WebXR Hit Testing: To‘ldirilgan reallikda 3D obyektlarni joylashtirish va o‘zaro ta’sir uchun yakuniy qo‘llanma

Smartfoningizni yashash xonangizga yo‘naltirib, bir teginish bilan fotorealistik virtual divanni aynan o‘zingiz xohlagan joyga qo‘yayotganingizni tasavvur qiling. Siz uning atrofida yurasiz, u joyga qanday mos kelishini ko‘rasiz va hatto rangini o‘zgartirasiz. Bu ilmiy fantastika emas; bu veb orqali taqdim etiladigan To‘ldirilgan reallik (AR) qudrati va buni amalga oshiradigan asosiy texnologiya bu — WebXR Hit Testing.

Dunyo bo‘ylab dasturchilar, dizaynerlar va innovatorlar uchun hit testingni tushunish mazmunli AR tajribalarini yaratishning kalitidir. Bu raqamli va jismoniy dunyolar o‘rtasidagi asosiy ko‘prik bo‘lib, virtual kontentning foydalanuvchining real muhitida asosli va interaktiv ko‘rinishiga imkon beradi. Ushbu qo‘llanma WebXR Hit Test API haqida chuqur ma’lumot beradi va sizni global auditoriya uchun jozibali, dunyoni anglaydigan AR ilovalarini yaratish uchun bilim bilan qurollantiradi.

WebXR Hit Testing asoslarini tushunish

Kodga sho‘ng‘ishdan oldin, hit testingning konseptual asosini tushunib olish juda muhim. Aslini olganda, hit testing oddiy savolga javob berishdan iborat: "Agar men qurilmamdan real dunyoga yo‘naltirsam, qaysi sirtga tegaman?"

Asosiy konsepsiya: Real dunyoda reykasting

Bu jarayon konseptual jihatdan an’anaviy 3D grafikadagi reykastingga o‘xshaydi, lekin muhim bir farqi bor. Nurni to‘liq virtual sahnaga yo‘naltirish o‘rniga, WebXR hit testing foydalanuvchi qurilmasidan jismoniy dunyoga nur yo‘naltiradi.

Bu quyidagicha ishlaydi:

• Atrof-muhitni tushunish: Qurilmaning kamerasi va harakat sensorlaridan (masalan, IMU - Inersial o'lchov birligi) foydalanib, asosiy AR tizimi (Androiddagi ARCore yoki iOSdagi ARKit kabi) doimiy ravishda foydalanuvchi atrofini skanerlaydi va soddalashtirilgan 3D xaritasini yaratadi. Bu xarita xususiyat nuqtalari, aniqlangan tekisliklar (poll, devorlar va stol usti kabi) va ba’zan murakkabroq mesh'lardan iborat bo‘ladi.
• Nurni yo‘naltirish: Asosan boshlang‘ich nuqtasi va yo‘nalishi bo‘lgan to‘g‘ri chiziqdan iborat nur boshlang‘ich nuqtadan proyeksiyalanadi. Ko‘pincha, bu foydalanuvchi ekranining markazidan tashqariga yo‘naltirilgan bo‘ladi.
• Kesishmani topish: Tizim bu proyeksiyalangan nurning o‘zi aniqlagan real dunyo geometriyasi bilan kesishishini tekshiradi.
• 'To‘qnashuv Natijasi': Agar kesishma yuz bersa, tizim "to‘qnashuv natijasi"ni qaytaradi. Bu natija shunchaki 'ha' yoki 'yo‘q'dan ko‘proq narsadir; u qimmatli ma’lumotlarni, eng muhimi, kesishma nuqtasining 3D fazodagi pozasini (pozitsiyasi va yo‘nalishi) o‘z ichiga oladi. Aynan shu poza sizga virtual obyektni real dunyo sirtiga mukammal moslashtirib joylashtirish imkonini beradi.

