教程：使用 Babylon.js 在 WebXR 中构建钢琴

项目
03/06/2024

在真实世界中建造一架钢琴需要很多时间、技能和材料。我们来在 VR/AR 世界中构建一架钢琴怎么样？

在本教程系列中，你将了解如何使用 Babylon.js 创建混合现实 Web 应用，该应用包含在虚拟世界中正常使用的 88 键立式钢琴。在完成的应用中，你将能够传送到钢琴并使用混合现实控制器弹奏琴键。

在本教程系列中，你将了解如何执行以下操作：

创建、定位和合并网格以构建钢琴键盘
导入立式钢琴框架的 Babylon.js 模型
为每个钢琴键添加指针交互
在 WebXR 中启用传送和多指针支持

先决条件

一台连接到 Internet 的计算机
具备 Javascript 基础知识
WebXR Javascript Hello World 教程
支持 WebXR 的浏览器，例如 Microsoft Edge
Babylon.js 4.2 或更高版本
任何 VR 头戴显示设备或 Windows Mixed Reality 模拟器
可选：Windows 10 Creator Update（如果您想要使用 Windows Mixed Reality 模拟器）

使用入门

我们首先开始设置包含 Babylon.js 场景的 HTML 网页。

创建一个名为 babylonjs-piano-tutorial 的文件夹并在 Visual Studio Code 中打开该文件夹。

注意

虽然可以使用任何代码编辑器来完成此操作，但为了方便起见，我们将在本教程中使用 Visual Studio Code。

在该文件夹中，创建一个名为 index.html 的文件并将以下模板插入到该文件中：

<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>

如果需要有关此模板内容的更多说明，请参阅 Hello World 教程，这是本教程的先决条件。

如果尝试在浏览器中打开此文件，控制台会显示一条错误消息，该消息表示找不到 createScene() 函数。我们通过在下一部分中实现函数 createScene() 来解决此错误。

设置场景

在与 index.html 相同的文件夹中，创建另一个名为 scene.js 的文件。我们将在此文件中存储与设置场景和创建钢琴相关的所有 JavaScript 代码。
我们将 createScene() 函数添加到 scene.js 中：
```
const createScene = async function(engine) {
    const scene = new BABYLON.Scene(engine);
    return scene;
}
```
请注意，我们将 createScene() 设为异步函数。请继续关注以了解原因。

接下来，我们需要灯光和相机，以便我们能够看到场景。更新 createScene() 函数：

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;
}

在这里，我们创建了一个 ArcRotateCamera，它几乎完全指向下方并以空间的原点为目标。我们创建的灯光是指向天空的 HemisphericLight，可用于模拟环境空间。我们还通过降低亮度来稍微调暗灯光。

如果需要复习如何创建相机和灯光，请在继续下一步之前重新访问 Hello World 教程系列的准备场景部分。

最后，由于我们正在为 WebXR 平台进行开发，因此我们需要在场景中启用 XR 体验，方法是在 return scene; 前插入以下行：
```
const xrHelper = await scene.createDefaultXRExperienceAsync();
```
在 JavaScript 中，若要在函数内的 async 函数上使用 await 关键字，父函数也必须是 async，这就是我们之前将 createScene 函数定义为异步的原因。稍后在本教程系列中，我们将使用此 xrHelper 来启用和配置 Babylon.js 支持的不同 WebXR 功能。

完成后的 scene.js 应如下所示：

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;
}

现在我们有一个可用的 createScene() 函数，接下来让 index.html 将 scene.js 文件作为脚本加载，以便在 index.html 中识别 createScene() 函数。在 html 文件的 <header> 部分添加以下代码行：

<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>

在浏览器中打开 index.html 后，你会发现之前看到的错误信息不复存在，页面中会出现一个空的 Babylon.js 场景。

后续步骤

下一个教程：构建 3D 钢琴模型

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