वेबएक्सआर हिट टेस्ट परिणाम: इमर्सिव अनुभवों के लिए रे कास्टिंग परिणाम प्रसंस्करण

WebXR डिवाइस API सीधे ब्राउज़र के भीतर इमर्सिव ऑगमेंटेड रियलिटी (AR) और वर्चुअल रियलिटी (VR) अनुभव बनाने के लिए रोमांचक संभावनाएं खोलता है। इंटरैक्टिव WebXR एप्लिकेशन बनाने के मौलिक पहलुओं में से एक हिट टेस्ट परिणामों को समझना और प्रभावी ढंग से उपयोग करना है। यह ब्लॉग पोस्ट रे कास्टिंग के माध्यम से प्राप्त हिट टेस्ट परिणामों को संसाधित करने के लिए एक व्यापक गाइड प्रदान करता है, जिससे आप अपने WebXR दृश्यों के भीतर सहज और आकर्षक उपयोगकर्ता इंटरैक्शन बना सकते हैं।

रे कास्टिंग क्या है और यह WebXR में क्यों महत्वपूर्ण है?

रे कास्टिंग एक तकनीक है जिसका उपयोग यह निर्धारित करने के लिए किया जाता है कि किसी विशिष्ट बिंदु और दिशा से निकलने वाली किरण, 3D दृश्य में वस्तुओं से टकराती है या नहीं। WebXR में, रे कास्टिंग का उपयोग आमतौर पर उपयोगकर्ता की दृष्टि या किसी वर्चुअल वस्तु के प्रक्षेप पथ का अनुकरण करने के लिए किया जाता है। जब किरण वास्तविक दुनिया की सतह (AR में) या वर्चुअल वस्तु (VR में) से टकराती है, तो एक हिट टेस्ट परिणाम उत्पन्न होता है।

हिट टेस्ट परिणाम कई कारणों से महत्वपूर्ण हैं:

• वर्चुअल वस्तुओं का स्थापन: AR में, हिट टेस्ट आपको वास्तविक दुनिया की सतहों, जैसे टेबल, फर्श या दीवारों पर वर्चुअल वस्तुओं को सटीक रूप से रखने की अनुमति देते हैं।
• उपयोगकर्ता इंटरैक्शन: यह ट्रैक करके कि उपयोगकर्ता कहाँ देख रहा है या इंगित कर रहा है, हिट टेस्ट वर्चुअल वस्तुओं के साथ इंटरैक्शन को सक्षम करते हैं, जैसे कि उन्हें चुनना, हेरफेर करना या सक्रिय करना।
• नेविगेशन: VR वातावरण में, हिट टेस्ट का उपयोग नेविगेशन सिस्टम को लागू करने के लिए किया जा सकता है, जिससे उपयोगकर्ता विशिष्ट स्थानों पर इंगित करके दृश्य में टेलीपोर्ट या घूम सकते हैं।
• टकराव का पता लगाना: हिट टेस्ट का उपयोग बुनियादी टकराव का पता लगाने के लिए किया जा सकता है, यह निर्धारित करते हुए कि कब कोई वर्चुअल वस्तु किसी अन्य वस्तु या वास्तविक दुनिया से टकराती है।

WebXR हिट टेस्ट API को समझना

WebXR हिट टेस्ट API रे कास्टिंग करने और हिट टेस्ट परिणाम प्राप्त करने के लिए आवश्यक उपकरण प्रदान करता है। यहाँ प्रमुख अवधारणाओं और कार्यों का एक विश्लेषण है:

XRRay

एक XRRay 3D स्पेस में एक किरण का प्रतिनिधित्व करता है। यह एक मूल बिंदु और एक दिशा वेक्टर द्वारा परिभाषित किया गया है। आप XRFrame.getPose() विधि का उपयोग करके एक XRRay बना सकते हैं, जो एक ट्रैक किए गए इनपुट स्रोत (जैसे, उपयोगकर्ता का सिर, एक हैंड कंट्रोलर) की मुद्रा लौटाता है। मुद्रा से, आप किरण की उत्पत्ति और दिशा प्राप्त कर सकते हैं।

