04. ハロー・フロア

最初のハプティック効果は、仮想の水平な床です。カーソルが床を押すと、床が反発力を生じて押し返します。その力は stiffness × penetration_depthを基準とする単純なペナルティスプリングであり、 set_cursor_forceを通じて、Z軸に沿って適用されます。

学習内容：

• set_cursor_forceを使用してペナルティスプリングの力を適用する
• cursor_positionを読んで、リアルタイムで力を計算する
• (Python) 原点をワークスペースの中央に配置する ワークスペースのプリセット(arm_front_centered) の設定
• (Python) keyboard パッケージを使用して、インタラクティブなキーボードで床の高さと剛性を調整する

ワークフロー

1. ws://localhost:10001WebSocket接続を開き、最初のステータスフレームを待ちます。
2. 最初のフレームで セッションプロファイルを登録します。Pythonのバリエーションでは、原点がワークスペースの中央に来るように、さらに configure.preset: arm_front_centeredを送信し、C++ バージョンでは、デバイスで既に有効になっている設定をそのまま使用します。
3. すべてのフレームで cursor_position.zを読み、 force_z = max(0, (floor_pos - z) * stiffness)を計算した後、これを set_cursor_force コマンドにより再送信します。
4. 以降のティックでは、力に関するコマンドのみを送信します。セッションプロファイルは1回限りのハンドシェイクです。
5. (Python) 各ティックごとにキーボードの方向キーをポーリングして floor_pos / stiffnessをリアルタイムで更新します。

パラメータ

名前	デフォルト値	用途
floor_pos	0.10 m	仮想床面のZ座標
stiffness	1000 単位なし	ばね定数（1 mmの押し込み → 1 N）
PRINT_EVERY_MS	100～200	テレメトリ出力間隔の制限
セッションプロファイル名	co.haply.inverse.tutorials:hello-floor	Haply Hubでこのシミュレーションを特定する

対話型（Python専用）

Pythonの変数は keyboard パッケージを使用します（Linuxでは特権が必要です）：

• ↑ / ↓ — 床面の高さを上げる／下げる
• ← / → — 強度の低下／上昇
• R — デフォルト設定に戻す

力の拡大

サービスティックでは、力が加算されます。つまり、デバイスに送信される前に、複数のソースからの力が合計されます。このチュートリアルのように記述されたコードは、他の力生成要素と互いに干渉することなく、連携して動作することができます。

読み取り状態フィールド

data.inverse3[i].stateから読み取る値：

• cursor_position.z — vec3, 浸透深さを計算するために使用される
• current_cursor_force — テレメトリ用として報告された

送信 / 受信

各マティックごとにカーソルのZ値を読み取り、 force_z = max(0, (floor_pos - z) * stiffness)を計算した後、 set_cursor_forceを送信します。最初の送信メッセージには（すべてのバリエーションにおいて）セッションプロファイルが含まれており、Pythonの場合は configure.preset: arm_front_centeredも含まれます。

Python

単一の非同期ループです。最初のフレームのハンドシェイクでは、プロファイルと configure.preset 設定が含まれており floor_pos = 0.1このワークスペースの中心座標に合わせられます。

async with websockets.connect(URI) as websocket:
    while True:
        msg  = await websocket.recv()
        data = json.loads(msg)

        if first_message:
            first_message = False
            device_id = data["inverse3"][0]["device_id"]
            # Handshake: profile + preset (one-shot)
            request_msg = {
                "session": {"configure": {"profile": {"name": "co.haply.inverse.tutorials:hello-floor"}}},
                "inverse3": [{
                    "device_id": device_id,
                    "configure": {"preset": {"preset": "arm_front_centered"}}
                }]
            }
        else:
            # Per tick: compute force along Z, send set_cursor_force
            z = data["inverse3"][0]["state"]["cursor_position"]["z"]
            force_z = 0.0 if z > floor_pos else (floor_pos - z) * stiffness
            request_msg = {
                "inverse3": [{
                    "device_id": device_id,
                    "commands": {"set_cursor_force":
                        {"vector": {"x": 0.0, "y": 0.0, "z": force_z}}}
                }]
            }

        await websocket.send(json.dumps(request_msg))

