WebXR Hit Test Manager: Immersiv tajribalar uchun nur sochish tizimini joriy etish

Kengaytirilgan Reallik (AR) va Virtual Reallik (VR) texnologiyalarining yuksalishi immersiv va interaktiv raqamli tajribalarni yaratish uchun yangi imkoniyatlar ochdi. WebXR, veb-brauzerlarda VR va AR imkoniyatlariga kirish uchun JavaScript API, butun dunyo bo'ylab ishlab chiquvchilarga ushbu tajribalarni ko'plab qurilmalarda yaratishga imkon beradi. WebXR-ning jozibali tajribalarini yaratishda muhim tarkibiy qism virtual muhit bilan o'zaro aloqa qilish qobiliyatidir. Bu yerda WebXR Hit Test Manager va ray casting o'z rolini o'ynaydi.

Ray Casting nima va nima uchun u muhim?

WebXR kontekstida Ray casting - AR tizimi tomonidan aniqlangan haqiqiy sirt yoki VR muhitidagi virtual ob'ekt bilan virtual nur (to'g'ri chiziq) kesishganligini aniqlash uchun ishlatiladigan usul. Uni atrofingizga lazer ko'rsatkichi bilan nurlantirish va uning qayerga urilishini ko'rish kabi o'ylang. WebXR Hit Test Manager ushbu nurli so'rovlarni bajarish va natijalarni olish uchun vositalarni taqdim etadi. Ushbu ma'lumot turli xil o'zaro aloqalar uchun juda muhimdir, jumladan:

• Ob'ektni joylashtirish: Foydalanuvchilarga virtual ob'ektlarni haqiqiy dunyo sirtlariga joylashtirishga ruxsat berish, masalan, ularning yashash xonasiga virtual stul qo'yish (AR). Tokiodagi foydalanuvchi mebel sotib olishga qaror qilishdan oldin o'z kvartirasini virtual tarzda bezayotganini tasavvur qiling.
• Nishonga olish va tanlash: Foydalanuvchilarga virtual ko'rsatkich yoki qo'l yordamida virtual ob'ektlarni tanlash yoki UI elementlari bilan o'zaro aloqa qilish imkonini berish (AR/VR). Londondagi jarroh AR yordamida bemorga anatomik ma'lumotlarni joylashtirayotganini va ko'rib chiqish uchun muayyan joylarni tanlayotganini tasavvur qiling.
• Navigatsiya: Joyni ko'rsatish va u yerga ko'chishni buyurish orqali foydalanuvchi avatarini virtual dunyo bo'ylab ko'chirish (VR). Parijdagi muzey tashrif buyuruvchilarga tarixiy eksponatlar bo'ylab sayr qilish imkonini berish uchun VR-dan foydalanishi mumkin.
• Isora tan olish: Kattalashtirish uchun chimchilash yoki aylantirish uchun surish kabi foydalanuvchi ishoralarini talqin qilish uchun zarba sinovini qo'l harakatini kuzatish bilan birlashtirish (AR/VR). Bu Sidneyda hamkorlikdagi dizayn yig'ilishida ishlatilishi mumkin, unda ishtirokchilar virtual modellarni birgalikda boshqaradi.

WebXR Hit Test Manager-ni tushunish

WebXR Hit Test Manager - nur sochishni osonlashtiradigan WebXR API-ning muhim qismidir. U nurning kelib chiqishi va yo'nalishini belgilaydigan zarba sinov manbalarini yaratish va boshqarish usullarini taqdim etadi. Keyin menejer ushbu manbalardan haqiqiy dunyoga (AR-da) yoki virtual dunyoga (VR-da) zarba sinovlarini o'tkazish va har qanday kesishmalar haqida ma'lumot qaytarish uchun foydalanadi. Asosiy tushunchalarga quyidagilar kiradi:

• XRFrame: XRFrame - tomoshabinning pozasi va aniqlangan har qanday tekisliklar yoki xususiyatlarni o'z ichiga olgan XR sahnasining vaqtinchalik tasvirini ifodalaydi. Zarba sinovlari XRFrame-ga qarshi o'tkaziladi.
• XRHitTestSource: Sochib tashlanadigan nur manbasini ifodalaydi. U kelib chiqishni (nur qayerdan boshlanadi) va yo'nalishni (nur qayerga qaratilgan) belgilaydi. Odatda, har bir kiritish usuli uchun bitta XRHitTestSource yaratasiz (masalan, kontroller, qo'l).
• XRHitTestResult: Muvaffaqiyatli zarba haqida ma'lumotni o'z ichiga oladi, shu jumladan kesishish nuqtasining pozasi (pozitsiyasi va yo'nalishi) va nur kelib chiqishidan masofa.
• XRHitTestTrackable: Haqiqiy dunyoda kuzatilgan xususiyatni (tekislik kabi) ifodalaydi.