XRHitTestSource

एक XRHitTestSource हिट टेस्ट परिणामों के एक स्रोत का प्रतिनिधित्व करता है। आप XRSession.requestHitTestSource() या XRSession.requestHitTestSourceForTransientInput() विधि का उपयोग करके एक हिट टेस्ट स्रोत बनाते हैं। पहली विधि का उपयोग आम तौर पर एक स्थायी स्रोत, जैसे उपयोगकर्ता के सिर की स्थिति के आधार पर निरंतर हिट परीक्षण के लिए किया जाता है, जबकि दूसरी विधि क्षणिक इनपुट घटनाओं, जैसे बटन प्रेस या इशारों के लिए अभिप्रेत है।

XRHitTestResult

एक XRHitTestResult किरण और एक सतह के बीच एक एकल प्रतिच्छेदन बिंदु का प्रतिनिधित्व करता है। इसमें प्रतिच्छेदन के बारे में जानकारी होती है, जैसे कि किरण की उत्पत्ति से हिट बिंदु तक की दूरी और दृश्य के संदर्भ स्थान में हिट बिंदु की मुद्रा।

XRHitTestResult.getPose()

यह विधि हिट बिंदु का XRPose लौटाती है। पोज़ में हिट बिंदु की स्थिति और अभिविन्यास होता है, जिसका उपयोग वर्चुअल ऑब्जेक्ट रखने या अन्य परिवर्तन करने के लिए किया जा सकता है।

हिट टेस्ट परिणामों का प्रसंस्करण: एक चरण-दर-चरण मार्गदर्शिका

आइए एक WebXR एप्लिकेशन में हिट टेस्ट परिणाम प्राप्त करने और संसाधित करने की प्रक्रिया से गुजरते हैं। यह उदाहरण मानता है कि आप three.js या Babylon.js जैसी रेंडरिंग लाइब्रेरी का उपयोग कर रहे हैं।

1. एक हिट टेस्ट स्रोत का अनुरोध करना

सबसे पहले, आपको XRSession से एक हिट टेस्ट स्रोत का अनुरोध करना होगा। यह आमतौर पर सत्र शुरू होने के बाद किया जाता है। आपको उस समन्वय प्रणाली को निर्दिष्ट करने की आवश्यकता होगी जिसमें आप हिट टेस्ट परिणाम लौटाना चाहते हैं। उदाहरण के लिए:

            let xrHitTestSource = null;

async function createHitTestSource(xrSession) {
  try {
    xrHitTestSource = await xrSession.requestHitTestSource({
      space: xrSession.viewerSpace // Or xrSession.local
    });
  } catch (error) {
    console.error("Failed to create hit test source: ", error);
  }
}

// Call this function after the XR session has started
// createHitTestSource(xrSession);

            

              
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स्पष्टीकरण:

• xrSession.requestHitTestSource(): यह फ़ंक्शन XR सत्र से एक हिट टेस्ट स्रोत का अनुरोध करता है।
• { space: xrSession.viewerSpace }: यह उस समन्वय प्रणाली को निर्दिष्ट करता है जिसमें हिट टेस्ट परिणाम लौटाए जाएंगे। viewerSpace दर्शक की स्थिति के सापेक्ष है, जबकि local XR मूल के सापेक्ष है। आप फर्श के सापेक्ष ट्रैकिंग के लिए localFloor का भी उपयोग कर सकते हैं।
• त्रुटि हैंडलिंग: try...catch ब्लॉक यह सुनिश्चित करता है कि हिट टेस्ट स्रोत निर्माण के दौरान त्रुटियों को पकड़ा और लॉग किया जाए।

