04. 哈洛·博登

其首个触觉效果：一个虚拟的水平地面，当光标进入其中时，地面会产生反作用力。该力由一个简单的惩罚弹簧模型（stiffness × penetration_depth)，沿Z轴方向通过 set_cursor_force 被应用。

您将学到：

• 使用 set_cursor_force，以应用惩罚弹簧力
• 从……中读取 cursor_position 以及实时计算力
• (Python) 设置一个 工作区预设 (arm_front_centered)，从而使原点位于工作区域的中心
• (Python) 通过该包使用键盘对底盘高度和刚度进行交互式微调 keyboard

流程

1. 建立与的 WebSocket 连接 ws://localhost:10001 然后等待第一个状态帧。
2. 在第一个帧中注册 会话概况. Python 版本还会额外发送 configure.preset: arm_front_centered，从而使原点位于工作区域的中心；C++ 版本则使用设备上已启用的配置。
3. 在每个帧中，您会看到 cursor_position.z aus, 计算 force_z = max(0, (floor_pos - z) * stiffness) 并将结果作为命令发送 set_cursor_force 返回。
4. 在接下来的几个时钟周期中，仅发送力量指令——会话配置文件仅进行一次握手。
5. (Python) 此外，在每个时钟周期都会检测键盘上的方向键，并且 floor_pos / stiffness 将实时更新。

参数

名称	标准	Zweck
floor_pos	0.10 m	虚拟地面平面的Z坐标
stiffness	1000 不适用	弹簧常数（1 毫米压入深度 → 1 牛顿）
PRINT_EVERY_MS	100–200	遥测数据限流
会话配置文件名称	co.haply.inverse.tutorials:hello-floor	在Haply Hub中标记此模拟

交互式（仅限 Python）

Python 版本使用该包 keyboard （在 Linux 系统上需要提升权限）：

• ↑ / ↓ — 升降底板
• ← / → — 降低/提高刚度
• R — 恢复为默认值

力量的扩展

在“服务 tick”中，力是可累加的——它们会从所有来源汇总后，再发送至设备。像这样的教程可以与其他力源并存，且彼此不会相互干扰。

已读取的状态字段

Aus data.inverse3[i].state:

• cursor_position.z — vec3, 用于计算穿透深度
• current_cursor_force — 将作为遥测数据上报

发送 / 接收

每次时钟脉冲：读取光标的Z值， force_z = max(0, (floor_pos - z) * stiffness) 计算并执行一条命令 set_cursor_force 发送。第一条发出的消息还包含会话配置文件（所有变体），而在 Python 中还额外包含 configure.preset: arm_front_centered.

Python

一个异步循环。第一个帧中的握手过程包含配置文件和 configure.preset，因此 floor_pos = 0.1 与工作区中心的坐标一致。

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-回调模型——onmessage 在 WebSocket 的 I/O 线程上运行；主线程将处于阻塞状态，直到按下 ENTER 键。C++ 版本采用最小握手（仅使用会话配置文件，不使用预设）。

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)

相同的 libhv 回调模型——只是函数主体发生了变化。状态和命令都使用了类型化的结构体。 std::optional<session_cmd> 保留该唯一标识符——如果未设置，Glaze 在序列化 JSON 时会将其省略。

// 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

随 SDK 安装程序一并提供

此外，教程 04 会随 SDK 一起本地安装——可在以下位置找到： tutorials/04-haply-inverse-hello-floor/ 位于该服务的安装目录中。

来源： Python·C++·C++ Glaze

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