07. Basis & Mount 游乐场

设备的 安装座转换以交互方式控制， configure.basis, configure.preset, configure.mount展示了它们在 Wire 协议层面上是如何协同工作的。通过保持固定的水平底线，确保交互式焦点始终停留在 configure 命令上。

学习内容：

• 基序排列 设置 ("XZY" → Y轴向上方向（应用程序坐标系）)
• 预设(arm_front) 选择并理解该预设包含的内容
• 使用旋转四元数在运行时重写按键映射（基于键盘输入）
• 互斥规则： mount哇 preset像……一样 设备配置 不能同时存在于同一个区块中
• 一次性 configure 操作：每次按下按键时，都会发送一次“configure”消息
• (C++ Glaze) std::optional使用……进行互斥字段建模

工作流

1. 收到第一条消息时 会话配置文件, configure.basis: "XZY", configure.preset: arm_front进行传输。用于固定底板 set_cursor_force 开始传输。
2. 在每个 tick 周期读取光标的 Y 值， force_y = max(0, (floor_pos - y) * stiffness)计算后进行传输。
3. 当用户按下挂载旋转键时， pending_configure = true将其设置为。
4. 在下一个时点 rotation包含该单位四元数（当前俯仰角/偏航角的Z-then-X合成）的变换 configure.mount 构成块。 preset此处省略。这两个字段在电线上是互斥的。
5. 重置键（R) 会取消覆盖。在接下来的 configure 步骤中，将再次 preset使用。

参数

姓名	默认值	用途
BASIS	"XZY"	轴排列— Y轴向上方向的应用坐标系
DEVICE_PRESET / DEVICE_CONFIG_PRESET	"arm_front"	命名预设— 原点为设备底座
FLOOR_POS_Y	0.0 m	固定底板平面（应用 Y）
STIFFNESS	1000 不适用	底限弹簧常数
MOUNT_STEP_DEG	10°	每次按键的旋转角度
PRINT_EVERY_MS	200	遥测节流阀

控制

键	动作
W / S	以设备+X轴（间距）为基准，将安装座旋转±10°
A / D	以设备+Z轴（偏航）为基准，将安装座旋转±10°
R	重置安装 — 恢复为预设
H	显示控制键
Q	结束

mount哇 preset它们是相互排斥的

该服务包含这两个字段 设备配置 拒绝该块。如果用户重定义了挂载，则本教程在后续的所有 configure 步骤中 preset省略。 R点击后，在接下来的配置中 preset这又被重新使用， mount不包括在内。

输入模型的差异

C++ 版本在后台的 stdin 线程中读取按行输入（每次输入一个字符后按 ENTER 键）。Python 则在主异步循环中 keyboard 由于该软件包会轮询实时键盘输入，因此无需按 ENTER 键。键位与命令对应。

“正在阅读”字段

data.inverse3[i].state读取的值：

• cursor_position.y — vec3. 用于计算地板穿透量。
• current_cursor_force — 该数据将作为遥测数据上报。

发送 / 接收

所有变体的有效载荷结构均相同。区别在于各变体互斥， mount / preset 这是构建分支的方式，以及输入线程向 WebSocket 线程发送信号的方式。

Python

在单个异步循环中 keyboard 通过包轮询实时键盘输入。 pending_configure是一个由键处理程序设置的全局标志， configure 每次传输区块时都会被初始化。

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 + basis + preset
            request_msg = {
                "session": {"configure": {"profile": {"name": SLUG}}},
                "inverse3": [{
                    "device_id": device_id,
                    "configure": build_configure_block(first_handshake=True),
                    # -> {"basis": {"permutation": "XZY"},
                    #     "preset": {"preset": "arm_front"}}
                }],
            }
        else:
            handle_key_inputs()  # may set pending_configure = True (classic, not shown)

            y       = data["inverse3"][0]["state"]["cursor_position"]["y"]
            force_y = 0.0 if y > FLOOR_POS_Y else (FLOOR_POS_Y - y) * STIFFNESS

            entry = {
                "device_id": device_id,
                "commands": {"set_cursor_force":
                    {"vector": {"x": 0.0, "y": force_y, "z": 0.0}}},
            }
            if pending_configure:
                entry["configure"] = build_configure_block(first_handshake=False)
                # -> {"mount": {...}}   OR   {"preset": {...}}   (never both)
                pending_configure = False

            request_msg = {"inverse3": [entry]}

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

C++ (nlohmann)

