WebXR ievades avotu izsekošana: Kontroliera stāvokļa pārvaldības apgūšana imersīvām pieredzēm

WebXR nodrošina jaudīgu API, lai radītu imersīvas virtuālās un papildinātās realitātes pieredzes tīmekļa pārlūkprogrammās. Būtisks aspekts, veidojot pārliecinošas XR lietotnes, ir efektīva lietotāja ievades avotu, galvenokārt kontrolieru, stāvokļa izsekošana un pārvaldība. Šī visaptverošā rokasgrāmata dziļi ienirst WebXR ievades avotu izsekošanas niansēs, koncentrējoties uz kontroliera stāvokļa pārvaldību, un sniedz praktiskus piemērus, lai palīdzētu jums veidot atsaucīgas un intuitīvas imersīvas pieredzes.

Izpratne par WebXR ievades avotiem

WebXR kontekstā ievades avots apzīmē jebkuru ierīci, kas ļauj lietotājam mijiedarboties ar virtuālo vidi. Tas ietver:

• Kontrolieri: Rokās turamas ierīces ar pogām, kursorsvirām un sprūdiem.
• Rokas: Izsekotas roku pozas tiešai mijiedarbībai.
• Austiņas: Lietotāja galvas pozīcija un orientācija.
• Citas perifērijas ierīces: Ierīces kā haptiskās vestes, pēdu izsekotāji utt.

WebXR API nodrošina mehānismus, lai atklātu, izsekotu un vaicātu šo ievades avotu stāvokli, ļaujot izstrādātājiem radīt saistošas un interaktīvas XR lietotnes.

Ievades avotu notikumi

WebXR nosūta vairākus notikumus, kas saistīti ar ievades avotiem:

• `selectstart` un `selectend`: Norāda uz izvēles darbības sākumu un beigām, ko parasti izraisa pogas vai sprūda nospiešana.
• `squeezestart` un `squeezeend`: Norāda uz saspiešanas darbības sākumu un beigām, kas parasti saistīta ar objektu satveršanu vai manipulēšanu.
• `inputsourceschange`: Tiek aktivizēts, kad mainās pieejamie ievades avoti (piem., kontrolieris tiek pievienots vai atvienots).

Klausoties šos notikumus, jūs varat reaģēt uz lietotāja darbībām un attiecīgi atjaunināt savu lietotni. Piemēram:

            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
              
            
          

Kontroliera stāvokļa pārvaldība: Mijiedarbības kodols

Efektīva kontroliera stāvokļa pārvaldība ir izšķiroša, lai radītu intuitīvas un atsaucīgas XR pieredzes. Tā ietver nepārtrauktu kontroliera pozīcijas, orientācijas, pogu nospiedienu un asu vērtību izsekošanu un šīs informācijas izmantošanu, lai attiecīgi atjauninātu virtuālo vidi.

Kontroliera stāvokļa aptaujāšana

Galvenais veids, kā piekļūt kontroliera stāvoklim, ir caur `XRFrame` objektu animācijas kadra atbildes funkcijā (callback). Šajā atbildes funkcijā jūs varat iterēt cauri pieejamajiem ievades avotiem un vaicāt to pašreizējo stāvokli.

            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
              
            
          

Piekļuve kontroliera pozai

Metode `frame.getPose(inputSource.gripSpace, xrReferenceSpace)` atgriež `XRPose` objektu, kas attēlo kontroliera pozīciju un orientāciju norādītajā atskaites telpā. `gripSpace` attēlo ideālo pozīciju kontroliera turēšanai.

            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
              
            
          

Tas ļauj jums sinhronizēt kontroliera virtuālo attēlojumu ar lietotāja reālajām roku kustībām, radot klātbūtnes un iegremdēšanās sajūtu.

Spēļu pults ievades nolasīšana

Lielākā daļa XR kontrolieru savas pogas, sprūdus un kursorsviras atklāj caur standarta Gamepad API. `inputSource.gamepad` īpašība nodrošina piekļuvi `Gamepad` objektam, kas satur informāciju par kontroliera ievadi.

            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` masīvs satur `GamepadButton` objektus, no kuriem katrs attēlo pogu uz kontroliera. `pressed` īpašība norāda, vai poga pašlaik ir nospiesta. `gamepad.axes` masīvs satur vērtības, kas attēlo kontroliera analogās asis, piemēram, kursorsviras un sprūdus. Šīs vērtības parasti ir diapazonā no -1 līdz 1.

