Išsamus WebXR kūrimo vadovas, apžvelgiantis virtualios ir papildytosios realybės žiniatinklio programų kūrimo pagrindus, skirtus pasaulinei auditorijai.
WebXR kūrimas: virtualios ir papildytosios realybės žiniatinklio programų kūrimas
Įtraukusis žiniatinklis sparčiai vystosi, o WebXR yra jo priešakyje. Ši technologija leidžia kūrėjams kurti virtualios (VR) ir papildytosios (AR) realybės patirtis tiesiogiai žiniatinklio naršyklėse, todėl jos tampa prieinamesnės platesnei auditorijai nei vietinės programos. Šis vadovas pateikia išsamią WebXR kūrimo apžvalgą, tinkančią įvairaus lygio kūrėjams, siekiantiems kurti patrauklias ir prieinamas VR/AR žiniatinklio programas.
Kas yra WebXR?
WebXR yra „JavaScript“ API, suteikianti prieigą prie VR ir AR galimybių žiniatinklio naršyklėse. Ji leidžia kūrėjams kurti įtraukiančias patirtis, kurias galima pasiekti įvairiais įrenginiais, įskaitant VR ausines, AR palaikančius mobiliuosius telefonus ir net standartinius stalinius kompiuterius. Pagrindiniai WebXR privalumai:
- Suderinamumas su skirtingomis platformomis: WebXR programos gali veikti bet kuriame įrenginyje su suderinama žiniatinklio naršykle, sumažinant poreikį kurti programas konkrečioms platformoms.
- Prieinamumas: WebXR patirtis galima lengvai bendrinti naudojant URL, todėl jos tampa prieinamos pasaulinei auditorijai, nereikalaujant programų atsisiuntimo ar diegimo.
- Ekonomiškumas: Žiniatinklio VR/AR kūrimas dažnai reikalauja mažesnių investicijų nei vietinių programų kūrimas.
- Spartus kūrimas: WebXR skirtos sistemos ir bibliotekos supaprastina kūrimo procesą, leidžiančios greičiau kurti prototipus ir atlikti iteracijas.
Pagrindinės WebXR kūrimo koncepcijos
Norint sukurti patrauklias VR/AR patirtis, būtina suprasti pagrindines WebXR koncepcijas. Jos apima:
1. XR seansas
XR seansas yra bet kurios WebXR programos pagrindas. Jis atspindi ryšį tarp žiniatinklio programos ir XR aparatinės įrangos. Yra du pagrindiniai XR seansų tipai:
- Įterptiniai seansai: Atvaizduoja XR patirtį esamo HTML elemento viduje. Tinka AR patirtims mobiliuosiuose įrenginiuose ar paprastiems VR žiūryklėms.
- Įtraukiantieji seansai: Suteikia visiškai įtraukiantį potyrį, paprastai naudojant VR ausines.
Kuriant XR seansą, reikia prašyti prieigos prie XR įrenginio ir konfigūruoti atvaizdavimo kontekstą.
2. XR kadras
XR kadras atspindi vieną XR patirties kadrą. Kiekviename kadre pateikiama atnaujinta informacija apie įrenginio pozą (padėtį ir orientaciją), taip pat apie visus įvesties įvykius.
Animacijos ciklas WebXR programoje nuolat prašo naujų XR kadrų ir atitinkamai atnaujina sceną.
3. XR įvesties šaltiniai
XR įvesties šaltiniai atspindi įvairius būdus, kuriais vartotojai gali sąveikauti su XR aplinka. Jie gali apimti:
- Valdikliai: Rankiniai įrenginiai, naudojami sąveikauti su VR/AR scena.
- Rankų sekimas: Kamerų naudojimas vartotojo rankų judesiams sekti.
- Balso įvestis: Balso komandų naudojimas sąveikai su programa.
- Žvilgsnio įvestis: Vartotojo žvilgsnio sekimas, siekiant nustatyti, kur jis žiūri.
Įvesties įvykių tvarkymas iš šių šaltinių yra labai svarbus kuriant interaktyvias ir patrauklias patirtis.