WebXR Device API va Hit Test moduli

WebXR Device API - bu vebdagi virtual va to‘ldirilgan reallik qurilmalariga kirishni ta’minlaydigan W3C standartidir. Hit Test API bu standart ichidagi ixtiyoriy modul bo‘lib, maxsus AR uchun mo‘ljallangan. Uni ishlatish uchun siz WebXR sessiyasini ishga tushirayotganda uni aniq so‘rashingiz kerak.

Siz ishlaydigan asosiy obyekt bu XRHitTestSource. Siz bu manbani faol XRSessiondan so‘raysiz va uni olganingizdan so‘ng, render siklingizning har bir kadrida eng so‘nggi hit test natijalarini olish uchun uni so‘rashingiz mumkin.

Tayanch fazolarining turlari: Reallikdagi langaringiz

WebXRdagi barcha koordinatalar 'tayanch fazosi' ichida mavjud bo‘lib, u sizning 3D dunyongizning boshlang‘ich nuqtasini (0,0,0 nuqtasi) belgilaydi. Tayanch fazosini tanlash AR uchun juda muhimdir.

• viewer: Boshlang‘ich nuqta foydalanuvchining qurilmasi yoki boshiga bog‘langan. Foydalanuvchi harakatlanganda, dunyo u bilan birga harakatlanadi. Bu foydalanuvchi interfeysi elementlari uchun (masalan, heads-up displey) foydalidir, chunki ular doim foydalanuvchi oldida turishi kerak, lekin real dunyoda qotirilgan bo‘lishi kerak bo‘lgan obyektlarni joylashtirish uchun mos emas.
• local: Boshlang‘ich nuqta sessiya boshlanganda foydalanuvchining pozitsiyasida yoki unga yaqin joyda o‘rnatiladi. U foydalanuvchining boshlang‘ich nuqtasiga nisbatan harakatsiz, lekin o‘zini real dunyoga bog‘lashga harakat qilmaydi. Bu fazoda joylashtirilgan obyektlar foydalanuvchi atrofida yurganda joyida qoladi, lekin sensor xatoliklari to‘planishi natijasida vaqt o‘tishi bilan siljishi mumkin.
• unbounded: Foydalanuvchi o‘z boshlang‘ich nuqtasidan juda uzoqqa yurishi mumkin bo‘lgan dunyo miqyosidagi tajribalar uchun mo‘ljallangan. Tizim kuzatuv aniqligini saqlab qolish uchun boshlang‘ich nuqtaning pozitsiyasini sozlashda erkin. Bu ko‘pincha xona miqyosidagi AR uchun yaxshi tanlov.
• local-floor: `local`ga o‘xshash, lekin boshlang‘ich nuqta aynan pol sathida o‘rnatiladi, bu esa obyektlarni yerga joylashtirish uchun juda qulay qiladi.

Ko‘pgina AR obyektlarini joylashtirish stsenariylarida, virtual obyektlaringiz jismoniy muhitda barqaror qolishini ta’minlash uchun local, local-floor yoki unbounded kabi dunyoga bog‘langan fazolardan foydalanasiz.

Birinchi WebXR Hit Testingizni amalga oshirish: Amaliy qo‘llanma

Keling, nazariyadan amaliyotga o‘taylik. Quyidagi misollar sof WebXR API'dan foydalanadi. Haqiqiy loyihada siz renderlashni boshqarish uchun Three.js yoki Babylon.js kabi kutubxonadan foydalanishingiz mumkin, ammo WebXRga xos mantiq o‘zgarmaydi.

1-qadam: Sahna sozlamalari va sessiya so‘rovi

Avvalo, sizga AR tajribasini boshlash uchun HTML tugmasi va asosiy JavaScript sozlamalari kerak bo‘ladi. Eng muhim qismi - 'immersive-ar' rejimi bilan sessiya so‘rash va talab qilinadigan xususiyatlar qatoriga 'hit-test'ni qo‘shish.

