WebAR на Rust

Для чего нужна данная статья? :

Создать простое WebAR-приложение, которое интегрирует 3D-объекты с использованием камеры и сенсоров через браузер.

Зачем Вам это уметь? :

- использовать для компиляции в WebAssembly, что позволит интегрировать код Rust, с JavaScript для WebAR. Rust будет отвечать за вычисления и обработку, а взаимодействие с камерой и отображение AR-объектов будет происходить через JavaScript и HTML.

Пример использования: Обработка данных с камеры (например, распознавание маркеров) на стороне Rust с последующей передачей данных в WebAR приложение для отображения.

- использовать WebGL через WebAssembly для рендеринга 3D-объектов, которые используются в AR. Для этого можно использовать библиотеку wgpu.

Пример использования: Визуализация интерактивных 3D-объектов в реальном времени с рендерингом на стороне клиента.

- использовать Rust совместно с JavaScript-библиотеками для WebAR, такими как three.js, A-Frame или AR.js. Rust через WebAssembly будет выполнять сложные вычисления, такие как обработка компьютерного зрения, а JavaScript и существующие библиотеки будут отвечать за интеграцию с камерой и рендеринг.

Пример использования: Использование Rust для улучшения производительности алгоритмов распознавания объектов в реальном времени, а JavaScript для взаимодействия с WebAR-фреймворками.

- для разработки производительных алгоритмов распознавания объектов и обработки изображений для AR. Такие задачи, как отслеживание объектов, анализ маркеров или распознавание жестов, могут быть обработаны на стороне клиента при помощи Rust.

Пример использования: Распознавание маркеров AR или объектов реального мира с использованием алгоритмов компьютерного зрения, написанных на Rust.

- для разработки серверной части WebAR приложений, где сервер будет отвечать за обработку данных AR, таких как генерация 3D-контента, хранение данных о сессиях или кэширование сложных 3D-моделей. В этом случае WebAR приложение может взаимодействовать с сервером на Rust через REST API или WebSockets.

Пример использования: Сервер на Rust, отвечающий за хранение и предоставление 3D-моделей в реальном времени или за обработку AR-сессий.

- для привязки AR-объектов к конкретным местам в реальном мире. Rust может обрабатывать данные с GPS-сенсоров, магнитометров или акселерометров и передавать их в WebAssembly приложение для отображения AR.

Пример использования: Создание геолокационных приложений дополненной реальности, где Rust обеспечивает высокоэффективную обработку данных и их интеграцию в WebAR интерфейс.

Пример: WebAR приложение с Rust и WebAssembly:

Шаги:

1. Установка и настройка Rust для WebAssembly: Убедитесь, что у вас установлен инструмент wasm-pack:
   cargo install wasm-pack
2. Создание проекта: Создадим проект с использованием WebAssembly и Yew:
   cargo new --lib webar_example
   cd webar_example
3. Редактирование Cargo.toml: Добавьте зависимости для yew, wasm-bindgen, и wgpu:
   [dependencies] wasm-bindgen = "0.2" yew = { version = "0.20", features = ["wasm-bindgen"] }
   wgpu = "0.12" futures = "0.3" web-sys = { version = "0.3", features = ["Window", "HtmlCanvasElement"] }
   js-sys = "0.3" console_error_panic_hook = "0.1"
4. Реализация логики WebAR в Rust:Основная логика состоит из 3 частей:Используем yew для интерфейса.
   Используем wasm-bindgen для взаимодействия с JavaScript и WebAssembly.
   Используем wgpu для рендеринга 3D-графики.
   Файл src/lib.rs:
   use wasm_bindgen::prelude::*;
   use web_sys::{window, HtmlCanvasElement};
   use yew::prelude::*;
   use wgpu::util::DeviceExt;
   use std::rc::Rc;
   use std::cell::RefCell;
   