2. एनीमेशन लूप में हिट टेस्ट करना

अपने एनीमेशन लूप के अंदर (वह फ़ंक्शन जो प्रत्येक फ्रेम को प्रस्तुत करता है), आपको XRFrame.getHitTestResults() विधि का उपयोग करके हिट टेस्ट करने की आवश्यकता होगी। यह विधि XRHitTestResult ऑब्जेक्ट्स की एक सरणी लौटाती है, जो दृश्य में पाए गए सभी प्रतिच्छेदनों का प्रतिनिधित्व करती है।

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

  const pose = frame.getViewerPose(xrSession.referenceSpace);

  if (pose) {
    if (xrHitTestSource) {
      const hitTestResults = frame.getHitTestResults(xrHitTestSource);

      if (hitTestResults.length > 0) {
        processHitTestResults(hitTestResults);
      }
    }
  }

  renderer.render(scene, camera);
}

            

              
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स्पष्टीकरण:

• frame.getViewerPose(xrSession.referenceSpace): दर्शक (हेडसेट) की मुद्रा प्राप्त करता है। यह जानना आवश्यक है कि दर्शक कहां है और वे कहां देख रहे हैं।
• frame.getHitTestResults(xrHitTestSource): पहले बनाए गए हिट टेस्ट स्रोत का उपयोग करके हिट टेस्ट करता है।
• hitTestResults.length > 0: जाँचता है कि कोई प्रतिच्छेदन पाया गया था या नहीं।

3. हिट टेस्ट परिणामों का प्रसंस्करण

processHitTestResults() फ़ंक्शन वह जगह है जहाँ आप हिट टेस्ट के परिणामों को संभालेंगे। इसमें आमतौर पर हिट बिंदु की मुद्रा के आधार पर किसी वर्चुअल वस्तु की स्थिति और अभिविन्यास को अद्यतन करना शामिल होता है।

            function processHitTestResults(hitTestResults) {
  const hit = hitTestResults[0]; // Get the first hit result
  const hitPose = hit.getPose(xrSession.referenceSpace);

  if (hitPose) {
    // Update the position and orientation of a virtual object
    virtualObject.position.set(hitPose.transform.position.x, hitPose.transform.position.y, hitPose.transform.position.z);
    virtualObject.quaternion.set(hitPose.transform.orientation.x, hitPose.transform.orientation.y, hitPose.transform.orientation.z, hitPose.transform.orientation.w);

    // Show visual feedback (e.g., a circle) at the hit point
    hitMarker.position.set(hitPose.transform.position.x, hitPose.transform.position.y, hitPose.transform.position.z);
    hitMarker.quaternion.set(hitPose.transform.orientation.x, hitPose.transform.orientation.y, hitPose.transform.orientation.z, hitPose.transform.orientation.w);
    hitMarker.visible = true;
  } else {
    hitMarker.visible = false;
  }
}

            

              
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स्पष्टीकरण:

• hitTestResults[0]: पहला हिट टेस्ट परिणाम प्राप्त करता है। यदि एकाधिक प्रतिच्छेदन संभव हैं, तो आपको पूरी सरणी के माध्यम से पुनरावृति करने और अपने एप्लिकेशन के तर्क के आधार पर सबसे उपयुक्त परिणाम चुनने की आवश्यकता हो सकती है।
• hit.getPose(xrSession.referenceSpace): निर्दिष्ट संदर्भ स्थान में हिट बिंदु की मुद्रा प्राप्त करता है।
• virtualObject.position.set(...) और virtualObject.quaternion.set(...): हिट बिंदु की मुद्रा से मेल खाने के लिए एक वर्चुअल ऑब्जेक्ट (उदाहरण के लिए, एक three.js Mesh) की स्थिति और रोटेशन (क्वाटरनियन) को अपडेट करें।
• विज़ुअल फीडबैक: उदाहरण में हिट बिंदु पर विज़ुअल फीडबैक दिखाने के लिए कोड भी शामिल है, जैसे कि एक सर्कल या एक साधारण मार्कर, ताकि उपयोगकर्ता को यह समझने में मदद मिल सके कि वे दृश्य के साथ कहाँ इंटरैक्ट कर रहे हैं।