            // HTML
<button id="ar-button">Start AR</button>

// JavaScript
const arButton = document.getElementById('ar-button');
let xrSession = null;
let xrReferenceSpace = null;

async function onARButtonClick() {
  if (navigator.xr) {
    try {
      // Check if the immersive-ar mode is supported
      const isSupported = await navigator.xr.isSessionSupported('immersive-ar');
      if (isSupported) {
        // Request a session with the required features
        xrSession = await navigator.xr.requestSession('immersive-ar', {
          requiredFeatures: ['hit-test']
        });

        // Set up the session, canvas, and WebGL context...
        // ... (boilerplate for setting up rendering)

        // Start the render loop
        xrSession.requestAnimationFrame(onXRFrame);
      } else {
        console.log("AR not supported on this device.");
      }
    } catch (e) {
      console.error("Failed to start AR session:", e);
    }
  }
}

arButton.addEventListener('click', onARButtonClick);

            

              
                Copy
              
            
          

2-qadam: Hit Test manbasini so‘rash

Sessiya boshlangandan so‘ng, siz tayanch fazosini o‘rnatishingiz va keyin hit test manbangizni so‘rashingiz kerak. Bu odatda sessiya yaratilgandan so‘ng darhol amalga oshiriladi.

            // Inside your session setup logic...
xrSession.addEventListener('end', onSessionEnded);

// Create a reference space. 'viewer' is needed for the hit-test request,
// but we'll get a 'local-floor' space for placing content.
xrReferenceSpace = await xrSession.requestReferenceSpace('local-floor');
const viewerSpace = await xrSession.requestReferenceSpace('viewer');

// Request the hit test source
const hitTestSource = await xrSession.requestHitTestSource({ space: viewerSpace });

// Now, we'll need to pass 'hitTestSource' to our render loop.

            

              
                Copy
              
            
          

Eslatma: Biz hit test manbasini viewer fazosidan foydalanib so‘raymiz. Bu nur qurilma nuqtai nazaridan kelib chiqishini anglatadi. Biroq, obyektlarni joylashtirish uchun local-floor tayanch fazosidan foydalanamiz, shuning uchun ularning koordinatalari dunyodagi barqaror nuqtaga nisbatan bo‘ladi.

3-qadam: Render siklida Hit Testni ishga tushirish

Sehrgarlik onXRFrame qayta chaqiruvida sodir bo‘ladi, u har bir render qilinadigan kadr uchun chaqiriladi. Bu yerda siz eng so‘nggi hit test natijalarini olasiz.

            let reticle = null; // This will be our 3D object for the visual indicator
let hitTestSource = null; // Assume this is passed from the setup step

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

  // Get the viewer's pose
  const pose = frame.getViewerPose(xrReferenceSpace);
  if (!pose) return;

  // If we have a hit test source, get the results
  if (hitTestSource) {
    const hitTestResults = frame.getHitTestResults(hitTestSource);

    if (hitTestResults.length > 0) {
      // We have a hit!
      const hit = hitTestResults[0];

      // Get the pose of the hit point
      const hitPose = hit.getPose(xrReferenceSpace);

      // We can now use hitPose.transform.position and hitPose.transform.orientation
      // to position our visual indicator (the reticle).
      if (reticle) {
        reticle.visible = true;
        reticle.matrix.fromArray(hitPose.transform.matrix);
      }
    } else {
      // No hit was found for this frame
      if (reticle) {
        reticle.visible = false;
      }
    }
  }

  // ... rest of your rendering logic for the scene
}

            

              
                Copy
              
            
          

4-qadam: To‘qnashuv nuqtasini nishon belgisi bilan vizualizatsiya qilish

Foydalanuvchilarga obyektni qayerga joylashtirish mumkinligini bilish uchun vizual fikr-mulohaza kerak. 'Nishon belgisi' (retikul) - halqa yoki yassi doira kabi kichik 3D obyekt - buning uchun juda mos keladi. Siz o‘zingizning 3D kutubxonangizda (masalan, Three.js) nishon belgisi uchun mesh yaratasiz. Avvalgi qadamdagi kod uning pozitsiyasi va ko‘rinuvchanligini qanday yangilashni ko‘rsatadi.

