WebXR Įvesties Šaltinio Sekimas: Valdiklių Būsenos Valdymo Įsisavinimas Įtraukiančioms Patirtims

WebXR suteikia galingą API, skirtą kurti įtraukiančias virtualios ir papildytos realybės patirtis interneto naršyklėse. Svarbus aspektas kuriant patrauklias XR programas yra efektyvus vartotojo įvesties šaltinių, pirmiausia valdiklių, būsenos sekimas ir valdymas. Šis išsamus vadovas gilinasi į WebXR įvesties šaltinio sekimo subtilybes, sutelkiant dėmesį į valdiklių būsenos valdymą, ir pateikia praktinių pavyzdžių, padėsiančių jums sukurti jautrias ir intuityvias įtraukiančias patirtis.

WebXR Įvesties Šaltinių Supratimas

WebXR aplinkoje įvesties šaltinis reiškia bet kokį įrenginį, kuris leidžia vartotojui sąveikauti su virtualia aplinka. Tai apima:

• Valdiklius: Rankose laikomus įrenginius su mygtukais, vairasvirtėmis ir gaidukais.
• Rankas: Sekamas rankų pozas tiesioginei sąveikai.
• Ausines (Headset): Vartotojo galvos padėtį ir orientaciją.
• Kitus išorinius įrenginius: Tokius kaip haptinės liemenės, pėdų sekimo įrenginiai ir kt.

WebXR API suteikia mechanizmus, leidžiančius aptikti, sekti ir užklausti šių įvesties šaltinių būseną, taip suteikiant kūrėjams galimybę kurti įtraukiančias ir interaktyvias XR programas.

Įvesties Šaltinio Įvykiai

WebXR siunčia kelis įvykius, susijusius su įvesties šaltiniais:

• `selectstart` ir `selectend`: Nurodo pasirinkimo veiksmo pradžią ir pabaigą, paprastai sukeliamą paspaudus mygtuką ar gaiduką.
• `squeezestart` ir `squeezeend`: Nurodo suspaudimo veiksmo pradžią ir pabaigą, dažnai siejamą su objektų griebimu ar manipuliavimu.
• `inputsourceschange`: Suveikia, kai pasikeičia galimi įvesties šaltiniai (pvz., prijungiamas ar atjungiamas valdiklis).

Klausydamiesi šių įvykių, galite reaguoti į vartotojo veiksmus ir atitinkamai atnaujinti savo programą. Pavyzdžiui:

            xrSession.addEventListener('inputsourceschange', (event) => {
  console.log('Input sources changed:', event.added, event.removed);
});

xrSession.addEventListener('selectstart', (event) => {
  const inputSource = event.inputSource;
  console.log('Select started by input source:', inputSource);
  // Handle the start of a selection action
});

xrSession.addEventListener('selectend', (event) => {
  const inputSource = event.inputSource;
  console.log('Select ended by input source:', inputSource);
  // Handle the end of a selection action
});

            

              
                Copy
              
            
          

Valdiklio Būsenos Valdymas: Sąveikos Šerdis

Efektyvus valdiklio būsenos valdymas yra labai svarbus kuriant intuityvias ir jautrias XR patirtis. Tai apima nuolatinį valdiklio padėties, orientacijos, mygtukų paspaudimų ir ašių verčių sekimą bei šios informacijos naudojimą virtualiai aplinkai atnaujinti.

Valdiklio Būsenos Tikrinimas (Polling)

Pagrindinis būdas pasiekti valdiklio būseną yra per `XRFrame` objektą animacijos kadro atgalinio ryšio (callback) metu. Šiame atgaliniame ryšyje galite iteruoti per galimus įvesties šaltinius ir užklausti jų dabartinę būseną.

            function onXRFrame(time, frame) {
  const session = frame.session;
  const pose = frame.getViewerPose(xrReferenceSpace);

  if (pose) {
    for (const inputSource of session.inputSources) {
      if (inputSource && inputSource.gripSpace) {
        const inputPose = frame.getPose(inputSource.gripSpace, xrReferenceSpace);
        if (inputPose) {
          // Update the controller's visual representation
          updateController(inputSource, inputPose);

          //Check button states
          if (inputSource.gamepad) {
            handleGamepadInput(inputSource.gamepad);
          }
        }
      }
    }
  }
}

            

              
                Copy
              
            
          

Prieiga prie Valdiklio Pozos

Metodas `frame.getPose(inputSource.gripSpace, xrReferenceSpace)` grąžina `XRPose` objektą, kuris atspindi valdiklio padėtį ir orientaciją nurodytoje atskaitos erdvėje. `gripSpace` atspindi idealią padėtį laikant valdiklį.