उन्नत हिट परीक्षण तकनीकें

ऊपर दिए गए मूल उदाहरण के अलावा, कई उन्नत तकनीकें हैं जिनका उपयोग आप अपने हिट परीक्षण कार्यान्वयन को बढ़ाने के लिए कर सकते हैं:

क्षणिक इनपुट के साथ हिट परीक्षण

क्षणिक इनपुट द्वारा ट्रिगर किए गए इंटरैक्शन के लिए, जैसे बटन प्रेस या हाथ के इशारे, आप XRSession.requestHitTestSourceForTransientInput() विधि का उपयोग कर सकते हैं। यह विधि एक हिट टेस्ट स्रोत बनाती है जो एक एकल इनपुट घटना के लिए विशिष्ट है। यह निरंतर हिट परीक्षण के आधार पर अनपेक्षित इंटरैक्शन से बचने के लिए उपयोगी है।

            async function handleSelect(event) {
  try {
    const frame = event.frame;
    const inputSource = event.inputSource;

    const hitTestResults = await frame.getHitTestResultsForTransientInput(inputSource, {
      profile: 'generic-touchscreen', // Or the appropriate input profile
      space: xrSession.viewerSpace
    });

    if (hitTestResults.length > 0) {
      processHitTestResults(hitTestResults);
    }
  } catch (error) {
    console.error("Error during transient hit test: ", error);
  }
}

// Attach this function to your input select event listener
// xrSession.addEventListener('select', handleSelect);

            

              
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हिट टेस्ट परिणामों को फ़िल्टर करना

कुछ मामलों में, आप विशिष्ट मानदंडों के आधार पर हिट टेस्ट परिणामों को फ़िल्टर करना चाह सकते हैं, जैसे कि किरण की उत्पत्ति से दूरी या प्रतिच्छेदित सतह का प्रकार। आप इसे प्राप्त करने के बाद XRHitTestResult सरणी को मैन्युअल रूप से फ़िल्टर करके प्राप्त कर सकते हैं।

            function processHitTestResults(hitTestResults) {
  const filteredResults = hitTestResults.filter(result => {
    const hitPose = result.getPose(xrSession.referenceSpace);
    if (!hitPose) return false; // Skip if no pose

    const distance = Math.sqrt(
      Math.pow(hitPose.transform.position.x - camera.position.x, 2) +
      Math.pow(hitPose.transform.position.y - camera.position.y, 2) +
      Math.pow(hitPose.transform.position.z - camera.position.z, 2)
    );

    return distance < 2; // Only consider hits within 2 meters
  });

  if (filteredResults.length > 0) {
    const hit = filteredResults[0];
    const hitPose = hit.getPose(xrSession.referenceSpace);

    if (hitPose) {
      // Update object position based on the filtered result
      virtualObject.position.set(hitPose.transform.position.x, hitPose.transform.position.y, hitPose.transform.position.z);
      virtualObject.quaternion.set(hitPose.transform.orientation.x, hitPose.transform.orientation.y, hitPose.transform.orientation.z, hitPose.transform.orientation.w);
    }
  }
}

            

              
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विभिन्न संदर्भ स्थानों का उपयोग करना

संदर्भ स्थान (viewerSpace, local, localFloor, या अन्य कस्टम स्थान) का चुनाव महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करता है कि हिट टेस्ट परिणामों की व्याख्या कैसे की जाती है। निम्नलिखित पर विचार करें:

• viewerSpace: दर्शक की स्थिति के सापेक्ष परिणाम प्रदान करता है। यह उन इंटरैक्शन को बनाने के लिए उपयोगी है जो सीधे उपयोगकर्ता की दृष्टि से जुड़े होते हैं।
• local: XR मूल (XR सत्र का प्रारंभिक बिंदु) के सापेक्ष परिणाम प्रदान करता है। यह उन अनुभवों को बनाने के लिए उपयुक्त है जहाँ वस्तुएं भौतिक वातावरण में स्थिर रहती हैं।
• localFloor: local के समान, लेकिन Y-अक्ष फर्श के साथ संरेखित है। यह फर्श पर वस्तुओं को रखने की प्रक्रिया को सरल बनाता है।