Pogu un asu notikumu apstrāde

Tā vietā, lai tikai pārbaudītu pogu un asu pašreizējo stāvokli, ir svarīgi arī izsekot, kad pogas tiek nospiestas un atlaistas, un kad asu vērtības būtiski mainās. To var panākt, salīdzinot pašreizējo stāvokli ar iepriekšējo stāvokli katrā kadrā.

            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
              
            
          

Šī pieeja ļauj jums aktivizēt darbības tikai tad, kad pogas tiek sākotnēji nospiestas vai atlaistas, nevis nepārtraukti, kamēr tās tiek turētas nospiestas. Tā arī novērš nevajadzīgu asu vērtību apstrādi, kad tās nav būtiski mainījušās.

Labākās prakses kontroliera stāvokļa pārvaldībā

Šeit ir dažas labākās prakses, kas jāpatur prātā, pārvaldot kontroliera stāvokli WebXR:

• Optimizējiet veiktspēju: Samaziniet apstrādes apjomu animācijas kadra atbildes funkcijā, lai uzturētu vienmērīgu kadru ātrumu. Izvairieties no sarežģītiem aprēķiniem vai pārmērīgas objektu izveides.
• Izmantojiet atbilstošus sliekšņus: Atklājot izmaiņas asu vērtībās, izmantojiet atbilstošus sliekšņus, lai izvairītos no darbību aktivizēšanas nelielu svārstību dēļ.
• Ņemiet vērā ievades latentumu: XR lietotnes ir jutīgas pret ievades latentumu. Samaziniet aizkavi starp lietotāja ievadi un atbilstošo darbību virtuālajā vidē.
• Nodrošiniet vizuālu atgriezenisko saiti: Skaidri norādiet lietotājam, kad viņa darbības tiek atpazītas. Tas varētu ietvert objektu izcelšanu, skaņu atskaņošanu vai animāciju parādīšanu.
• Apstrādājiet dažādus kontrolieru veidus: WebXR lietotnēm jābūt izstrādātām tā, lai tās darbotos ar dažādiem kontrolieru veidiem. Izmantojiet funkciju noteikšanu, lai identificētu katra kontroliera spējas un attiecīgi pielāgotu mijiedarbību.
• Pieejamība: Izstrādējiet savas XR pieredzes tā, lai tās būtu pieejamas lietotājiem ar invaliditāti. Apsveriet alternatīvas ievades metodes un nodrošiniet pielāgošanas iespējas.

Padziļinātas tehnikas

Haptiskā atgriezeniskā saite

Haptiskā atgriezeniskā saite var ievērojami uzlabot XR pieredzes imersivitāti. Gamepad API nodrošina piekļuvi `vibrationActuator` īpašībai, kas ļauj jums aktivizēt vibrācijas uz kontroliera.

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

            

              
                Copy
              
            
          

Tas ļauj jums sniegt taustes atgriezenisko saiti lietotājam, reaģējot uz viņa darbībām, piemēram, pieskaroties virtuālam objektam vai izšaujot ieroci.

Staru mešana (Raycasting)

Staru mešana (Raycasting) ir izplatīta tehnika, lai noteiktu, uz kuru objektu lietotājs norāda ar savu kontrolieri. Jūs varat izveidot staru no kontroliera pozīcijas un orientācijas un pēc tam krustot to ar objektiem savā ainā.

            // 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
              
            
          

Tas ļauj jums ieviest tādas mijiedarbības kā objektu atlase, darbību aktivizēšana vai informācijas parādīšana par objektu, uz kuru lietotājs norāda.

Roku izsekošana

WebXR atbalsta arī roku izsekošanu, kas ļauj jums izsekot lietotāja roku pozām bez kontrolieriem. Tas nodrošina dabiskāku un intuitīvāku veidu, kā mijiedarboties ar virtuālo vidi.

Lai piekļūtu roku izsekošanas datiem, jums ir jāpieprasa `hand-tracking` funkcija, veidojot XR sesiju.

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

            

              
                Copy
              
            
          

Pēc tam jūs varat piekļūt roku locītavām, izmantojot `XRHand` saskarni.

            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
              
            
          

Roku izsekošana paver plašu iespēju klāstu, lai radītu dabiskākas un intuitīvākas XR mijiedarbības, piemēram, satverot objektus, manipulējot ar vadības elementiem un žestikulējot.

Internacionalizācijas un pieejamības apsvērumi

Izstrādājot WebXR lietotnes globālai auditorijai, ir būtiski apsvērt internacionalizāciju (i18n) un pieejamību (a11y).

