée détectée.

Scénario : Une application VR qui permet aux utilisateurs d'interagir avec des objets 3D. En utilisant les contrôleurs Oculus Touch, les utilisateurs peuvent saisir des objets avec le bouton de prise et pointer avec la gâchette. En utilisant le suivi des mains, les utilisateurs peuvent saisir avec un geste de pincement et interagir avec les éléments de l'interface utilisateur en pointant.

            
let session = null;
let controllers = {}; // Pour stocker les sources d'entrée par leur ID

function setupXR() {
    navigator.xr.requestSession('immersive-vr').then(xrSession => {
        session = xrSession;
        session.addEventListener('inputsourceschange', handleInputSourcesChange);
        session.addEventListener('selectstart', handleSelectStart);
        session.addEventListener('squeezestart', handleSqueezeStart);
        session.addEventListener('end', () => {
            session = null;
            console.log('Session XR terminée.');
        });
        handleInputSourcesChange({ session: session }); // Synchronisation initiale
        console.log('Session XR démarrée.');
    }).catch(err => {
        console.error('Erreur lors de la demande de session XR :', err);
    });
}

function handleInputSourcesChange(event) {
    const inputSources = event.session.inputSources;
    
    // Supprimer les anciens contrôleurs qui ne sont plus connectés
    for (const id in controllers) {
        if (!inputSources.find(src => src.handedness === controllers[id].handedness)) {
            delete controllers[id];
            // Mettre potentiellement à jour l'UI pour refléter le contrôleur déconnecté
            console.log(`Contrôleur ${id} déconnecté.`);
        }
    }

    // Traiter les sources d'entrée nouvelles et existantes
    inputSources.forEach(inputSource => {
        controllers[inputSource.gamepad.index] = inputSource; // Utiliser l'index du gamepad comme ID stable
        classifyInputSource(inputSource);
    });
}

function classifyInputSource(inputSource) {
    console.log('ID de la source d\'entrée :', inputSource.gamepad.index, 'Profils :', inputSource.profiles);

    if (inputSource.profiles.includes('oculus-touch-controller')) {
        console.log(`Contrôleur Oculus Touch (${inputSource.handedness}) détecté.`);
        // Assigner des gestionnaires ou des états spécifiques pour Oculus Touch
        if (inputSource.handedness === 'left') {
            controllers[inputSource.gamepad.index].type = 'oculus_touch_left';
        } else {
            controllers[inputSource.gamepad.index].type = 'oculus_touch_right';
        }
    } else if (inputSource.profiles.includes('generic-hand')) {
        console.log(`Suivi des mains (${inputSource.handedness}) détecté.`);
        controllers[inputSource.gamepad.index].type = 'hand_tracking';
        // Mettre potentiellement à jour l'UI pour afficher les indicateurs de suivi des mains
    } else {
        console.log(`Type de contrôleur inconnu ou manette générique (${inputSource.handedness}) détecté.`);
        controllers[inputSource.gamepad.index].type = 'generic';
    }
}

function handleSelectStart(event) {
    const inputSource = controllers[event.inputSource.gamepad.index];
    if (!inputSource) return;

    console.log('Début de sélection sur :', inputSource.type);

    switch(inputSource.type) {
        case 'oculus_touch_right': // En supposant que la sélection principale est la gâchette pour le contrôleur droit
            console.log('Gâchette Oculus Touch pressée. Saisie d\'objet ou activation de l\'UI.');
            // Implémenter la logique de saisie/activation pour Oculus Touch
            break;
        case 'hand_tracking':
            console.log('Pincement de main détecté. Interaction avec l\'UI.');
            // Implémenter la logique d'interaction avec l'UI pour le pincement de main
            break;
        case 'generic':
            console.log('Sélection du contrôleur générique pressée.');
            // Logique de repli pour les contrôleurs génériques
            break;
    }
}

function handleSqueezeStart(event) {
    const inputSource = controllers[event.inputSource.gamepad.index];
    if (!inputSource) return;

    console.log('Début de pression sur :', inputSource.type);

    switch(inputSource.type) {
        case 'oculus_touch_left': // En supposant que la prise est la pression pour le contrôleur gauche
            console.log('Prise Oculus Touch pressée. Saisie d\'objet.');
            // Implémenter la logique de saisie pour la prise Oculus Touch
            break;
        case 'hand_tracking':
            console.log('Prise de main (poing fermé) détectée. Saisie d\'objet.');
            // Implémenter la logique de saisie pour le poing fermé du suivi de main
            break;
        case 'generic':
            console.log('Pression du contrôleur générique pressée.');
            // Logique de repli pour les contrôleurs génériques
            break;
    }
}