Oddiy zarba sinov tizimini joriy etish

Keling, JavaScript-dan foydalanib, WebXR-ning oddiy zarba sinov tizimini joriy etish bosqichlarini ko'rib chiqaylik. Ushbu misol AR ob'ektini joylashtirishga qaratilgan, ammo printsiplarni boshqa o'zaro ta'sir stsenariylariga moslashtirish mumkin.

1-qadam: WebXR sessiyasi va zarba sinovini qo'llab-quvvatlashni so'rash

Avvalo, WebXR sessiyasini so'rashingiz va "zarba sinovi" funksiyasi yoqilganligiga ishonch hosil qilishingiz kerak. Ushbu funksiya Hit Test Manager-dan foydalanish uchun talab qilinadi.

            
async function initXR() {
  try {
    xrSession = await navigator.xr.requestSession('immersive-ar', {
      requiredFeatures: ['hit-test'],
    });

    xrSession.addEventListener('end', () => {
      console.log('XR session ended');
    });

    // Initialize your WebGL renderer and scene here
    initRenderer();

    xrSession.updateRenderState({
      baseLayer: new XRWebGLLayer(xrSession, renderer.getContext())
    });

    xrReferenceSpace = await xrSession.requestReferenceSpace('local');
    xrHitTestSource = await xrSession.requestHitTestSource({
      space: xrReferenceSpace
    });

    xrSession.requestAnimationFrame(renderLoop);

  } catch (e) {
    console.error('WebXR failed to initialize', e);
  }
}

            

              
                Copy
              
            
          

Izoh:

• `navigator.xr.requestSession('immersive-ar', ...)`: Immersiv AR sessiyasini so'raydi. Birinchi argument sessiya turini belgilaydi ('immersive-ar' AR uchun, 'immersive-vr' VR uchun).
• `requiredFeatures: ['hit-test']`: Muhimi, Hit Test Manager-ni yoqish, "zarba sinovi" funksiyasini so'raydi.
• `xrSession.requestHitTestSource(...)`: Nurning kelib chiqishi va yo'nalishini belgilaydigan XRHitTestSource yaratadi. Ushbu oddiy misolda biz foydalanuvchining nuqtai nazariga mos keladigan "tomoshabin" ma'lumotnoma maydonidan foydalanamiz.

2-qadam: Render Loop-ni yaratish

Render loop sizning WebXR ilovangizning yuragi hisoblanadi. U yerda siz sahnani yangilaysiz va har bir kadrni ko'rsatasiz. Render loop ichida siz zarba sinovini o'tkazasiz va virtual ob'ektingizning holatini yangilaysiz.

            
function renderLoop(time, frame) {
  xrSession.requestAnimationFrame(renderLoop);

  const xrFrame = frame;
  const xrPose = xrFrame.getViewerPose(xrReferenceSpace);

  if (xrPose) {
    const hitTestResults = xrFrame.getHitTestResults(xrHitTestSource);

    if (hitTestResults.length > 0) {
      const hit = hitTestResults[0];
      const hitPose = hit.getPose(xrReferenceSpace);

      // Update the position and orientation of your virtual object
      object3D.position.set(hitPose.transform.position.x, hitPose.transform.position.y, hitPose.transform.position.z);
      object3D.quaternion.set(hitPose.transform.orientation.x, hitPose.transform.orientation.y, hitPose.transform.orientation.z, hitPose.transform.orientation.w);
      object3D.visible = true; // Make the object visible when a hit is found
    } else {
      object3D.visible = false; // Hide the object if no hit is found
    }
  }

  renderer.render(scene, camera);
}

            

              
                Copy
              
            
          

Izoh:

