Tutorial: Criar um piano no WebXR com Babylon.js

Artigo
07/12/2023

Construir um piano no mundo real requer muito no caminho do tempo, habilidades e materiais. E quanto à construção de um para o mundo vr/AR?

Nesta série de tutoriais, irá aprender a utilizar Babylon.js para criar uma aplicação Web Mixed Reality que contém um piano de stand-up de 88 teclas funcional no mundo virtual. Na aplicação concluída, poderá teletransportar para o piano e tocar as teclas com os seus comandos de realidade mista.

Nesta série de tutoriais, irá aprender a:

Criar, posicionar e unir malhas para criar um teclado para piano
Importar um modelo de Babylon.js de uma moldura de piano de stand-up
Adicionar interações de ponteiro a cada tecla de piano
Ativar o suporte de teletransporte e multipointer no WebXR

Pré-requisitos

Um computador ligado à Internet
Conhecimentos Básicos do Javascript
Tutorial de Hello World Javascript WebXR
Browser suportado por WebXR, por exemplo , Microsoft Edge
Babylon.js 4.2 ou superior
Qualquer auricular VR ou simulador de Windows Mixed Reality
Opcional: Windows 10 Atualização para Criativos se pretender utilizar um Simulador de Windows Mixed Reality

Introdução

Vamos começar por configurar a página Web HTML que irá conter a cena Babylon.js.

Crie uma pasta com o nome babylonjs-piano-tutorial e abra a pasta no Visual Studio Code.

Nota

Embora possa utilizar qualquer editor de código para acompanhar, iremos utilizar o Visual Studio Code ao longo deste tutorial para sua comodidade.

Na pasta, crie um ficheiro com o nome index.html e insira o modelo abaixo no ficheiro:

<html>
    <head>
        <title>Piano in BabylonJS</title>
        <script src="https://cdn.babylonjs.com/babylon.js"></script>
        <style>
            body,#renderCanvas { width: 100%; height: 100%;}
        </style>
    </head>
    <body>
        <canvas id="renderCanvas"></canvas>
        <script type="text/javascript">
            const canvas = document.getElementById("renderCanvas"); 
            const engine = new BABYLON.Engine(canvas, true); 

            createScene(engine).then(sceneToRender => {
                engine.runRenderLoop(() => sceneToRender.render());
            });

            // Watch for browser/canvas resize events
            window.addEventListener("resize", function () {
                engine.resize();
            });
        </script>
    </body>
</html>

Se precisar de mais explicações sobre o conteúdo deste modelo, veja o Tutorial Hello World, que é um pré-requisito deste tutorial.

Se tentar abrir este ficheiro num browser, a consola mostra um erro que indica que a createScene() função não foi encontrada. Vamos resolver este erro ao implementar a função createScene() na secção seguinte.

Configurar o cenário

Na mesma pasta queindex.html, crie outro ficheiro com o nome scene.js. Vamos armazenar todo o código javascript relacionado com a configuração da cena e a criação do piano neste ficheiro.
Vamos adicionar a função ao createScene()scene.js:
```
const createScene = async function(engine) {
    const scene = new BABYLON.Scene(engine);
    return scene;
}
```
Tenha em atenção que estamos a criar createScene() uma função assíncrona. Fique atento para saber porquê.
Em seguida, vamos precisar de uma luz e de uma câmara para tornar a cena visível para nós. Atualizar a createScene() função:
```
const createScene = async function(engine) {
    const scene = new BABYLON.Scene(engine);

    const alpha =  3*Math.PI/2;
    const beta = Math.PI/50;
    const radius = 220;
    const target = new BABYLON.Vector3(0, 0, 0);

    const camera = new BABYLON.ArcRotateCamera("Camera", alpha, beta, radius, target, scene);
    camera.attachControl(canvas, true);

    const light = new BABYLON.HemisphericLight("light", new BABYLON.Vector3(0, 1, 0), scene);
    light.intensity = 0.6;

    return scene;
}
```
Aqui, criámos um ArcRotateCamera, que aponta quase completamente para baixo e visa o ponto de origem do espaço. A luz que criámos é uma HemisféricaLight que aponta para o céu e é útil para simular um espaço ambiente. Também esbatemos um pouco a luz baixando a sua intensidade.

Se precisar de um atualizador sobre como criar uma câmara e uma luz, reveja a secção Preparar Cena do Hello World Tutorial Series antes de avançar para o passo seguinte.
Por fim, uma vez que estamos a desenvolver para uma plataforma WebXR, teremos de ativar a experiência XR no cenário ao inserir a seguinte linha antes return scene;de :
```
const xrHelper = await scene.createDefaultXRExperienceAsync();
```
No javascript, para utilizar a await palavra-chave numa async função numa função, a função principal também teria de ser async, razão pela qual definimos createScene a função como assíncrona anteriormente. Mais adiante nesta série de tutoriais, vamos utilizá-la xrHelper para ativar e configurar diferentes funcionalidades WebXR suportadas pelo Babylon.js.

O scene.js concluído deverá ter o seguinte aspeto:

const createScene = async function(engine) {
    const scene = new BABYLON.Scene(engine);

    const alpha =  3*Math.PI/2;
    const beta = Math.PI/50;
    const radius = 220;
    const target = new BABYLON.Vector3(0, 0, 0);

    const camera = new BABYLON.ArcRotateCamera("Camera", alpha, beta, radius, target, scene);
    camera.attachControl(canvas, true);

    const light = new BABYLON.HemisphericLight("light", new BABYLON.Vector3(0, 1, 0), scene);
    light.intensity = 0.6;

    const xrHelper = await scene.createDefaultXRExperienceAsync();

    return scene;
}

Agora que temos uma função funcional createScene() , vamos ter index.html carregar o ficheiro descene.js como um script para que a createScene() função seja reconhecida no index.html. Adicione esta linha de código na <header> secção do ficheiro html:

<html>
    <head>
        <title>Piano in BabylonJS</title>
        <script src="https://cdn.babylonjs.com/babylon.js"></script>
        <script src="scene.js"></script>
        <style>
            body,#renderCanvas { width: 100%; height: 100%;}
        </style>
    </head>
    <body>
        <canvas id="renderCanvas"></canvas>
        <script type="text/javascript">
            const canvas = document.getElementById("renderCanvas");
            const engine = new BABYLON.Engine(canvas, true); 

            createScene(engine).then(sceneToRender => {
                engine.runRenderLoop(() => sceneToRender.render());
            });

            // Watch for browser/canvas resize events
            window.addEventListener("resize", function () {
                engine.resize();
            });
        </script>
    </body>
</html>

Abra index.html no browser e verá que a mensagem de erro que vimos anteriormente já não está presente e temos um cenário de Babylon.js vazio na página.

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