// Appeler setupXR() lorsque votre application est prête à démarrer une session XR.
// Par exemple, au clic sur un bouton :
// document.getElementById('enter-vr-button').addEventListener('click', setupXR);

// Vous auriez également besoin de gérer les événements de relâchement d'entrée (selectend, squeezeend)
// et potentiellement d'autres événements d'entrée comme le mouvement du stick analogique/pavé tactile.

            

              
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Défis et orientations futures

Malgré les avancées, des défis subsistent :

• Standardisation des profils : Bien qu'en amélioration, la liste des profils standardisés est encore en croissance, et les fournisseurs peuvent implémenter des profils personnalisés ou moins descriptifs.
• Émulation d'appareils : Tester sur une large gamme d'appareils est difficile. Les émulateurs peuvent aider mais ne reproduisent pas parfaitement les performances et les nuances d'interaction du matériel réel.
• Prédire l'intention de l'utilisateur : Même avec une classification précise, déduire l'intention exacte de l'utilisateur peut être complexe, surtout avec la variété des méthodes d'entrée disponibles.
• Nuances multiplateformes : WebXR vise la compatibilité multiplateforme, mais les différences dans les pipelines de rendu, la précision du suivi et les capteurs disponibles entre les plateformes (par ex., WebXR sur mobile AR vs. PC VR) peuvent encore entraîner des expériences variables.

L'avenir verra probablement émerger des méthodes d'entrée encore plus sophistiquées, notamment des haptiques avancées, le suivi oculaire et le suivi complet du corps intégrés aux expériences WebXR. La spécification WebXR Input Profile continuera d'évoluer pour s'adapter à ces nouveaux paradigmes.

Conseils pratiques pour les développeurs

Pour créer des applications WebXR efficaces qui s'adressent à un public mondial :

• Priorisez la vérification des profils : Utilisez toujours inputSource.profiles comme méthode principale pour identifier les dispositifs d'entrée.
• Implémentez des solutions de repli : Concevez votre application pour qu'elle se dégrade gracieusement ou s'adapte lorsque des profils spécifiques ne sont pas détectés, en utilisant l'API Gamepad ou des modèles d'interaction génériques.
• Testez de manière extensive : Si possible, testez votre application sur autant d'appareils XR différents que vous pouvez accéder, sur différentes plateformes et formats.
• Concevez pour la flexibilité : Construisez des systèmes de mappage d'entrée qui sont modulaires et peuvent être facilement étendus pour prendre en charge de nouveaux appareils ou des commandes configurables par l'utilisateur.
• Les retours utilisateur sont clés : Fournissez des indices visuels clairs aux utilisateurs sur l'entrée détectée et la manière dont elle est mappée. Permettez la personnalisation par l'utilisateur lorsque cela est approprié.
• Pensez à l'accessibilité dès le début : Réfléchissez à la manière dont différentes méthodes d'entrée peuvent servir les utilisateurs ayant des capacités variées.
• Restez à jour : Tenez-vous au courant des changements et des ajouts à l'API WebXR et à la spécification des profils d'entrée.

Conclusion

Maîtriser la classification des sources d'entrée et la détection du type de contrôleur en WebXR n'est pas simplement un détail technique ; c'est fondamental pour créer des expériences immersives inclusives, intuitives et agréables pour un public mondial. En analysant diligemment les profils d'entrée, en mettant en œuvre des mécanismes de repli robustes et en concevant avec la flexibilité à l'esprit, les développeurs peuvent s'assurer que leurs applications WebXR offrent un parcours fluide et engageant pour chaque utilisateur, quel que soit le matériel qu'il choisit pour explorer le métavers.