[译]WebVR技术方案草案
注:基于官方的.bs规范专用格式进行了翻译,但结果发现无法编译成html格式,所幸基本兼容.markdown格式。
中文翻译项目地址:https://github.com/web3d/webvr-spec/blob/master/webvr-zh_CN.bs 欢迎加入。
WebVR
Status: ED
ED: https://github.com/MozVR/webvr-spec/blob/master/webvr.html
Shortname: webvr
Level: 1
Editor: Vladimir Vukicevic, Mozilla http://mozilla.com/, vladimir@mozilla.com
Editor: Brandon Jones, Google http://google.com/, bajones@google.com
Abstract: This specification describes support for accessing virtual reality devices, including sensors and head-mounted displays on the Web.
Mailing List: web-vr-discuss@mozilla.org
Mailing List Archives: https://mail.mozilla.org/pipermail/web-vr-discuss/
简介 # {#intro}
硬件使得那些需要高精度、低延时界面效果的虚拟现实应用能提供令人满意的体验。其他接口如设备定位事件传感器虽然可以被应用到VR场景的输入,但削弱了这种接口的原始用途,且经常满足不了对高质量VR效果的精度需求。
WebVR的API给VR硬件定义了专门定制的接口,让开发者构建出沉浸感强、舒适度高的VR体验。
支持的设备类型 # {#devtypes}
目前定义了两种VR设备体(Variant),每种设备体仅描述一款硬件其中某一种特定功能,而不是该硬件所有功能。例如,Oculus Rift这样典型的头盔式显示器将被对外定义成两个VR设备:
HMDVRDevice:描述了该设备的光学属性,包括:视角、瞳距;
PositionSensorVRDevice:描述了该HMD设备在空间上的方位;
PositionSensorVRDevice可以不提供HMDVRDevice相关的功能,比如仅仅是一个六自由度控制器可以跟踪方位即可。
更多的VRDevice类型会随着消费者不断接触到的新硬件类型或新功能逐渐增加,比如眼动跟踪仪就很可能是将来的一种接口设备。
安全性 # {#security}
关于安全问题的信息会放到这段。
DOM 接口 # {#dom}
要支持在运行时访问上述功能,需向HTML DOM中添加相应接口或功能的代码,该小节对其做了描述。
VREye
enum VREye { "left", "right" };
VRFieldOfView
{{VRFieldOfView}} 接口代表人眼的视角,给出了 从中心点描述场景视图的四个角度。
interface VRFieldOfViewReadOnly {
readonly attribute double upDegrees;
readonly attribute double rightDegrees;
readonly attribute double downDegrees;
readonly attribute double leftDegrees;
}; dictionary VRFieldOfViewInit {
double upDegrees = 0.0;
double rightDegrees = 0.0;
double downDegrees = 0.0;
double leftDegrees = 0.0;
}; [Constructor(optional VRFieldOfViewInit fov),
Constructor(double upDegrees, double rightDegrees, double downDegrees, double leftDegrees)]
interface VRFieldOfView : VRFieldOfViewReadOnly {
inherit attribute double upDegrees;
inherit attribute double rightDegrees;
inherit attribute double downDegrees;
inherit attribute double leftDegrees;
};
function fieldOfViewToProjectionMatrix(fov, zNear, zFar) {
var upTan = Math.tan(fov.upDegrees * Math.PI / 180.0);
var downTan = Math.tan(fov.downDegrees * Math.PI / 180.0);
var leftTan = Math.tan(fov.leftDegrees * Math.PI / 180.0);
var rightTan = Math.tan(fov.rightDegrees * Math.PI / 180.0);
var xScale = 2.0 / (leftTan + rightTan);
var yScale = 2.0 / (upTan + downTan); var out = new Float32Array(16);
out[0] = xScale;
out[1] = 0.0;
out[2] = 0.0;
out[3] = 0.0;
out[4] = 0.0;
out[5] = yScale;
out[6] = 0.0;
out[7] = 0.0;
out[8] = -((leftTan - rightTan) * xScale * 0.5);