            function updateController(inputSource, pose) {
  const position = pose.transform.position;
  const orientation = pose.transform.orientation;

  // Update the controller's visual representation in your scene
  controllerMesh.position.set(position.x, position.y, position.z);
  controllerMesh.quaternion.set(orientation.x, orientation.y, orientation.z, orientation.w);
}

            

              
                Copy
              
            
          

Tai leidžia sinchronizuoti valdiklio virtualų atvaizdavimą su vartotojo tikrais rankų judesiais, sukuriant buvimo ir įsitraukimo jausmą.

Žaidimų Pulto Įvesties Skaitymas

Dauguma XR valdiklių savo mygtukus, gaidukus ir vairasvirtes pateikia per standartinę Gamepad API. Savybė `inputSource.gamepad` suteikia prieigą prie `Gamepad` objekto, kuriame yra informacija apie valdiklio įvestis.

            function handleGamepadInput(gamepad) {
  for (let i = 0; i < gamepad.buttons.length; i++) {
    const button = gamepad.buttons[i];
    if (button.pressed) {
      // Button is currently pressed
      console.log(`Button ${i} is pressed`);
      // Perform an action based on the button pressed
      handleButtonPressed(i);
    }
  }

  for (let i = 0; i < gamepad.axes.length; i++) {
    const axisValue = gamepad.axes[i];
    // Axis value ranges from -1 to 1
    console.log(`Axis ${i} value: ${axisValue}`);
    // Use the axis value to control movement or other actions
    handleAxisMovement(i, axisValue);
  }
}

            

              
                Copy
              
            
          

`gamepad.buttons` masyve yra `GamepadButton` objektai, kurių kiekvienas atitinka valdiklio mygtuką. Savybė `pressed` nurodo, ar mygtukas šiuo metu yra paspaustas. `gamepad.axes` masyve yra vertės, atspindinčios valdiklio analogines ašis, tokias kaip vairasvirtės ir gaidukai. Šios vertės paprastai svyruoja nuo -1 iki 1.

Mygtukų ir Ašių Įvykių Apdorojimas

Užuot tiesiog tikrinus dabartinę mygtukų ir ašių būseną, taip pat svarbu sekti, kada mygtukai yra paspaudžiami ir atleidžiami, ir kada ašių vertės ženkliai pasikeičia. Tai galima pasiekti lyginant dabartinę būseną su ankstesne būsena kiekviename kadre.

            let previousButtonStates = [];
let previousAxisValues = [];

function handleGamepadInput(gamepad) {
  for (let i = 0; i < gamepad.buttons.length; i++) {
    const button = gamepad.buttons[i];
    const previousState = previousButtonStates[i] || { pressed: false };

    if (button.pressed && !previousState.pressed) {
      // Button was just pressed
      console.log(`Button ${i} was just pressed`);
      handleButtonPress(i);
    } else if (!button.pressed && previousState.pressed) {
      // Button was just released
      console.log(`Button ${i} was just released`);
      handleButtonRelease(i);
    }

    previousButtonStates[i] = { pressed: button.pressed };
  }

  for (let i = 0; i < gamepad.axes.length; i++) {
    const axisValue = gamepad.axes[i];
    const previousValue = previousAxisValues[i] || 0;

    if (Math.abs(axisValue - previousValue) > 0.1) { // Threshold for significant change
      // Axis value has changed significantly
      console.log(`Axis ${i} value changed to: ${axisValue}`);
      handleAxisChange(i, axisValue);
    }

    previousAxisValues[i] = axisValue;
  }
}

            

              
                Copy
              
            
          

Šis metodas leidžia sužadinti veiksmus tik tada, kai mygtukai yra pirmą kartą paspaudžiami ar atleidžiami, o ne nuolat, kol jie yra laikomi nuspausti. Tai taip pat apsaugo nuo nereikalingo ašių verčių apdorojimo, kai jos nepasikeitė ženkliai.