Internacionalizācija

• Teksta virziens: Atbalstiet gan no kreisās uz labo (LTR), gan no labās uz kreiso (RTL) teksta virzienus.
• Skaitļu un datumu formāti: Izmantojiet atbilstošus skaitļu un datumu formātus dažādām lokalizācijām.
• Valūtas simboli: Pareizi attēlojiet valūtas simbolus dažādām valūtām.
• Lokalizācija: Tulkojiet savas lietotnes tekstu un resursus vairākās valodās.

Piemēram, apsveriet, kā poga ar uzrakstu "Select" būtu jātulko spāņu valodā (Seleccionar), franču valodā (Sélectionner) vai japāņu valodā (選択).

Pieejamība

• Alternatīvas ievades metodes: Nodrošiniet alternatīvas ievades metodes lietotājiem, kuri nevar izmantot kontrolierus vai roku izsekošanu.
• Pielāgojamas vadības ierīces: Ļaujiet lietotājiem pielāgot vadības ierīces savām vēlmēm.
• Vizuālie palīglīdzekļi: Nodrošiniet vizuālos palīglīdzekļus lietotājiem ar vāju redzi, piemēram, augsta kontrasta tēmas un pielāgojamus teksta izmērus.
• Audio signāli: Izmantojiet audio signālus, lai sniegtu atgriezenisko saiti lietotājiem ar redzes traucējumiem.
• Subtitri un paraksti: Nodrošiniet subtitrus un parakstus audio saturam.

Apsveriet lietotāju ar ierobežotu mobilitāti. Viņiem varētu būt noderīgi izmantot balss komandas vai acu izsekošanu kā alternatīvu fiziskiem kontrolieriem.

Kontroliera stāvokļa pārvaldības piemēri dažādās nozarēs

Kontroliera stāvokļa pārvaldība ir vitāli svarīga dažādās nozarēs, kas izmanto WebXR:

• Spēles: Precīza kontroliera ievade ir būtiska kustībai, mērķēšanai un mijiedarbībai VR spēlēs. Haptiskā atgriezeniskā saite uzlabo spēļu pieredzi, nodrošinot sajūtas tādām darbībām kā šaušana vai satveršana.
• Izglītība un apmācība: Medicīnas apmācību simulācijās precīza roku izsekošana ļauj ķirurgiem praktizēt sarežģītas procedūras reālistiskā virtuālā vidē. Kontrolieri var simulēt ķirurģiskos instrumentus, nodrošinot haptisku atgriezenisko saiti, lai atdarinātu pretestību un tekstūru.
• Mazumtirdzniecība: Virtuālās izstāžu zāles ļauj klientiem mijiedarboties ar produktiem 3D telpā. Kontrolieri ļauj lietotājiem pagriezt un tuvināt preces, simulējot to apskatīšanas pieredzi klātienē. Piemēram, mēbeļu veikals varētu ļaut jums izvietot virtuālas mēbeles savā mājā, izmantojot AR.
• Ražošana: Inženieri var izmantot XR, lai projektētu un pārbaudītu virtuālos prototipus. Kontroliera ievade ļauj viņiem manipulēt ar detaļām, testēt mezglus un identificēt potenciālās problēmas pirms fiziskās ražošanas sākuma.
• Nekustamais īpašums: Virtuālās īpašumu tūres ļauj potenciālajiem pircējiem izpētīt mājas attālināti. Kontrolieri ļauj viņiem pārvietoties pa istabām, atvērt durvis un apskatīt detaļas, it kā viņi būtu fiziski klāt. Starptautiskie pircēji var izpētīt īpašumus bez nepieciešamības ceļot.

Noslēgums

Kontroliera stāvokļa pārvaldības apgūšana ir būtiska, lai radītu pārliecinošas un saistošas WebXR pieredzes. Izprotot WebXR API, ievērojot labākās prakses un izpētot padziļinātas tehnikas, jūs varat veidot imersīvas lietotnes, kas nodrošina lietotājiem intuitīvas un atsaucīgas mijiedarbības. Atcerieties apsvērt internacionalizāciju un pieejamību, lai sasniegtu globālu auditoriju un nodrošinātu, ka jūsu pieredzes ir lietojamas ikvienam. Tā kā WebXR tehnoloģija turpina attīstīties, būt informētam par jaunākajiem sasniegumiem un labākajām praksēm būs atslēga, lai radītu patiesi revolucionāras XR pieredzes.