• `xrFrame.getHitTestResults(xrHitTestSource)`: Oldin yaratilgan XRHitTestSource yordamida zarba sinovini o'tkazadi. U topilgan barcha kesishmalarni ifodalovchi XRHitTestResult ob'ektlarining massivini qaytaradi.
• `hitTestResults[0]`: Biz birinchi zarba natijasini olamiz. Murakkabroq stsenariylarda siz barcha natijalar bo'ylab takrorlashingiz va eng mosini tanlashingiz mumkin.
• `hit.getPose(xrReferenceSpace)`: Ko'rsatilgan ma'lumotnoma maydonida zarbaning holatini (pozitsiyasi va yo'nalishi) oladi.
• `object3D.position.set(...)` va `object3D.quaternion.set(...)`: Virtual ob'ektingizning (object3D) holatini va yo'nalishini zarba holatiga mos ravishda yangilang. Bu ob'ektni kesishish nuqtasiga qo'yadi.
• `object3D.visible = true/false`: Virtual ob'ektning ko'rinishini boshqaradi va uni faqat zarba topilganda paydo bo'lishini ta'minlaydi.

3-qadam: 3D sahnalaringizni sozlash (Three.js bilan misol)

Ushbu misolda kub bilan oddiy sahnani yaratish uchun mashhur JavaScript 3D kutubxonasi Three.js dan foydalaniladi. Buni Babylon.js yoki A-Frame kabi boshqa kutubxonalardan foydalanish uchun moslashtirishingiz mumkin.

            
let scene, camera, renderer, object3D;
let xrSession, xrReferenceSpace, xrHitTestSource;

function initRenderer() {
  scene = new THREE.Scene();
  camera = new THREE.PerspectiveCamera(75, window.innerWidth / window.innerHeight, 0.1, 1000);
  renderer = new THREE.WebGLRenderer({ antialias: true, alpha: true });
  renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight);
  renderer.xr.enabled = true; // Enable WebXR
  document.body.appendChild(renderer.domElement);

  const geometry = new THREE.BoxGeometry(0.1, 0.1, 0.1); // 10cm cube
  const material = new THREE.MeshNormalMaterial();
  object3D = new THREE.Mesh(geometry, material);
  object3D.visible = false; // Initially hide the object
  scene.add(object3D);

  renderer.setAnimationLoop(() => { /* No animation loop here. WebXR controls it.*/ });
  renderer.xr.setSession(xrSession);

  camera.position.z = 2; // Move the camera back
}

// Call initXR() to start the WebXR experience
initXR();

            

              
                Copy
              
            
          

Muhim: HTML faylingizga Three.js kutubxonasini kiritganingizga ishonch hosil qiling:

            


            

              
                Copy
              
            
          

Ilg'or usullar va optimallashtirish

Yuqoridagi asosiy joriy etish WebXR zarba sinovi uchun asos yaratadi. Murakkabroq tajribalarni yaratishda e'tiborga olish kerak bo'lgan ba'zi ilg'or usullar va optimallashtirishlar:

1. Zarba sinovi natijalarini filtrlash

Ba'zi hollarda siz faqat ma'lum turdagi sirtlarni hisobga olish uchun zarba sinovi natijalarini filtrlashingiz mumkin. Misol uchun, siz faqat gorizontal sirtlarda (pollar yoki stollarda) ob'ektlarni joylashtirishga ruxsat bermoqchi bo'lishingiz mumkin. Bunga zarba holatining normal vektorini tekshirish va uni yuqori vektor bilan solishtirish orqali erishishingiz mumkin.

            
if (hitTestResults.length > 0) {
  const hit = hitTestResults[0];
  const hitPose = hit.getPose(xrReferenceSpace);

  // Check if the surface is approximately horizontal
  const upVector = new THREE.Vector3(0, 1, 0); // World up vector
  const hitNormal = new THREE.Vector3();
  hitNormal.set(hitPose.transform.orientation.x, hitPose.transform.orientation.y, hitPose.transform.orientation.z);
  hitNormal.applyQuaternion(camera.quaternion); // Rotate the normal to world space

  const dotProduct = upVector.dot(hitNormal);

  if (dotProduct > 0.9) { // Adjust the threshold (0.9) as needed
    // Surface is approximately horizontal
    object3D.position.set(hitPose.transform.position.x, hitPose.transform.position.y, hitPose.transform.position.z);
    object3D.quaternion.set(hitPose.transform.orientation.x, hitPose.transform.orientation.y, hitPose.transform.orientation.z, hitPose.transform.orientation.w);
    object3D.visible = true;
  } else {
    object3D.visible = false;
  }
}

            

              
                Copy
              
            
          