Geriausios Valdiklio Būsenos Valdymo Praktikos

Štai keletas geriausių praktikų, kurias reikėtų prisiminti valdant valdiklio būseną WebXR:

• Optimizuokite našumą: Sumažinkite apdorojimo kiekį animacijos kadro atgalinio ryšio metu, kad išlaikytumėte sklandų kadrų dažnį. Venkite sudėtingų skaičiavimų ar perteklinio objektų kūrimo.
• Naudokite tinkamas ribas: Nustatydami ašių verčių pokyčius, naudokite tinkamas ribas, kad išvengtumėte veiksmų sužadinimo dėl nežymių svyravimų.
• Atsižvelkite į įvesties vėlavimą: XR programos yra jautrios įvesties vėlavimui. Sumažinkite delsą tarp vartotojo įvesties ir atitinkamo veiksmo virtualioje aplinkoje.
• Teikite vizualinį grįžtamąjį ryšį: Aiškiai nurodykite vartotojui, kada jo veiksmai yra atpažįstami. Tai gali būti objektų paryškinimas, garsų grojimas ar animacijų rodymas.
• Apdorokite skirtingų tipų valdiklius: WebXR programos turėtų būti sukurtos taip, kad veiktų su įvairių tipų valdikliais. Naudokite funkcijų aptikimą, kad nustatytumėte kiekvieno valdiklio galimybes ir atitinkamai pritaikytumėte sąveiką.
• Prieinamumas: Kurkite savo XR patirtis taip, kad jos būtų prieinamos vartotojams su negalia. Apsvarstykite alternatyvius įvesties metodus ir suteikite galimybę pritaikyti nustatymus.

Pažangios Technikos

Haptinis Atsakas

Haptinis atsakas gali žymiai pagerinti XR patirčių įtraukimą. Gamepad API suteikia prieigą prie `vibrationActuator` savybės, kuri leidžia sukelti vibracijas valdiklyje.

            if (gamepad.vibrationActuator) {
  gamepad.vibrationActuator.playEffect('dual-rumble', {
    startDelay: 0,
    duration: 100,
    weakMagnitude: 0.5,
    strongMagnitude: 0.5
  });
}

            

              
                Copy
              
            
          

Tai leidžia suteikti lytėjimo grįžtamąjį ryšį vartotojui reaguojant į jo veiksmus, pavyzdžiui, palietus virtualų objektą ar šaunant ginklu.

Spindulių Sekimas (Raycasting)

Spindulių sekimas yra paplitusi technika nustatant, į kurį objektą vartotojas rodo savo valdikliu. Galite sukurti spindulį nuo valdiklio padėties ir orientacijos, o tada patikrinti jo susikirtimą su objektais jūsų scenoje.

            // Example using three.js
const raycaster = new THREE.Raycaster();
const tempMatrix = new THREE.Matrix4();

tempMatrix.identity().extractRotation( controllerMesh.matrixWorld );
raycaster.ray.origin.setFromMatrixPosition( controllerMesh.matrixWorld );
raycaster.ray.direction.set( 0, 0, - 1 ).applyMatrix4( tempMatrix );

const intersects = raycaster.intersectObjects( scene.children );

if ( intersects.length > 0 ) {

  // User is pointing at an object
  const intersectedObject = intersects[ 0 ].object;
  //Do something with the intersected object

}

            

              
                Copy
              
            
          

Tai leidžia įgyvendinti sąveikas, tokias kaip objektų pasirinkimas, veiksmų sužadinimas ar informacijos apie objektą, į kurį rodo vartotojas, rodymas.

Rankų Sekimas

WebXR taip pat palaiko rankų sekimą, kuris leidžia sekti vartotojo rankų pozas be valdiklių poreikio. Tai suteikia natūralesnį ir intuityvesnį būdą sąveikauti su virtualia aplinka.

Norėdami pasiekti rankų sekimo duomenis, turite paprašyti `hand-tracking` funkcijos kuriant XR sesiją.

            navigator.xr.requestSession('immersive-vr', {
  requiredFeatures: ['hand-tracking']
}).then((session) => {
  // ...
});

            

              
                Copy
              
            
          

Tada galite pasiekti rankų sąnarius per `XRHand` sąsają.

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

  for (const inputSource of session.inputSources) {
    if (inputSource.hand) {
      for (let i = 0; i < inputSource.hand.length; i++) {
        const joint = inputSource.hand[i];
        const jointPose = frame.getPose(joint, xrReferenceSpace);

        if (jointPose) {
          // Update the joint's visual representation
          updateJoint(i, jointPose);
        }
      }
    }
  }
}

            

              
                Copy
              
            
          

Rankų sekimas atveria platų galimybių spektrą kuriant natūralesnes ir intuityvesnes XR sąveikas, tokias kaip objektų griebimas, valdiklių manipuliavimas ir gestikuliavimas.

Internacionalizavimo ir Prieinamumo Aspektai

Kuriant WebXR programas pasaulinei auditorijai, būtina atsižvelgti į internacionalizavimą (i18n) ir prieinamumą (a11y).