उस संदर्भ स्थान का चयन करें जो आपके एप्लिकेशन की आवश्यकताओं के साथ सबसे अच्छा मेल खाता हो। उनके व्यवहार और सीमाओं को समझने के लिए विभिन्न संदर्भ स्थानों के साथ प्रयोग करें।

हिट परीक्षण के लिए अनुकूलन रणनीतियाँ

हिट परीक्षण एक कम्प्यूटेशनल रूप से गहन प्रक्रिया हो सकती है, विशेष रूप से जटिल दृश्यों में। यहाँ कुछ अनुकूलन रणनीतियाँ हैं जिन पर विचार किया जाना चाहिए:

• हिट टेस्ट की आवृत्ति को सीमित करें: हर फ्रेम के बजाय, केवल आवश्यक होने पर हिट टेस्ट करें। उदाहरण के लिए, आप केवल तभी हिट टेस्ट कर सकते हैं जब उपयोगकर्ता सक्रिय रूप से दृश्य के साथ इंटरैक्ट कर रहा हो।
• एक बाउंडिंग वॉल्यूम हायरार्की (BVH) का उपयोग करें: यदि आप बड़ी संख्या में वस्तुओं के खिलाफ हिट टेस्ट कर रहे हैं, तो प्रतिच्छेदन गणना को तेज करने के लिए BVH का उपयोग करने पर विचार करें। three.js और Babylon.js जैसी लाइब्रेरी अंतर्निहित BVH कार्यान्वयन प्रदान करती हैं।
• स्थानिक विभाजन: दृश्य को छोटे क्षेत्रों में विभाजित करें और केवल उन क्षेत्रों के खिलाफ हिट टेस्ट करें जिनमें प्रतिच्छेदन होने की संभावना है। यह उन वस्तुओं की संख्या को काफी कम कर सकता है जिन्हें जांचने की आवश्यकता है।
• बहुभुज गणना कम करें: परीक्षण किए जाने वाले बहुभुजों की संख्या को कम करने के लिए अपने मॉडल की ज्यामिति को सरल बनाएं। यह प्रदर्शन में सुधार कर सकता है, खासकर मोबाइल उपकरणों पर।
• WebWorker: यह सुनिश्चित करने के लिए कि हिट टेस्ट प्रक्रिया मुख्य थ्रेड को लॉक नहीं करती है, गणना को एक वेब वर्कर पर ऑफलोड करें।

क्रॉस-प्लेटफ़ॉर्म विचार

WebXR का लक्ष्य क्रॉस-प्लेटफ़ॉर्म होना है, लेकिन विभिन्न उपकरणों और ब्राउज़रों में व्यवहार में सूक्ष्म अंतर हो सकते हैं। निम्नलिखित को ध्यान में रखें:

• डिवाइस क्षमताएं: सभी डिवाइस सभी WebXR सुविधाओं का समर्थन नहीं करते हैं। यह निर्धारित करने के लिए फ़ीचर डिटेक्शन का उपयोग करें कि कौन सी सुविधाएँ उपलब्ध हैं और अपने एप्लिकेशन को तदनुसार अनुकूलित करें।
• इनपुट प्रोफाइल: विभिन्न डिवाइस विभिन्न इनपुट प्रोफाइल (जैसे, जेनेरिक-टचस्क्रीन, हैंड-ट्रैकिंग, गेमपैड) का उपयोग कर सकते हैं। सुनिश्चित करें कि आपका एप्लिकेशन एकाधिक इनपुट प्रोफाइल का समर्थन करता है और उचित फॉलबैक तंत्र प्रदान करता है।
• प्रदर्शन: प्रदर्शन विभिन्न उपकरणों में काफी भिन्न हो सकता है। अपने एप्लिकेशन को उन सबसे कम-अंत वाले उपकरणों के लिए अनुकूलित करें जिन्हें आप समर्थन देने की योजना बना रहे हैं।
• ब्राउज़र संगतता: सुनिश्चित करें कि आपका ऐप क्रोम, फ़ायरफ़ॉक्स और एज जैसे प्रमुख ब्राउज़रों में परीक्षण किया गया है और काम करता है।