4. Koordinačių sistemos
Norint tiksliai išdėstyti ir orientuoti objektus XR aplinkoje, būtina suprasti koordinačių sistemas. WebXR naudoja dešininę koordinačių sistemą, kurioje teigiama X ašis rodo į dešinę, teigiama Y ašis – aukštyn, o teigiama Z ašis – link vartotojo.
Objektams scenoje manipuliuoti naudojamos transformacijos (poslinkis, pasukimas ir mastelio keitimas).
WebXR kūrimo įrankiai ir technologijos
Keli įrankiai ir technologijos gali supaprastinti WebXR programų kūrimo procesą:
1. A-Frame
A-Frame yra žiniatinklio sistema VR patirtims kurti. Ji pagrįsta HTML ir leidžia lengvai kurti 3D scenas naudojant pasirinktinius HTML žymeklius. A-Frame yra puikus pasirinkimas pradedantiesiems dėl savo deklaratyvios sintaksės ir naudojimo paprastumo.
Pavyzdys:
<a-scene>
<a-box color="red" position="0 1 -5"></a-box>
</a-scene>
Šis kodo fragmentas sukuria paprastą VR sceną su raudona dėžute.
2. Three.js
Three.js yra „JavaScript“ 3D biblioteka, teikianti žemesnio lygio API 3D grafikai kurti. Ji siūlo daugiau lankstumo ir kontrolės nei A-Frame, todėl tinka sudėtingesnėms VR/AR programoms.
Three.js reikalauja daugiau programavimo žinių, tačiau leidžia labiau pritaikyti.
3. Babylon.js
Babylon.js yra dar viena galinga „JavaScript“ 3D biblioteka, siūlanti platų funkcijų spektrą įtraukiančioms žiniatinklio patirtims kurti. Ji apima įrankius scenos valdymui, fizikai ir animacijai.
Babylon.js yra žinoma dėl savo tvirto funkcijų rinkinio ir puikaus našumo.
4. WebXR įrenginio API
Pagrindinė WebXR API suteikia pagrindą prieigai prie VR/AR aparatinės įrangos. Šios API supratimas yra labai svarbus kuriant pasirinktines WebXR patirtis arba plečiant esamas sistemas.
5. WebAssembly (Wasm)
WebAssembly leidžia kūrėjams vykdyti didelio našumo kodą naršyklėje. Tai gali būti ypač naudinga skaičiavimo intensyvioms užduotims, tokioms kaip fizikos simuliacijos ar sudėtingas 3D atvaizdavimas.
Pradedame dirbti su WebXR: praktinis pavyzdys
Sukurkime paprastą WebXR programą naudodami A-Frame, kuri atvaizduoja besisukantį kubą VR aplinkoje.
- Įtraukite A-Frame į savo HTML:
<script src="https://aframe.io/releases/1.2.0/aframe.min.js"></script>
- Sukurkite A-Frame sceną:
<a-scene vr-mode-ui="enabled: true">
<a-box color="blue" position="0 1 -5" rotation="0 45 0"></a-box>
</a-scene>
Šis kodas sukuria VR sceną su mėlynu kubu, pasuktu 45 laipsniais aplink Y ašį. Atributas vr-mode-ui įgalina VR režimo mygtuką, leidžiantį vartotojams įjungti VR režimą suderinamuose įrenginiuose.
- Pridėkite animaciją:
Norėdami, kad kubas suktųsi nuolat, pridėkite animation komponentą:
<a-box color="blue" position="0 1 -5" rotation="0 45 0"
animation="property: rotation; to: 360 45 0; loop: true; dur: 5000">
</a-box>
Šis kodas animuoja kubo savybę rotation, todėl jis sukasi aplink X ašį. Atributas loop: true užtikrina, kad animacija kartojasi neribotą laiką, o atributas dur: 5000 nustato animacijos trukmę iki 5 sekundžių.
Papildytosios realybės žiniatinklio programų kūrimas
WebXR taip pat palaiko papildytosios realybės (AR) patirtis. AR programos skaitmeninį turinį uždeda ant realaus pasaulio, paprastai naudodamos įrenginio kamerą. Kuriant AR programas su WebXR, reikia naudoti XRPlane ir XRAnchor API, kad būtų aptikti paviršiai ir sekami objektai realiame pasaulyje.