Internacionalizavimas

• Teksto kryptis: Palaikykite tiek iš kairės į dešinę (LTR), tiek iš dešinės į kairę (RTL) teksto kryptis.
• Skaičių ir datų formatai: Naudokite tinkamus skaičių ir datų formatus skirtingoms lokalėms.
• Valiutų simboliai: Teisingai atvaizduokite valiutų simbolius skirtingoms valiutoms.
• Lokalizacija: Išverskite savo programos tekstą ir išteklius į kelias kalbas.

Pavyzdžiui, apsvarstykite, kaip mygtuką su užrašu „Select“ gali reikėti išversti į ispanų (Seleccionar), prancūzų (Sélectionner) ar japonų (選択) kalbas.

Prieinamumas

• Alternatyvūs įvesties metodai: Suteikite alternatyvius įvesties metodus vartotojams, kurie negali naudoti valdiklių ar rankų sekimo.
• Pritaikomi valdikliai: Leiskite vartotojams pritaikyti valdiklius pagal savo pageidavimus.
• Vizualinės pagalbos priemonės: Suteikite vizualines pagalbos priemones vartotojams su silpnu regėjimu, pavyzdžiui, didelio kontrasto temas ir reguliuojamus teksto dydžius.
• Garsiniai signalai: Naudokite garsinius signalus, kad suteiktumėte grįžtamąjį ryšį vartotojams su regėjimo sutrikimais.
• Subtitrai ir transkripcijos: Suteikite subtitrus ir transkripcijas garso turiniui.

Apsvarstykite vartotoją, kuris gali turėti ribotą mobilumą. Jam gali būti naudinga galimybė naudoti balso komandas ar akių sekimą kaip alternatyvą fiziniams valdikliams.

Valdiklių Būsenos Valdymo Pavyzdžiai Įvairiose Pramonės Šakose

Valdiklių būsenos valdymas yra gyvybiškai svarbus įvairiose pramonės šakose, naudojančiose WebXR:

• Žaidimai: Tiksli valdiklio įvestis yra būtina judėjimui, taikymuisi ir sąveikai VR žaidimuose. Haptinis atsakas pagerina žaidimo patirtį, suteikdamas pojūčius tokiems veiksmams kaip šaudymas ar griebimas.
• Švietimas ir Mokymai: Medicinos mokymų simuliacijose tikslus rankų sekimas leidžia chirurgams praktikuoti sudėtingas procedūras realistiškoje virtualioje aplinkoje. Valdikliai gali imituoti chirurginius instrumentus, suteikdami haptinį atsaką, kad imituotų pasipriešinimą ir tekstūrą.
• Mažmeninė prekyba: Virtualūs salonai leidžia klientams sąveikauti su produktais 3D erdvėje. Valdikliai leidžia vartotojams sukti ir priartinti daiktus, imituojant jų apžiūrėjimo patirtį gyvai. Pavyzdžiui, baldų parduotuvė gali leisti jums patalpinti virtualius baldus savo namuose naudojant AR.
• Gamyba: Inžinieriai gali naudoti XR projektuodami ir tikrindami virtualius prototipus. Valdiklio įvestis leidžia jiems manipuliuoti dalimis, testuoti surinkimus ir nustatyti galimas problemas prieš pradedant fizinę gamybą.
• Nekilnojamasis turtas: Virtualūs turai po nekilnojamojo turto objektus leidžia potencialiems pirkėjams apžiūrėti namus nuotoliniu būdu. Valdikliai leidžia jiems judėti po kambarius, atidaryti duris ir apžiūrėti detales, tarsi jie būtų fiziškai vietoje. Tarptautiniai pirkėjai gali apžiūrėti nekilnojamąjį turtą be būtinybės keliauti.

Išvada

Valdiklio būsenos valdymo įsisavinimas yra būtinas kuriant patrauklias ir įtraukiančias WebXR patirtis. Suprasdami WebXR API, laikydamiesi geriausių praktikų ir tyrinėdami pažangias technikas, galite kurti įtraukiančias programas, kurios suteikia vartotojams intuityvias ir jautrias sąveikas. Nepamirškite atsižvelgti į internacionalizavimą ir prieinamumą, kad pasiektumėte pasaulinę auditoriją ir užtikrintumėte, kad jūsų patirtys būtų prieinamos visiems. Kadangi WebXR technologija toliau tobulėja, naujausių pasiekimų ir geriausių praktikų sekimas bus raktas į tikrai novatoriškų XR patirčių kūrimą.