• hitTestResults.length > 0 bo‘lganda, siz nishon belgisini ko‘rinadigan qilasiz va uning transformatsiyasini (pozitsiyasi va aylanishini) hitPose yordamida yangilaysiz.
• Hech qanday to‘qnashuv bo‘lmaganda, siz nishon belgisini ko‘rinmas qilasiz.

Bu darhol va intuitiv fikr-mulohaza berib, foydalanuvchini obyekt joylashtirish uchun mos sirt topishga yo‘naltiradi.

Obyektlarni joylashtirish uchun ilg‘or texnikalar va eng yaxshi amaliyotlar

Asosiy hit testni ishga tushirish bu faqat boshlanishi. Professional va foydalanuvchiga qulay tajriba yaratish uchun ushbu ilg‘or texnikalarni ko‘rib chiqing.

Nishon belgisidan joylashtirishgacha: Foydalanuvchi kiritishini boshqarish

Yakuniy maqsad - doimiy obyektni joylashtirish. WebXR buning uchun oddiy kiritish mexanizmini taqdim etadi: 'select' hodisasi. Bu hodisa foydalanuvchi asosiy harakatni bajarganda ishga tushadi, bu odatda qo‘l qurilmalarida ekranga tegishdir.

            xrSession.addEventListener('select', onSelect);

function onSelect() {
  if (reticle && reticle.visible) {
    // User has tapped the screen while the reticle is visible on a surface
    // Create a new 3D object (e.g., a sunflower model)
    const objectToPlace = createSunflowerModel(); // Your 3D object creation function

    // Set its position and orientation to match the reticle
    objectToPlace.position.copy(reticle.position);
    objectToPlace.quaternion.copy(reticle.quaternion);

    // Add it to your scene
    scene.add(objectToPlace);
  }
}

            

              
                Copy
              
            
          

Bu naqsh asosiy hisoblanadi: vaqtinchalik 'arvoh' yoki 'nishon belgisi' obyektini doimiy ravishda joylashtirish uchun hit testdan foydalaning va keyin select hodisasidan foydalanib, o‘sha obyekt transformatsiyasining doimiy nusxasini yarating.

Joylashtirish tajribasini barqarorlashtirish

Xom sensor ma’lumotlari shovqinli bo‘lishi mumkin, bu esa hit test natijasining - va shuning uchun sizning nishon belgisingizning - qurilma harakatsiz turganda ham biroz titrashiga olib kelishi mumkin. Bu foydalanuvchi uchun bezovta qiluvchi bo‘lishi mumkin. Oddiy yechim - Chiziqli Interpolyatsiya (LERP) kabi usuldan foydalanib, nishon belgisi harakatiga silliqlashni qo‘llash.

            // In your onXRFrame loop, instead of setting the position directly:

const targetPosition = new THREE.Vector3();
targetPosition.setFromMatrixPosition(hitPose.transform.matrix);

// Smoothly move the reticle towards the target position
// The 0.1 value controls the smoothing speed (lower is smoother)
reticle.position.lerp(targetPosition, 0.1);

// You can do the same for orientation with slerp (Spherical Linear Interpolation)
const targetQuaternion = new THREE.Quaternion();
targetQuaternion.setFromRotationMatrix(hitPose.transform.matrix);
reticle.quaternion.slerp(targetQuaternion, 0.1);

            

              
                Copy
              
            
          

Hit Test manbasi imkoniyatlarini tushunish

requestHitTestSource metodi siz qidirayotgan narsani aniqlashtirish uchun imkoniyatlar obyektini olishi mumkin. entityTypes xususiyati ayniqsa foydalidir:

• entityTypes: ['plane']: Bu faqat poll, stollar va devorlar kabi aniqlangan tekis yuzalardagi to‘qnashuvlarni qaytaradi. Bu ko‘pincha mebel yoki virtual ekranlar kabi obyektlarni joylashtirish uchun eng maqbul variantdir.
• entityTypes: ['point']: Bu tizim kuzatayotgan atrof-muhitdagi vizual jihatdan ajralib turadigan xususiyat nuqtalaridagi to‘qnashuvlarni qaytaradi. Bu tekisliklarga qaraganda kamroq barqaror bo‘lishi mumkin, lekin murakkabroq, notekis joylarda joylashtirish imkonini beradi.
• entityTypes: ['mesh'] (eksperimental): Bu atrof-muhitning dinamik ravishda yaratilgan 3D mesh'iga qarshi to‘qnashuvlarni so‘raydi. Mavjud bo‘lganda, bu eng kuchli variant, chunki u shaklidan qat’i nazar, har qanday sirtga, kitoblar to‘plamidan tortib g‘ijimlangan adyolgacha joylashtirish imkonini beradi.

Joylashtirilgan obyektlar bilan o‘zaro ta’sir

Obyekt joylashtirilgandan so‘ng, u sizning virtual sahnangizda mavjud bo‘ladi. WebXR Hit Test API endi u bilan o‘zaro ta’sir qilish uchun kerak emas. Buning o‘rniga, siz standart 3D texnikalariga qaytasiz.

Foydalanuvchining virtual obyektga tegishini aniqlash uchun siz o‘zingizning 3D sahnangizda reykasting amalga oshirasiz. 'select' hodisasida siz quyidagilarni bajarasiz:

1. Kamera pozitsiyasidan boshlanadigan va u qarab turgan yo‘nalishda nur yarating.
2. Ushbu nur va sahnangizdagi obyektlar orasidagi kesishmalarni tekshirish uchun 3D kutubxonangizning reykasteridan (masalan, `THREE.Raycaster`) foydalaning.
3. Agar joylashtirilgan obyektlaringizdan biri bilan kesishma topilsa, siz biror harakatni, masalan, uning rangini o‘zgartirish, animatsiyani ijro etish yoki uni o‘chirishni ishga tushirishingiz mumkin.

Ushbu ikki tushunchani ajratish juda muhim: Hit Testing real dunyodagi yuzalarni topish uchun. Reykasting esa sizning virtual sahnangizdagi obyektlarni topish uchun.

Haqiqiy dunyodagi qo‘llanilishi va global foydalanish holatlari

WebXR hit testing shunchaki texnik qiziqish emas; u butun dunyo bo‘ylab sanoat tarmoqlarida kuchli ilovalarni yaratish imkonini bermoqda.

• Elektron tijorat va chakana savdo: Global brendlar har qanday mamlakatdagi mijozlarga mahsulotlarni sotib olishdan oldin o‘z uylarida vizualizatsiya qilish imkonini berishi mumkin. Shvetsiyadagi mebel kompaniyasi Yaponiyadagi mijozga yangi stolning oshxonasida qanday ko‘rinishini ko‘rsatishi mumkin.
• AEC (Arxitektura, Muhandislik, Qurilish): Braziliyadagi arxitektura firmasi Germaniyadagi mijoz bilan WebAR havolasini ulashishi mumkin, bu esa ularga haqiqiy qurilish maydonchasida taklif etilayotgan binoning 1:1 miqyosdagi virtual modelini aylanib yurish imkonini beradi.
• Ta’lim va o‘qitish: Hindistondagi tibbiyot maktabi talabalarga o‘z stollarida virtual inson yuragini joylashtirish va kesib ko‘rish uchun veb-asosidagi AR vositasini taqdim etishi mumkin, bu esa murakkab o‘rganishni qimmat uskunalarsiz ochiq qiladi.
• Marketing va san’at: Rassomlar va brendlar joylashuvga asoslangan AR tajribalarini yaratishi mumkin, bu foydalanuvchilarga jamoat parklariga raqamli haykallarni joylashtirish yoki o‘zlarining avtomobil yo‘laklarida yangi avtomobil modelini ko‘rish imkonini beradi, bu esa mos keluvchi smartfonga ega bo‘lgan har bir kishi uchun ochiqdir.