1. Plokštumų aptikimas
Plokštumų aptikimas leidžia AR programai identifikuoti horizontalius ir vertikalius paviršius aplinkoje, pvz., grindis, stalus ir sienas. Ši informacija naudojama virtualiems objektams realistiškai patalpinti realiame pasaulyje.
2. Inkarų sekimas
Inkarų sekimas leidžia AR programai sekti realaus pasaulio objektų padėtį ir orientaciją. Tai naudinga kuriant AR patirtis, kurios sąveikauja su konkrečiais objektais aplinkoje.
Pavyzdys: AR su Three.js
Štai supaprastintas pavyzdys, kaip nustatyti AR sceną naudojant Three.js:
- Inicijuokite Three.js sceną ir kamerą:
const scene = new THREE.Scene();
const camera = new THREE.PerspectiveCamera(70, window.innerWidth / window.innerHeight, 0.1, 20);
- Sukurkite WebGL atvaizduoklį su XR palaikymu:
const renderer = new THREE.WebGLRenderer({ antialias: true, alpha: true });
renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight);
renderer.xr.enabled = true;
document.body.appendChild(renderer.domElement);
- Užklauskite AR seanso:
navigator.xr.requestSession('immersive-ar', { requiredFeatures: ['plane-detection'] }).then(session => {
renderer.xr.setSession(session);
});
Šis kodas nustato pagrindinę AR sceną ir prašo įtraukiančio AR seanso su įgalintu plokštumos aptikimu.
WebXR programų optimizavimas našumui
Našumas yra labai svarbus norint sukurti sklandžią ir įtraukiančią WebXR patirtį. Štai keletas patarimų, kaip optimizuoti WebXR programas:
- Sumažinkite poligonų skaičių: Naudokite mažai poligonų turinčius modelius, kad sumažintumėte atvaizdavimo darbo krūvį.
- Optimizuokite tekstūras: Naudokite suspaustas tekstūras ir mipmapping, kad pagerintumėte tekstūros įkėlimo ir atvaizdavimo našumą.
- Naudokite detalių lygį (LOD): Įgyvendinkite LOD, kad dinamiškai reguliuotumėte modelių sudėtingumą pagal jų atstumą nuo kameros.
- Paketinis atvaizdavimas: Sujunkite kelis objektus į vieną atvaizdavimo iškvietimą, kad sumažintumėte atskirų objektų atvaizdavimo pridėtines išlaidas.
- Naudokite WebAssembly: Skaičiavimo intensyvioms užduotims naudokite WebAssembly, kad pasiektumėte beveik vietinį našumą.
- Profiluokite savo programą: Naudokite naršyklės kūrėjo įrankius, kad nustatytumėte našumo kliūtis ir atitinkamai optimizuotumėte.
Aspektai pasaulinei auditorijai
Kuriant WebXR programas pasaulinei auditorijai, svarbu atsižvelgti į šiuos aspektus:
- Prieinamumas: Kurkite programą taip, kad ji būtų prieinama vartotojams su negalia, laikydamiesi WCAG gairių.
- Lokalizacija: Išverskite programą į kelias kalbas, kad pasiektumėte platesnę auditoriją.
- Kultūrinis jautrumas: Atsižvelkite į kultūrinius skirtumus ir venkite vaizdų ar turinio, kurie tam tikruose regionuose gali būti įžeidžiantys ar netinkami.
- Įrenginių suderinamumas: Išbandykite programą įvairiuose įrenginiuose ir naršyklėse, kad užtikrintumėte suderinamumą ir optimalų našumą skirtingose platformose.
- Tinklo sąlygos: Optimizuokite programą mažo pralaidumo aplinkoms, kad užtikrintumėte sklandžią patirtį vartotojams, turintiems ribotą prieigą prie interneto. Apsvarstykite galimybę naudoti progresinio įkėlimo technikas, kad būtų teikiama pirmenybė esminiam turiniui.