out[9] = ((upTan - downTan) * yScale * 0.5);
out[10] = -(zNear + zFar) / (zFar - zNear);
out[11] = -1.0;
out[12] = 0.0;
out[13] = 0.0;
out[14] = -(2.0 * zFar * zNear) / (zFar - zNear);
out[15] = 0.0; return out;
}
VRPositionState
{{VRPositionState}} 接口代表传感器在给定时间戳的状况。
interface VRPositionState {
readonly attribute double timeStamp; readonly attribute boolean hasPosition;
readonly attribute DOMPoint? position;
readonly attribute DOMPoint? linearVelocity;
readonly attribute DOMPoint? linearAcceleration; readonly attribute boolean hasOrientation;
// XXX should be DOMQuaternion as soon as we add that
readonly attribute DOMPoint? orientation;
readonly attribute DOMPoint? angularVelocity;
readonly attribute DOMPoint? angularAcceleration;
};
属性 ### {#vrpositionstateattributes}
timeStamp
值的单向增加让开发者可以判断设备的位置状态数据是否更新。既然值是单向增加的,就可以对他们进行比较来判断更新的顺序,因为新的值肯定大于等于旧的值。
hasPosition
为True代表{{position}}可用;为False属性则{{position}}必须为null。
position
代表在指定{{timeStamp}}下传感器的位置,是一个三维坐标。位置是相对原点的距离。原点是怎么来的呢?就是初次读取的传感器位置或者通过调用resetSensor重置传感器时的传感器位置。坐标轴系统定义:
- X轴正向在向用户右边
- Y轴正向是向上
- Z正向是向用户身后
All positions are given relative to the identity orientation. The w component
MUST be 0. 如果传感器无法提供位置数据,就为null。
linearVelocity
在{{timeStamp}}时的线速度。w组件必须为0。如果传感器无法提供位置数据,就为null。
linearAcceleration
在{{timeStamp}}时的线性加速度。w组件必须为0。如果传感器无法提供位置数据,就为null。
hasOrientation
如果{{orientation}}属性可用,则值为true;如果{{orientation}}为null,则值为false。
orientation
在给定的{{timeStamp}}传感器的方位,为四元数。方位偏向(沿Y轴的转角)是相对于传感器的初始偏向的,即初次读取或执行resetSensor时的值。
方位值{x: 0, y: 0, z: 0, w: 1}一般代表“向前”。
如果传感器不能提供方位数据,则返回null。
angularVelocity
给定{{timeStamp}}时传感器的角速度。w组件值必须为0。如果传感器不能提供角速度,则返回null。
angularAcceleration
给定{{timeStamp}}时传感器的角加速度。w组件值必须为0。如果传感器不能提供加角速度,则返回null。
VREyeParameters
{{VREyeParameters}} 接口代表向每只眼正确渲染场景所必须的信息。
interface VREyeParameters {
/* These values are expected to be static per-device/per-user. */
readonly attribute VRFieldOfView minimumFieldOfView;
readonly attribute VRFieldOfView maximumFieldOfView;
readonly attribute VRFieldOfView recommendedFieldOfView;
readonly attribute DOMPoint eyeTranslation; /* These values will vary after a FOV has been set. */
readonly attribute VRFieldOfView currentFieldOfView;
readonly attribute DOMRect renderRect;
};
属性 ### {#vreyeparametersattributes}
minimumFieldOfView
描述眼睛支持的最低视角。
maximumFieldOfView
描述眼睛支持的最大视角。
recommendedFieldOfView
描述眼睛推荐的视角。推荐设置成基于用户校准的值。
eyeTranslation
用户头部正中心到眼睛之间的距离,以米为单位。这个值应该就是代表该用户的瞳距(IPD),但也可以代表头盔中心点到眼球中心点的距离。左眼的值必须是负值,右眼的值必须是正值。
currentFieldOfView
当前眼睛的视角,就是setFieldOfView设置的值。默认为 {{recommendedFieldOfView}} 。
renderRect
