04. 你好，地板

你的第一个触觉效果：一个虚拟的水平地面，当光标按压上去时会产生反作用力。这种力由一个简单的负值弹簧模型实现—— stiffness × penetration_depth — 沿 Z 轴施加 set_cursor_force.

您将学到：

• 使用 set_cursor_force 施加一个弹簧力
• 阅读 cursor_position 并实时计算推力
• (Python) 设置一个 工作区预设 (arm_front_centered) 因此原点位于工作区中心
• (Python) 通过 keyboard 包

工作流程

1. 打开一个 WebSocket 连接至 ws://localhost:10001 并等待第一个状态帧。
2. 在第一个帧中：注册 会话配置文件. Python 版本还会发送 configure.preset: arm_front_centered 因此，原点位于工作区的中间；C++ 版本则使用设备上当前已启用的配置。
3. 在每一帧上：读取 cursor_position.z, 计算 force_z = max(0, (floor_pos - z) * stiffness)，并将其作为 set_cursor_force 命令。
4. 后续的TICK消息仅发送force命令——会话配置文件采用一次性握手机制。
5. (Python) 每个时间步长还会轮询键盘方向键并进行更新 floor_pos / stiffness 直播。

参数

名称	默认	目的
floor_pos	0.10 m	虚拟地板平面的Z坐标
stiffness	1000 不适用	弹簧刚度（1 毫米压入深度 → 1 牛顿）
PRINT_EVERY_MS	100–200	遥测节流阀
会话配置文件名称	co.haply.inverse.tutorials:hello-floor	在Haply 中标识此模拟

交互式（仅限 Python）

Python 变体使用 keyboard 软件包（在 Linux 上需要提升权限）：

• ↑ / ↓ — 升高/降低地板平面
• ← / → — 降低 / 提高刚度
• R — 恢复默认设置

扩展力量

在服务 tick 中，力是可累加的——在发送至设备之前，会先对所有来源的力进行求和。此类教程可与其他力生成器共存，彼此之间不会相互阻塞。

读取状态字段

来自 data.inverse3[i].state:

• cursor_position.z — vec3，用于计算穿透深度
• current_cursor_force — 用于遥测报告

发送/接收

每次更新：读取光标的Z值，计算 force_z = max(0, (floor_pos - z) * stiffness)，并发送一封 set_cursor_force. 第一条发送消息还携带会话配置文件（所有变体），对于 Python 而言， configure.preset: arm_front_centered.

Python

单个异步循环。首帧握手携带配置文件 + configure.preset 所以 floor_pos = 0.1 与工作区中心坐标系对齐。

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 I/O 线程上运行；主线程在 ENTER 事件上阻塞。C++ 版本提供最简握手（仅限会话配置文件，不支持预设）。

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)

采用相同的 libhv 回调模型——仅主体部分有所变化。状态和命令均采用类型化结构体。 std::optional<session_cmd> 保留单次配置文件——当未设置时，Glaze 会将其从序列化的 JSON 中省略。

// 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

来源： Python·C++·C++ Glaze

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