Qiyinchiliklar va WebXR Hit Testing kelajagi

Texnologiya kuchli bo‘lsa-da, u hali ham rivojlanmoqda. Dasturchilar hozirgi qiyinchiliklar va kelajakdagi tendensiyalardan xabardor bo‘lishlari kerak.

Qurilma va brauzer mosligi

WebXR qo‘llab-quvvatlashi o‘sib bormoqda, lekin hali universal emas. U asosan Google Chrome orqali zamonaviy Android qurilmalarida mavjud. iOSda qo‘llab-quvvatlash cheklanganroq va ko‘pincha maxsus eksperimental brauzerlarni talab qiladi. Har doim muammosiz ishlashni ta'minlashni hisobga olgan holda loyihalashtiring — AR-ga qodir bo‘lmagan qurilmalardagi foydalanuvchilar uchun zaxira 3D ko‘rish tajribasini taqdim eting.

Atrof-muhitni tushunish cheklovlari

Hit testing sifati jismoniy muhitga juda bog‘liq. U ma’lum sharoitlarda qiyinchiliklarga duch kelishi mumkin:

• Yomon yoritish: Xira yoritilgan xonalarni kamera uchun qayta ishlash qiyin.
• Xususiyatsiz yuzalar: Katta, oddiy oq devor yoki yaltiroq qora polda kuzatuv uchun zarur bo‘lgan vizual xususiyatlar yetishmaydi.
• Aks ettiruvchi yoki shaffof yuzalar: Ko‘zgular va oynalar tizim sensorlarini chalg‘itishi mumkin.

AI va kompyuter ko‘rishidagi kelajakdagi rivojlanishlar yanada mustahkam semantik tushunishga olib keladi, bunda qurilma shunchaki 'tekislik'ni emas, balki 'pol', 'devor' yoki 'stol'ni taniydi, bu esa yanada aqlli o‘zaro ta’sirlarni amalga oshirish imkonini beradi.

Depth va Mesh API'larining yuksalishi

Hit testing kelajagi yanada ilg‘or atrof-muhit ma’lumotlarida yotadi. Rivojlanayotgan WebXR API'lari buni inqilob qilishga tayyor:

• WebXR Depth Sensing API: Kameradan har bir piksel uchun chuqurlik ma’lumotlarini taqdim etadi, bu esa ancha batafsilroq real dunyo geometriyasini aniqlash imkonini beradi. Bu virtual obyektlarning real dunyo obyektlari tomonidan to‘g‘ri to‘silishiga (masalan, virtual personajning haqiqiy divan orqasidan yurishi) imkon beradi.
• Real-World Geometry (Mesh API): Ushbu API atrof-muhitning dinamik, real vaqtdagi 3D mesh'ini taqdim etadi. Ushbu mesh'ga qarshi hit testing har qanday murakkablikdagi sirtga, kitoblar to‘plamidan tortib g‘ijimlangan adyolgacha, mukammal joylashtirish imkonini beradi.

Xulosa: Dunyolar o‘rtasida ko‘prik qurish

WebXR Hit Testing shunchaki API emas; bu bizning raqamli ijodlarimizni jismoniy reallikda asoslashga imkon beradigan fundamental mexanizmdir. Manbani qanday so‘rash, natijalarni render siklida qayta ishlash va foydalanuvchi kiritishini boshqarishni tushunib, siz veb-brauzer orqali katta global auditoriya uchun ochiq bo‘lgan intuitiv va kuchli AR tajribalarini yaratishingiz mumkin.

Oddiy obyektlarni joylashtirishdan tortib murakkab, interaktiv ilovalargacha, hit testingni o‘zlashtirish immersiv vebga kirayotgan har qanday dasturchi uchun muhokama qilinmaydigan mahoratdir. Texnologiya yaxshiroq atrof-muhitni sezish va kengroq qurilma qo‘llab-quvvatlashi bilan rivojlanishda davom etar ekan, jismoniy va raqamli dunyolar o‘rtasidagi chiziq faqat xiralashishda davom etadi va WebXR ushbu transformatsiyaning oldingi saflarida bo‘ladi.