- Duomenų privatumas: Laikykitės duomenų privatumo reglamentų, tokių kaip BDAR ir CCPA, kad apsaugotumėte vartotojo duomenis. Būkite skaidrūs, kaip renkami ir naudojami vartotojo duomenys.
- Teisinis atitikimas: Užtikrinkite atitiktį atitinkamiems įstatymams ir reglamentams skirtingose šalyse, pvz., autorių teisių įstatymams ir reklamos reglamentams.
WebXR naudojimo atvejai
WebXR turi platų potencialių pritaikymo sričių spektrą įvairiose pramonės šakose:
- Švietimas: Virtualios ekskursijos, interaktyvios mokymosi patirtys ir simuliacijos. Pavyzdžiui, virtuali Amazonės atogrąžų miškų kelionė studentams Europoje.
- Mokymai: Virtualūs mokymai didelės rizikos darbams, tokiems kaip chirurgija ar gaisrų gesinimas. Pavyzdžiui, VR simuliacija vėjo turbinų technikų mokymui Danijoje.
- Mažmeninė prekyba: Virtualūs produktų salonai, AR produktų peržiūros ir interaktyvios apsipirkimo patirtys. Pavyzdžiui, baldų mažmenininkas, leidžiantis klientams vizualizuoti baldus savo namuose naudojant AR.
- Pramogos: Įtraukiantys žaidimai, interaktyvus pasakojimas ir virtualūs koncertai. Pavyzdžiui, VR koncerto patirtis su pasaulinio populiarumo muzikos atlikėju.
- Sveikatos apsauga: Virtuali terapija, medicininiai mokymai ir pacientų švietimas. Pavyzdžiui, VR programa, padedanti pacientams valdyti lėtinį skausmą.
- Gamyba: AR padedamas surinkimas ir priežiūra, virtualus prototipų kūrimas ir nuotolinis bendradarbiavimas. Pavyzdžiui, naudojant AR vadovauti darbuotojams sudėtinguose surinkimo procesuose.
- Nekilnojamasis turtas: Virtualios nuosavybės ekskursijos, interaktyvūs grindų planai ir nuotolinės nuosavybės peržiūros. Pavyzdžiui, leidimas potencialiems pirkėjams virtualiai apžiūrėti nekilnojamąjį turtą skirtingose šalyse.
- Turizmas: Virtualios istorinių vietų, muziejų ir orientyrų ekskursijos. Pavyzdžiui, VR ekskursija po Didžiąją Kinijos sieną.
WebXR ateitis
WebXR yra sparčiai besivystanti technologija, turinti šviesią ateitį. Technologijai bręstant galime tikėtis:
- Pagerintas našumas: Nuolatiniai naršyklių technologijų ir aparatinės įrangos patobulinimai leis pagerinti našumą ir sukurti sudėtingesnes WebXR patirtis.
- Patobulintos AR galimybės: Sudėtingesnės AR funkcijos, tokios kaip patobulintas objektų atpažinimas ir sekimas, leis sukurti realistiškesnes ir įtraukiančias AR patirtis.
- Integracija su Web3: WebXR tikriausiai atliks pagrindinį vaidmenį kuriant metaversą, įgalindama įtraukiančius virtualius pasaulius ir decentralizuotas programas.
- Platesnis pritaikymas: WebXR tapus prieinamesnei ir lengviau naudojamai, galime tikėtis platesnio jos pritaikymo įvairiose pramonės šakose ir programose.
Išvada
WebXR siūlo galingą ir prieinamą būdą kurti virtualios ir papildytosios realybės patirtis pasaulinei auditorijai. Suprasdami pagrindines WebXR kūrimo koncepcijas, įrankius ir geriausią praktiką, kūrėjai gali kurti patrauklias ir įtraukiančias programas, kurios plečia žiniatinklio ribas. Technologijai toliau tobulėjant, WebXR yra pasirengusi atlikti svarbų vaidmenį formuojant žiniatinklio ir metaverso ateitį. Pasinaudokite WebXR potencialu ir pradėkite kurti rytojaus įtraukiančias patirtis!