हिट टेस्टिंग का उपयोग करने वाले WebXR अनुप्रयोगों के वैश्विक उदाहरण

यहाँ WebXR अनुप्रयोगों के कुछ उदाहरण दिए गए हैं जो आकर्षक और सहज उपयोगकर्ता अनुभव बनाने के लिए हिट परीक्षण का प्रभावी ढंग से उपयोग करते हैं:

• IKEA Place (स्वीडन): उपयोगकर्ताओं को AR का उपयोग करके अपने घरों में IKEA फर्नीचर को वस्तुतः रखने की अनुमति देता है। हिट परीक्षण का उपयोग फर्श और अन्य सतहों पर फर्नीचर को सटीक रूप से रखने के लिए किया जाता है।
• Sketchfab AR (फ्रांस): उपयोगकर्ताओं को Sketchfab से 3D मॉडल AR में देखने में सक्षम बनाता है। हिट परीक्षण का उपयोग वास्तविक दुनिया में मॉडल रखने के लिए किया जाता है।
• ऑगमेंटेड इमेजेज (विभिन्न): कई AR एप्लिकेशन वास्तविक दुनिया में विशिष्ट छवियों या मार्करों के लिए वर्चुअल सामग्री को एंकर करने के लिए हिट परीक्षण के साथ संयुक्त छवि ट्रैकिंग का उपयोग करते हैं।
• WebXR गेम्स (वैश्विक): WebXR का उपयोग करके कई गेम विकसित किए जा रहे हैं, जिनमें से कई ऑब्जेक्ट प्लेसमेंट, इंटरैक्शन और नेविगेशन के लिए हिट परीक्षण पर निर्भर करते हैं।
• वर्चुअल टूर्स (वैश्विक): स्थानों, संग्रहालयों या संपत्तियों के इमर्सिव टूर अक्सर वर्चुअल वातावरण के भीतर उपयोगकर्ता नेविगेशन और इंटरैक्टिव तत्वों के लिए हिट परीक्षण का उपयोग करते हैं।

निष्कर्ष

वेब पर आकर्षक और सहज AR और VR अनुभव बनाने के लिए WebXR हिट टेस्ट परिणामों और रे कास्टिंग प्रसंस्करण में महारत हासिल करना आवश्यक है। इस ब्लॉग पोस्ट में वर्णित अंतर्निहित अवधारणाओं को समझकर और तकनीकों को लागू करके, आप इमर्सिव एप्लिकेशन बना सकते हैं जो वर्चुअल और वास्तविक दुनिया को सहजता से मिलाते हैं, या प्राकृतिक और सहज उपयोगकर्ता इंटरैक्शन के साथ आकर्षक वर्चुअल वातावरण बनाते हैं। प्रदर्शन के लिए अपने हिट परीक्षण कार्यान्वयन को अनुकूलित करना याद रखें और सभी उपयोगकर्ताओं के लिए एक सहज अनुभव सुनिश्चित करने के लिए क्रॉस-प्लेटफ़ॉर्म संगतता पर विचार करें। जैसे-जैसे WebXR पारिस्थितिकी तंत्र विकसित होता जा रहा है, हिट परीक्षण API में और प्रगति और सुधार की उम्मीद करें, जो इमर्सिव वेब विकास के लिए और भी अधिक रचनात्मक संभावनाएं खोलेगा। नवीनतम जानकारी के लिए हमेशा नवीनतम WebXR विनिर्देशों और ब्राउज़र दस्तावेज़ीकरण से परामर्श करें।