06. 组合（Inverse3 + 无线 VerseGrip）

双设备教程：将握把指向某个方向并按住按钮，即可驱动 Inverse3 光标沿该方向移动。光标被限制在球形工作空间内。

你将学到：

• 在同一状态帧中读取两种设备类型（inverse3 和 wireless_verse_grip）
• 从握把的 四元数（局部 +Y 轴）中提取指向方向
• 使用 set_cursor_position 将光标驱动至计算得出的目标位置
• 将目标限制在安全的球形工作空间内——Minverse 使用的半径小于 Inverse3
• 设置 工作空间预设（arm_front_centered），使原点位于可达范围的中心

工作流程

1. 发现两台设备：
   • 启动时，C++ 的各个变体通过 HTTP 查询 GET /devices，随后打印校准提示并等待按下 ENTER 键。
   • Python 从第一个 WebSocket 状态帧中读取两台设备的 ID。
2. 在第一条消息中注册 会话配置文件，并设置 configure.preset: arm_front_centered（一次性握手）。
3. 每个周期：读取握把的 orientation 以及 buttons.{a, b} 状态。
4. 若按住运动按钮，则计算握把在世界坐标系中的方向（R(q) · ĵ，即旋转后的单位 +Y 轴），并按 SPEED 缩放后累加到目标位置上。
5. 将目标限制在工作空间球体内，并通过 set_cursor_position 发送。
6. （仅 Python）根据设备的 config.type 调整球体半径——minverse 为 0.04 m，其他所有类型为 0.10 m。

参数

名称	默认值	用途
SPEED	0.01 m/周期	按住按钮时的每步运动距离
RADIUS_INVERSE3	0.10 m	Inverse3 / Inverse3x 的工作空间限制半径
RADIUS_MINVERSE	0.04 m	Minverse 的工作空间限制半径（仅适用于 Python —— C++ 中硬编码为 0.10）
PRINT_EVERY_MS	200	遥测输出节流间隔
会话配置文件名称	co.haply.inverse.tutorials:combined	在 Haply Hub 中标识此模拟

运行前先校准

• 让 Inverse3 自行校准（或将握把放在墨水盒上，并等待 LED 常亮）。
• 将握把从墨水盒上取下。
• 按住 A 或 B 并转动握把——光标将沿握把指向的方向移动。

读取的状态字段

从每个周期的状态帧中读取：

• data.inverse3[0].state.cursor_position — vec3
• data.wireless_verse_grip[0].state.orientation — quaternion
• data.wireless_verse_grip[0].state.buttons.{a, b, c} — 布尔值
• （Python，仅第一帧）data.inverse3[0].config.type —— 用于选择 Inverse3 或 Minverse 的半径
• （Python，仅第一帧）data.inverse3[0].status.calibrated —— 若为 false，则提示用户

发送 / 接收

四元数到方向的计算（用 R(q) 旋转 +Y）以及球体限制都是经典的线性代数运算，详见源文件。Inverse API 部分由握手过程以及每个周期的 set_cursor_position 调用组成。

Python

单一异步循环。Python 从第一个状态帧中读取两台设备的 ID；握手过程将配置文件 + configure.preset: arm_front_centered 附加到第一次 set_cursor_position 调用中。

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

        if first_message:
            first_message = False
            inverse3_id = data["inverse3"][0]["device_id"]
            grip_id     = data["wireless_verse_grip"][0]["device_id"]
            radius      = get_workspace_radius(data["inverse3"][0].get("config", {}))

            # Handshake: profile + preset + first position command
            request_msg = {
                "session": {"configure": {"profile": {"name": SLUG}}},
                "inverse3": [{
                    "device_id": inverse3_id,
                    "configure": {"preset": {"preset": "arm_front_centered"}},
                    "commands": {"set_cursor_position": {"position": position}},
                }],
            }
        else:
            # Per tick: update position from grip pointing direction (classic math, not shown), send
            request_msg = {
                "inverse3": [{
                    "device_id": inverse3_id,
                    "commands": {"set_cursor_position": {"position": position}},
                }],
            }

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

C++ (nlohmann)

C++ 在启动时通过 GET /devices 发现两台设备的 ID（HTTP），然后打开 WebSocket。onmessage 在 libhv 的 I/O 线程上运行；主线程则阻塞，等待按下 ENTER 键。

// Startup (synchronous):
const std::string inv3_device_id = get_first_device_id("inverse3");
const std::string grip_device_id = get_first_device_id("wireless_verse_grip");

// Per tick:
ws.onmessage = [&](const std::string &msg) {
    json data = json::parse(msg);
    // ... classic math (not shown): update local Inverse3State + WirelessVerseGripState,
    //     compute new position from grip orientation, clamp to sphere ...

    json command;
    command["inverse3"] = json::array();
    command["inverse3"].push_back({
        {"device_id", inv3_device_id},
        {"commands", {{"set_cursor_position",
            {{"position", {{"x", pos.x}, {"y", pos.y}, {"z", pos.z}}}}}}}
    });

    if (first_message) {
        first_message = false;
        command["session"] = {{"configure", {{"profile",
            {{"name", "co.haply.inverse.tutorials:combined"}}}}}};
        command["inverse3"][0]["configure"] = {
            {"preset", {{"preset", "arm_front_centered"}}}};
    }

    ws.send(command.dump());
};
ws.open("ws://localhost:10001");
while (std::cin.get() != '\n') {}  // block main thread

C++ (Glaze)

与 libhv 的回调模型相同。使用强类型结构体对状态帧和发出的命令进行建模——devices_message 中的两个 std::vector<> 使得单次 glz::read 即可同时解析两种设备类型。

// Struct models
struct quat { float w{1.0f}, x{}, y{}, z{}; };
struct button_state { bool a{}, b{}, c{}; };
struct wvg_state { quat orientation{}; uint8_t hall{}; button_state buttons{}; };
struct wvg_device { std::string device_id; wvg_state state; };

struct inverse_state { vec3 cursor_position{}, cursor_velocity{}; };
struct inverse_device { std::string device_id; inverse_state state; };

struct devices_message {
    std::vector<inverse_device> inverse3;
    std::vector<wvg_device> wireless_verse_grip;
};

struct set_cursor_position_cmd { vec3 position; };
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;

    const auto &wvg = data.wireless_verse_grip[0].state;
    cursor_pos = data.inverse3[0].state.cursor_position;
    // ... classic math (not shown): if (wvg.buttons.a || wvg.buttons.b)
    //     move in pointing dir; clamp to sphere ...

    commands_message out_cmds{};
    device_commands dc{ .device_id = inv3_device_id };
    dc.commands.set_cursor_position = set_cursor_position_cmd{cursor_pos};

    if (first_message) {
        first_message = false;
        out_cmds.session = session_cmd{ /* profile = combined */ };
        dc.configure = device_configure{ .preset = preset_cfg{"arm_front_centered"} };
    }
    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 安装程序一同提供

教程 06 也会随 SDK 一同安装在本地——请在服务安装目录下的 tutorials/06-haply-inverse-combined/ 中查找。

源代码： Python · C++ · C++ Glaze

相关内容： 控制命令（set_cursor_position） · 类型（quaternion、vec3） · 安装与工作空间（预设） · 教程 03（无线 VG） · 教程 05（位置控制）