这是一个双线程模型。后台的 stdin 线程读取行， pending_configure(std::atomic<bool>) 设置后，libhv I/O 线程会在每个时钟周期检查该值，当该值被设置时 configure发送。

std::atomic<bool> pending_configure{false};

ws.onmessage = [&](const std::string &msg) {
    const json data = json::parse(msg);
    if (!data.contains("inverse3") || data["inverse3"].empty()) return;

    const bool do_handshake = first_message;
    if (first_message) first_message = false;
    const bool do_configure = do_handshake || pending_configure.exchange(false);

    json request = {};
    if (do_handshake) {
        request["session"] = {{"configure", {{"profile",
            {{"name", "co.haply.inverse.tutorials:basis-and-mount"}}}}}};
    }

    request["inverse3"] = json::array();
    for (auto &el : data["inverse3"].items()) {
        json dev_cmd = {{"device_id", el.value()["device_id"]}};

        if (do_configure) {
            json cfg = {};
            if (do_handshake) cfg["basis"] = {{"permutation", BASIS}};
            if (mount_overridden) {
                cfg["mount"] = {{"transform", {
                    {"position", {{"x", 0.0}, {"y", 0.0}, {"z", 0.0}}},
                    {"rotation", quat_from_xz_deg(mount_angle_x_deg, mount_angle_z_deg)},
                    {"scale",    {{"x", 1.0}, {"y", 1.0}, {"z", 1.0}}},
                }}};
            } else {
                cfg["preset"] = {{"preset", DEVICE_CONFIG_PRESET}};
            }
            dev_cmd["configure"] = cfg;
        }

        const float y = el.value()["state"]["cursor_position"]["y"].get<float>();
        const float force_y = y > FLOOR_POS_Y ? 0.0f : (FLOOR_POS_Y - y) * STIFFNESS;
        dev_cmd["commands"] = {{"set_cursor_force",
            {{"vector", {{"x", 0.0}, {"y", force_y}, {"z", 0.0}}}}}};

        request["inverse3"].push_back(dev_cmd);
    }
    ws.send(request.dump());
};
std::thread input_thr(input_thread_func);  // stdin reader — flips pending_configure
ws.open("ws://localhost:10001");
while (running.load()) std::this_thread::sleep_for(50ms);

C++ (Glaze)

互斥规则是 std::optional<preset_cfg>哇 std::optional<mount_cfg>会自然地表示为。只有已填充值的一侧才会包含在序列化的 JSON 中。预设名称是 enum class建模为， glz::meta 使用特殊化将字符串与服务所需的字符串进行映射。

// The preset set modelled as an enum
enum class device_preset {
    defaults, arm_front, arm_front_centered,
    led_front, led_front_centered, custom,
};

// Glaze meta — serialize the enum as the JSON string the service expects
template <> struct glz::meta<device_preset> {
    using enum device_preset;
    static constexpr auto value =
        enumerate(defaults, arm_front, arm_front_centered,
                  led_front, led_front_centered, custom);
};

// Transform + the configure block
struct vec3 { float x{}, y{}, z{}; };
struct quat { float w{1.0f}, x{}, y{}, z{}; };
struct transform_t { vec3 position{}; quat rotation{}; vec3 scale{1,1,1}; };

struct preset_cfg { device_preset preset; };
struct basis_cfg  { std::string permutation; };
struct mount_cfg  { transform_t transform; };
struct device_configure {
    std::optional<preset_cfg> preset;  // mutually exclusive with mount
    std::optional<basis_cfg>  basis;
    std::optional<mount_cfg>  mount;   // mutually exclusive with preset
};

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

    const bool do_handshake = first_message.exchange(false);
    const bool do_configure = do_handshake || pending_configure.exchange(false);

    commands_message out_cmds{};
    if (do_handshake) {
        out_cmds.session = session_cmd{ /* profile = basis-and-mount */ };
    }

    for (const auto &dev : data.inverse3) {
        device_commands dc{ .device_id = dev.device_id };

        if (do_configure) {
            device_configure cfg{};
            if (do_handshake) cfg.basis = basis_cfg{BASIS};
            if (mount_overridden) {
                cfg.mount = mount_cfg{ .transform = transform_t{
                    .rotation = quat_from_xz_deg(mount_angle_x_deg, mount_angle_z_deg)}};
            } else {
                cfg.preset = preset_cfg{DEVICE_CONFIG_PRESET};
            }
            dc.configure = std::move(cfg);
        }

        const float y = dev.state.cursor_position.y;
        const float force_y = y > FLOOR_POS_Y ? 0.0f : (FLOOR_POS_Y - y) * STIFFNESS;
        dc.commands.set_cursor_force = set_cursor_force_cmd{{0.0f, force_y, 0.0f}};
        out_cmds.inverse3.push_back(std::move(dc));
    }

    std::string out_json;
    (void)glz::write_json(out_cmds, out_json);
    ws.send(out_json);
};
std::thread input_thr(input_thread_func);
ws.open("ws://localhost:10001");
while (running.load()) std::this_thread::sleep_for(50ms);

随SDK安装程序一起提供

教程 07 会随 SDK 一起安装到本地。在服务安装目录下的 tutorials/07-haply-inverse-basis-and-mount/可在……中找到。

来源： Python·C++·C++ Glaze

相关条目： 基序排列 · Mount & Workspace · 设备配置 · 控制命令 (set_cursor_force) · 类型 (transform) · 教程 04（Hello Floor）