   #[wasm_bindgen(start)] pub fn start() -> Result<(), JsValue> {
   console_error_panic_hook::set_once();
   yew::start_app::<App>();
   Ok(())
   }
   
   pub struct App {
   canvas_ref: NodeRef,
   }
   
   pub enum Msg {}
   
   impl Component for App {
   type Message = Msg;
   type Properties = ();
   
   fn create(_ctx: &Context<Self>) -> Self {
   App {
   canvas_ref: NodeRef::default(),
   }
   }
   
   fn view(&self, _ctx: &Context<Self>) -> Html {
   html! {
   <div>
   <h1>{ "WebAR App with Rust" }</h1>
   <canvas ref={self.canvas_ref.clone()} id="webgpu-canvas"></canvas>
   </div>
   }
   }
   
   fn rendered(&mut self, _ctx: &Context<Self>, _first_render: bool) {
   let canvas = self.canvas_ref.cast::<HtmlCanvasElement>().unwrap();
   setup_wgpu(&canvas).unwrap();
   }
   }
   
   fn setup_wgpu(canvas: &HtmlCanvasElement) -> Result<(), JsValue> {
   let window = window().unwrap();
   let document = window.document().unwrap();
   
   let width = canvas.client_width() as u32;
   let height = canvas.client_height() as u32;
   
   let instance = wgpu::Instance::new(wgpu::Backends::all());
   let surface = unsafe { instance.create_surface(canvas) };
   let adapter = instance.request_adapter(&wgpu::RequestAdapterOptions {
   power_preference: wgpu::PowerPreference::HighPerformance,
   compatible_surface: Some(&surface),
   ..Default::default()
   }).await.ok_or("Failed to request adapter")?;
   
   let (device, queue) = adapter.request_device(
   &wgpu::DeviceDescriptor {
   features: wgpu::Features::empty(),
   limits: wgpu::Limits::default(),
   label: None,
   },
   None,
   ).await?;
   
   let swapchain_format = surface.get_preferred_format(&adapter).unwrap();
   
   let config = wgpu::SurfaceConfiguration {
   usage: wgpu::TextureUsages::RENDER_ATTACHMENT,
   format: swapchain_format,
   width,
   height,
   present_mode: wgpu::PresentMode::Fifo,
   };
   
   surface.configure(&device, &config);
   
   let frame = surface.get_current_texture().expect("Failed to get frame");
   let view = frame.texture.create_view(&wgpu::TextureViewDescriptor::default());
   let mut encoder = device.create_command_encoder(&wgpu::CommandEncoderDescriptor {
   label: Some("Render Encoder"),
   });
   
   let render_pass_desc = wgpu::RenderPassDescriptor {
   label: Some("Render Pass"),
   color_attachments: &[wgpu::RenderPassColorAttachment {
   view: &view,
   resolve_target: None,
   ops: wgpu::Operations {
   load: wgpu::LoadOp::Clear(wgpu::Color::GREEN),
   store: true,
   },
   }],
   depth_stencil_attachment: None,
   };
   
   let mut render_pass = encoder.begin_render_pass(&render_pass_desc);
   drop(render_pass);
   
   queue.submit(Some(encoder.finish()));
   frame.present();
   
   Ok(())
   }

Что делает этот код:

1. Yew используется для создания пользовательского интерфейса с HTML-тегами и компонентом <canvas>, в котором будет отображаться 3D-графика.
2. wasm-bindgen и WebAssembly запускают приложение и управляют взаимодействием между JavaScript и WebAssembly.
3. wgpu используется для рендеринга 3D-графики на элементе <canvas>. В данном примере мы просто рисуем зелёный фон.
4. Создание JavaScript файла для запуска: Создайте файл index.js, который будет загружать WebAssembly:
   jsКопировать кодimport('./pkg')
   .then((module) => {
   module.start();
   })
   .catch(console.error);
5. Сборка и запуск: Для компиляции и запуска проекта выполните следующие команды:
   bashКопировать кодwasm-pack build --target webПосле этого создайте простой HTTP сервер и откройте страницу в браузере:
   bashКопировать кодpython -m http.server

Теперь откройте браузер и перейдите по адресу http://localhost:8000, чтобы увидеть результат.