2. Vaqtinchalik kiritish manbalaridan foydalanish

Qo'l harakatini kuzatish kabi yanada ilg'or kiritish usullari uchun siz odatda vaqtinchalik kiritish manbalaridan foydalanasiz. Vaqtinchalik kiritish manbalari barmoq tekkizish yoki qo'l ishorasi kabi vaqtinchalik kiritish voqealarini ifodalaydi. WebXR Input API ushbu voqealarga kirishga va foydalanuvchi qo'lining holatiga asoslangan zarba sinov manbalarini yaratishga imkon beradi.

            
xrSession.addEventListener('selectstart', (event) => {
  const inputSource = event.inputSource;
  const targetRayPose = event.frame.getPose(inputSource.targetRaySpace, xrReferenceSpace);

  if (targetRayPose) {
    // Create a hit test source from the target ray pose
    xrSession.requestHitTestSourceForTransientInput({ targetRaySpace: inputSource.targetRaySpace, profile: inputSource.profiles }).then((hitTestSource) => {
       const hitTestResults = event.frame.getHitTestResults(hitTestSource);
       if (hitTestResults.length > 0) {
         const hit = hitTestResults[0];
         const hitPose = hit.getPose(xrReferenceSpace);

         // Place an object at the hit location
         const newObject = new THREE.Mesh(new THREE.SphereGeometry(0.05, 32, 32), new THREE.MeshNormalMaterial());
         newObject.position.set(hitPose.transform.position.x, hitPose.transform.position.y, hitPose.transform.position.z);
         scene.add(newObject);
       }
       hitTestSource.cancel(); // Cleanup the hit test source
    });
  }
});

            

              
                Copy
              
            
          

3. Ishlashni optimallashtirish

WebXR tajribalari, ayniqsa mobil qurilmalarda hisoblash jihatidan talabchan bo'lishi mumkin. Ishlashni optimallashtirish bo'yicha ba'zi maslahatlar:

• Zarba sinovlari chastotasini kamaytiring: Har bir kadrda zarba sinovlarini o'tkazish qimmatga tushishi mumkin. Chastotani kamaytirishni o'ylab ko'ring, ayniqsa foydalanuvchining harakati sekin bo'lsa. Taymerdan foydalanishingiz yoki faqat foydalanuvchi harakatni boshlaganda zarba sinovlarini o'tkazishingiz mumkin.
• Bounding Volume Hierarchy (BVH) dan foydalaning: Agar sizda ko'plab ob'ektlar bilan murakkab sahna bo'lsa, BVH dan foydalanish to'qnashuvni aniqlashni sezilarli darajada tezlashtirishi mumkin. Three.js va Babylon.js BVH ilovalarini taklif qiladi.
• LOD (Tafsilot darajasi): 3D modellaringiz uchun kameradan uzoqligiga qarab turli xil tafsilot darajalaridan foydalaning. Bu uzoqdagi ob'ektlar uchun ko'rsatilishi kerak bo'lgan ko'pburchak sonini kamaytiradi.
• Oklyuziya yo'q qilish: Boshqa ob'ektlar orqasida yashiringan ob'ektlarni ko'rsatmang. Bu murakkab sahnalarda ishlashni sezilarli darajada yaxshilashi mumkin.

4. Turli ma'lumotnoma maydonlarini boshqarish

WebXR foydalanuvchi holatini va yo'nalishini kuzatish uchun ishlatiladigan koordinatalar tizimini belgilaydigan turli xil ma'lumotnoma maydonlarini qo'llab-quvvatlaydi. Eng keng tarqalgan ma'lumotnoma maydonlari:

• Mahalliy: Koordinatalar tizimining kelib chiqishi foydalanuvchining boshlang'ich holatiga nisbatan qat'iy o'rnatiladi. Bu foydalanuvchi kichik hududda qoladigan tajribalar uchun mos keladi.
• Chegaralangan pol: Kelib chiqishi pol sathida joylashgan va XZ tekisligi polni ifodalaydi. Bu foydalanuvchi xona atrofida harakatlana oladigan tajribalar uchun mos keladi.
• Cheklanmagan: Kelib chiqishi qat'iy o'rnatilmagan va foydalanuvchi erkin harakatlana oladi. Bu keng ko'lamli AR tajribalari uchun mos keladi.