C++ (nlohmann)

libhv コールバックモデル — onmessage は WebSocket I/O スレッドで実行され、メインスレッドは ENTER 入力を待機してブロックされます。C++ 版では、最小限のハンドシェイク（セッションプロファイルのみ、プリセットなし）が提供されます。

ws.onmessage = [&](const std::string &msg) {
    const json data = json::parse(msg);

    // If no Inverse3 yet, ask the service to re-send the full state
    if (!data.contains("inverse3") || data["inverse3"].empty()) {
        ws.send(R"({"session":{"force_render_full_state":{}}})");
        return;
    }

    json request = {};
    if (first_message) {
        first_message = false;
        request["session"] = {{"configure", {{"profile",
            {{"name", "co.haply.inverse.tutorials:hello-floor"}}}}}};
    }

    request["inverse3"] = json::array();
    for (auto &el : data["inverse3"].items()) {
        const float z = el.value()["state"]["cursor_position"]["z"].get<float>();
        const float force_z = z > floor_pos ? 0.0f : (floor_pos - z) * stiffness;
        request["inverse3"].push_back({
            {"device_id", el.value()["device_id"]},
            {"commands", {{"set_cursor_force",
                {{"vector", {{"x", 0.0}, {"y", 0.0}, {"z", force_z}}}}}}},
        });
    }
    ws.send(request.dump());
};
ws.open("ws://localhost:10001");
while (std::cin.get() != '\n') {}  // block main thread

C++ (Glaze)

これは同じ libhv コールバックモデルであり、変更されるのは本文のみです。状態とコマンドの両方で、型指定された構造体が使用されます。 std::optional<session_cmd>は一時的なプロファイルを保持しており、値が設定されていない場合、Glazeはシリアル化されたJSONからこれを省略します。

// Struct models
struct vec3 { float x{}, y{}, z{}; };
struct inverse_state { vec3 cursor_position{}, current_cursor_force{}; };
struct inverse_device { std::string device_id; inverse_state state; };
struct devices_message { std::vector<inverse_device> inverse3; };

struct set_cursor_force_cmd { vec3 vector; };
struct commands_message {
    std::optional<session_cmd> session;
    std::vector<device_commands> inverse3;
};

// Send / receive
ws.onmessage = [&](const std::string &msg) {
    devices_message data{};
    if (glz::read<glz_settings>(data, msg)) return;
    if (data.inverse3.empty()) {
        ws.send(R"({"session":{"force_render_full_state":{}}})");
        return;
    }

    commands_message out_cmds{};
    if (first_message) {
        first_message = false;
        out_cmds.session = session_cmd{ /* profile = hello-floor */ };
    }
    for (const auto &dev : data.inverse3) {
        const float z = dev.state.cursor_position.z;
        const float force_z = z > floor_pos ? 0.0f : (floor_pos - z) * stiffness;
        device_commands dc{ .device_id = dev.device_id };
        dc.commands.set_cursor_force = set_cursor_force_cmd{{0.0f, 0.0f, force_z}};
        out_cmds.inverse3.push_back(std::move(dc));
    }

    std::string out_json;
    (void)glz::write_json(out_cmds, out_json);
    ws.send(out_json);
};
ws.open("ws://localhost:10001");
while (std::cin.get() != '\n') {}  // block main thread

SDKインストーラーを含む

チュートリアル04もSDKとともにローカルにインストールされています。サービスのインストールディレクトリ内の tutorials/04-haply-inverse-hello-floor/で確認できます。

出典： Python·C++·C++ Glaze

関連文書： 制御コマンド (set_cursor_force) ・ マウント＆ワークスペース（プリセット） ・ 型 (vec3) ・ セッション ・ チュートリアル 07（ベースとマウント）