描述在画布上渲染给眼睛的可视化内容的视口(viewport)。 左眼和右眼的{{renderRect}}必须不能有交叉, {{renderRect}}中右眼必须是左眼右边的内容。
{{renderRect}}两只眼球合起来应该是描述了HMD在采用{{currentFieldOfView}}时的最佳渲染精度,这样才能用户中心的视角维持在1:1的像素比例。
画布的光学分辨率经常会比HMD的物理分辨率大,来确保用户看到的最终图像效果是以1:1的比例显示在用户视角中心。
光学画布分辨率可以通过以下方式来计算:
var leftEyeParams = hmd.getEyeParameters("left");
var rightEyeParams = hmd.getEyeParameters("right");
var leftEyeRect = leftEyeParams.renderRect;
var rightEyeRect = rightEyeParams.renderRect; canvas.width = rightEyeRect.x + rightEyeRect.width;
canvas.height = Math.max(leftEyeRect.y + leftEyeRect.height,
rightEyeRect.y + rightEyeRect.height);
VRDevice
{{VRDevice}}接口构成了支持该API的所有VR设备的基础。它包含了如设备ID和描述等一般信息。
interface VRDevice {
readonly attribute DOMString hardwareUnitId;
readonly attribute DOMString deviceId;
readonly attribute DOMString deviceName;
};
属性 ### {#vrdeviceattributes}
hardwareUnitId
各硬件单元的区分标识符,同一款物理硬件中的所有{{VRDevice}}拥有同一个{{hardwareUnitId}}值。
deviceId
区别于物理硬件设备的传感器设备的标识。这个值不会随着浏览器重启而发生变化,可用于关联保存配置数据。
deviceName
用户可读取的标识该设备的名称。
HMDVRDevice
{{HMDVRDevice}}接口代表头盔显示器 {{VRDevice}}。它包含了该HMD的配置和其它信息。
interface HMDVRDevice : VRDevice {
VREyeParameters getEyeParameters(VREye whichEye);
void setFieldOfView(optional VRFieldOfViewInit leftFOV,
optional VRFieldOfViewInit rightFOV,
optional double zNear = 0.01,
optional double zFar = 10000.0);
};
方法 ### {#hmdvrdevicemethods}
getEyeParameters(VREye whichEye)
返回给定眼睛当前的{{VREyeParameters}}.
setFieldOfView(optional VRFieldOfViewInit leftFOV, optional VRFieldOfViewInit rightFOV, optional double zNear = 0.01, optional double zFar = 10000.0)
设置两只眼睛的视角。如果都为null,或者都为0,就会启用{{recommendedFieldOfView}}所设置的值。
如果视角的值超出同一只眼{{minimumFieldOfView}} 或 {{maximumFieldOfView}}的范围,就会自动剪裁到有效范围内。
PositionSensorVRDevice
{{PositionSensorVRDevice}}接口代表传感器{{VRDevice}}能实时报告方位数据(位置、方向可选)。
interface PositionSensorVRDevice : VRDevice {
VRPositionState getState();
VRPositionState getImmediateState();
void resetSensor();
};
方法 ### {#positionsensorvrdevicemethods}
getState()
返回 {{VRPositionState}}的数据词典,包含当前帧(如果在requestAnimationFrame环境中)或前一帧的传感器位置状态。这个状态可以基于帧执行排期的实现机制进行预测。
VRPositionState会包含位置、方向、角度及这些值的加速度值。
可以用{{hasPosition}}和{{hasOrientation}}两个方法来检测相关成员属性是否可用;如果不可用,这些成员属性值必须为null。
getImmediateState()
返回传感器当前瞬时状态。
resetSensor()
重置传感器,把它当前的位置和方向朝向作为设备的原点值。
导航器接口扩展
partial interface Navigator {
Promise<sequence<VRDevice>> getVRDevices();
};
方法 ### {#navigatormethods}
getVRDevices()
返回Promise,包含确定可用的{{VRDevice}}列表。应用程序应该遍历该列表,并根据{{hardwareUnitId}}访问设备所有能力。
var gHMD, gPositionSensor;navigator.getVRDevices().then(function(devices) {
for (var i = 0; i
致谢 # {#ack}
中文翻译:web3d@live.com
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