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转载新闻 为什么JavaScript也将征服VR世界

2016-04-11 16:34 by 副主编 mengyidan1988 评论(1) 有6398人浏览
javascript VR
这篇文章分成四部分：
  • 基础知识：3D 世界与四元数
  • 一个 Hello, World
  • 应用篇——高级示例

因为我只玩过公司的 Oculus DK2，所以这里是以 DK2 为内容而展开的。

实际上，要用 JavaScript 来用 VR 程序是很简单的一件事：
  • 使用 Node.js 来读取 Oculus 上的传感器的数据，将这些数据用 WebSocket 协议来提供一个服务。
  • 寻找一个 3D 游戏引擎，如 Three.js 来创建一个 3D 世界。
  • 读取传感器的值将其表示在 3D 世界中。

这点也可以用在混合应用上，你只需要有一个 CardBoard 即可。使用 Cordova 读取手机传感器的数据，再通过这些数据来改变 WebView 的状态——除了发热会比较严重，应该没有别的影响。

基础知识：3D 世界与四元数

在我们所熟知的 3D 游戏里，点的位置由三个坐标决定的（x，y，z），如下图所示：



这三个坐标只能表示我们在这个世界的位置，而不能上下的看这个世界。



Oculus DK2用的是MPU(Motion Processing Unit)芯片是MPU6500，是第二个整合性6轴运动处理组件（第一个是MPU6050）。它可以数字输出6轴或9轴的旋转矩阵、四元数(quaternion)、欧拉角格式(Euler Angle forma)的融合演算数据。
这时候，我们就需要欧拉角以及四元数来表示物体在虚拟世界的状态。（PS：原谅我只能简单地提一下）
引用
欧拉角是一组用于描述刚体姿态的角度，欧拉提出，刚体在三维欧氏空间中的任意朝向可以由绕三个轴的转动复合生成。通常情况下，三个轴是相互正交的。

其对应的三个角度又分别成为roll（横滚角），pitch（俯仰角）和yaw（偏航角）。



而四元数则是：
引用
四元数可以用于表示三维空间里的旋转。它常用的另外两种表示方式（三维正交矩阵和欧拉角）是等价的。人们用四元数来表示旋转要解决两个问题，一是如何用四元数表示三维空间里的点，二是如何用四元数表示三维空间的旋转。

之前玩过的6050出来大概就是这样子的，如果你玩四轴飞行器的话，你也应该这样玩过：



Copy/Paste完上面的内容后，你可能没有啥概念，还是举个hello，world的例子。

2.例子
一个hello,world
让我们在回到一开始说的那三步，我们将需要做三件事：
  • 寻找一个Node的Oculus拓展——不过，这件事现在可以交给WebVR。
  • 寻找一个Web的3D库，及其对应的Oculus展示插件。
  • 读取传感器数据，显示到虚拟世界中。

如下图所示：



于是找至了对应的Node库有：Node-HMD，它可以读取传感器的数据。
还有Three.js和 Oculus Effect插件，可以显示出下面的视图：



这样，我们DK2 Control读取传感器的数据，就可以到这个虚拟世界玩了~~。
更详细的介绍可以见：[url=" https://github.com/phodal/oculus-nodejs-threejs-example"] https://github.com/phodal/oculus-nodejs-threejs-example[/url]

3.高级应用
火星漫游者

上面的应用示例还是太简单了，让我们来看一个高级应用——这是我们在两个月前做的另外一个Hackday Idea，这是另外一个“火星漫游者”：
想象一下你想去看看火星，但是你又没有钱去。而你可以租用这样的一个机器人，然后你就可以在火星漫游了。
因此，首先我们需要一个实时视频通讯，这里我们就用到了WebRTC：



通过WebRTC我们就可以在计算机浏览器上实现实时通讯，再通过Three.js就可以将这个视频转为一个近似3D的视角。而捕获这个视频即可以通过手机上的浏览器，也可以在手机上编写相应的Web应用。
这里有一个在线的Demo：http://laht.info/WebGL/DK2Demo.html
架构大致如下图所示：



这样我们就解决了实时视频这个问题，然后我们还需要去控制硬件：
  • 用WebSocket协议来提供Oculus的上、下、左、右运动的数据
  • 在手机上读取这个传感器数据，并将这个数据通过BLE传送到小车上。
  • 小车以通过指令来做相应的运动。
  • 关于这部分内容的可以看我之前的那篇文章《我是如何Hack一个机器人的？》，链接: https://www.phodal.com/blog/how-to-hack-a-robot/

4.总结——All in JavaScript

标题自然只是用来吸引读者来看的~~。与C坑坑（C++）相比，JavaScript更适合搭建原型——快速、直接、有效，毕竟C++编译需要时间的。运行起来的效果也如预期的一样，电脑风扇各种转，不知道是不是Mac专有的。不过，我想这个性能问题是一直都有的。

作者：phodal，出处：微信公众平台 phodal。
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来自: phodal
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1 楼 wentong0118 2016-04-13 10:57
 

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