WebXR tajribangizning turli muhitlarda to'g'ri ishlashini ta'minlash uchun tegishli ma'lumotnoma maydonini tanlash muhimdir. XR sessiyasini yaratganingizda muayyan ma'lumotnoma maydonini so'rashingiz mumkin.

            
xrReferenceSpace = await xrSession.requestReferenceSpace('bounded-floor');

            

              
                Copy
              
            
          

5. Qurilmaning mosligini hal qilish

WebXR nisbatan yangi texnologiya va barcha brauzerlar va qurilmalar uni bir xil darajada qo'llab-quvvatlamaydi. WebXR sessiyasini ishga tushirishga urinishdan oldin WebXR qo'llab-quvvatlashini tekshirish muhimdir.

            
if (navigator.xr) {
  // WebXR is supported
  initXR();
} else {
  // WebXR is not supported
  console.error('WebXR is not supported in this browser.');
}

            

              
                Copy
              
            
          

Shuningdek, to'g'ri ishlashiga ishonch hosil qilish uchun WebXR tajribangizni turli xil qurilmalarda sinovdan o'tkazishingiz kerak.

Internatsionallashtirishni ko'rib chiqish

Global auditoriya uchun WebXR ilovalarini ishlab chiqishda internatsionallashtirish (i18n) va lokalizatsiya (l10n) ni ko'rib chiqish muhimdir.

• Matn va UI elementlari: Matn va UI elementlarini turli tillarga tarjima qilish uchun lokalizatsiya kutubxonasidan foydalaning. UI tartibingiz turli xil matn uzunliklarini qamrab olishi mumkinligiga ishonch hosil qiling. Misol uchun, nemischa so'zlar inglizcha so'zlardan uzunroq bo'lishga moyil.
• O'lchov birliklari: Turli hududlar uchun tegishli o'lchov birliklaridan foydalaning. Misol uchun, ko'pgina mamlakatlarda metr va kilometrlardan foydalaning, lekin Qo'shma Shtatlar va Buyuk Britaniyada fut va mildan foydalaning. Foydalanuvchilarga afzal ko'rgan o'lchov birliklarini tanlashga ruxsat bering.
• Sana va vaqt formatlari: Turli hududlar uchun tegishli sana va vaqt formatlaridan foydalaning. Misol uchun, ba'zi mamlakatlarda YYYY-MM-DD formatidan va boshqalarida MM/DD/YYYY formatidan foydalaning.
• Valyutalar: Valyutalarni turli hududlar uchun tegishli formatda ko'rsating. Valyuta konvertatsiyasini boshqarish uchun kutubxonadan foydalaning.
• Madaniy sezgirlik: Madaniy farqlardan xabardor bo'ling va ba'zi madaniyatlarga haqorat qilishi mumkin bo'lgan tasvirlar, belgilar yoki tildan foydalanishdan saqlaning. Misol uchun, ba'zi qo'l ishoralari turli madaniyatlarda turli xil ma'nolarga ega bo'lishi mumkin.

WebXR-ni ishlab chiqish vositalari va resurslari

WebXR-ni ishlab chiqishda yordam beradigan bir nechta vositalar va resurslar mavjud:

• Three.js: WebGL-ga asoslangan tajribalarni yaratish uchun mashhur JavaScript 3D kutubxonasi.
• Babylon.js: WebXR-ni qo'llab-quvvatlashga qaratilgan yana bir kuchli JavaScript 3D dvigateli.
• A-Frame: HTML yordamida VR tajribalarini yaratish uchun veb-ramka.
• WebXR Emulator: Jismoniy VR yoki AR qurilmasiga muhtoj bo'lmasdan WebXR tajribalarini sinovdan o'tkazishga imkon beruvchi brauzer kengaytmasi.
• WebXR Device API Specification: W3C-ning rasmiy WebXR spetsifikatsiyasi.
• Mozilla Mixed Reality Blog: WebXR va tegishli texnologiyalar haqida bilib olish uchun ajoyib manba.

Xulosa

WebXR Hit Test Manager - interaktiv va immersiv AR/VR tajribalarini yaratish uchun kuchli vosita. Nur sochish tushunchalarini va Hit Test API-sini tushunish orqali siz foydalanuvchilarga virtual dunyo bilan tabiiy va intuitiv tarzda o'zaro aloqa qilish imkonini beradigan jozibali ilovalarni yaratishingiz mumkin. WebXR texnologiyasi rivojlanishda davom etar ekan, innovatsion va jozibali tajribalarni yaratish imkoniyatlari cheksizdir. Ishlash uchun kodingizni optimallashtirishni unutmang va global auditoriya uchun ishlab chiqishda internatsionallashtirishni ko'rib chiqing. Immersiv veb-tajribalarning keyingi avlodini qurishning qiyinchiliklari va mukofotlarini qabul qiling.