Menghubungkan ke perangkat HID yang tidak umum

WebHID API memungkinkan situs mengakses keyboard tambahan dan gamepad eksotis alternatif.

François Beaufort

Ada banyak perangkat antarmuka manusia (HID), seperti keyboard alternatif atau gamepad eksotis, yang terlalu baru, terlalu tua, atau terlalu jarang diakses oleh driver perangkat sistem. WebHID API mengatasi hal ini dengan menyediakan cara untuk menerapkan logika khusus perangkat dalam JavaScript.

Kasus penggunaan yang disarankan

Perangkat HID mengambil input dari atau memberikan output kepada manusia. Contoh perangkat mencakup keyboard, perangkat penunjuk (mouse, layar sentuh, dll.), dan gamepad. Protokol HID memungkinkan akses ke perangkat ini di komputer desktop menggunakan driver sistem operasi. Platform web mendukung perangkat HID dengan mengandalkan {i>driver<i} ini.

Ketidakmampuan untuk mengakses perangkat HID yang tidak umum sangatlah menjengkelkan, terutama saat menggunakan keyboard tambahan alternatif (misalnya Elgato Stream Deck, headset Jabra, X-keys) dan dukungan gamepad yang unik. Gamepad yang dirancang untuk desktop sering menggunakan HID untuk input gamepad (tombol, joystick, pemicu) dan output (LED, getaran). Sayangnya, input dan output gamepad tidak standar dan browser web sering kali memerlukan logika kustom untuk perangkat tertentu. Hal ini tidak berkelanjutan dan menghasilkan dukungan yang buruk untuk perangkat lama dan tidak umum yang memiliki long tail. Hal ini juga menyebabkan browser bergantung pada keanehan dalam perilaku perangkat tertentu.

Terminologi

HID terdiri dari dua konsep dasar: laporan dan deskripsi laporan. Laporan adalah data yang dipertukarkan antara perangkat dan klien perangkat lunak. Deskripsi laporan menjelaskan format dan makna data yang didukung perangkat.

HID (Human Interface Device) adalah jenis perangkat yang mengambil input dari atau memberikan output kepada manusia. Istilah ini juga mengacu pada protokol HID, yaitu standar untuk komunikasi dua arah antara host dan perangkat yang dirancang untuk menyederhanakan prosedur penginstalan. Protokol HID awalnya dikembangkan untuk perangkat USB, tetapi sejak itu telah diterapkan melalui banyak protokol lain, termasuk Bluetooth.

Aplikasi dan perangkat HID bertukar data biner melalui tiga jenis laporan:

Deskripsi laporan menjelaskan format biner laporan yang didukung oleh perangkat. Strukturnya hierarkis dan dapat mengelompokkan laporan sebagai kumpulan yang berbeda dalam kumpulan tingkat atas. Format deskripsi ditentukan oleh spesifikasi HID.

Penggunaan HID adalah nilai numerik yang merujuk pada input atau output standar. Nilai penggunaan memungkinkan perangkat menjelaskan tujuan penggunaan perangkat dan tujuan setiap kolom dalam laporannya. Misalnya, salah satunya ditentukan untuk tombol kiri mouse. Penggunaan juga diatur ke dalam halaman penggunaan, yang memberikan indikasi kategori tingkat tinggi perangkat atau laporan.

Menggunakan WebHID API

Deteksi fitur

Untuk memeriksa apakah WebHID API didukung, gunakan:

if ("hid" in navigator) {
  // The WebHID API is supported.
}

Membuka koneksi HID

WebHID API bersifat asinkron secara desain untuk mencegah UI situs diblokir saat menunggu input. Hal ini penting karena data HID dapat diterima kapan saja, sehingga memerlukan cara untuk memprosesnya.

Untuk membuka koneksi HID, akses objek HIDDevice terlebih dahulu. Untuk melakukannya, Anda dapat meminta pengguna untuk memilih perangkat dengan memanggil navigator.hid.requestDevice(), atau memilih salah satu dari navigator.hid.getDevices() yang menampilkan daftar perangkat yang telah diberi akses oleh situs sebelumnya.

Fungsi navigator.hid.requestDevice() mengambil objek wajib yang menentukan filter. ID tersebut digunakan untuk mencocokkan perangkat apa pun yang terhubung dengan ID vendor USB (vendorId), ID produk USB (productId), nilai halaman penggunaan (usagePage), dan nilai penggunaan (usage). Anda bisa mendapatkan ID tersebut dari Repositori USB ID dan dokumen tabel penggunaan HID.

Beberapa objek HIDDevice yang ditampilkan oleh fungsi ini mewakili beberapa antarmuka HID pada perangkat fisik yang sama.

// Filter on devices with the Nintendo Switch Joy-Con USB Vendor/Product IDs.
const filters = [
  {
    vendorId: 0x057e, // Nintendo Co., Ltd
    productId: 0x2006 // Joy-Con Left
  },
  {
    vendorId: 0x057e, // Nintendo Co., Ltd
    productId: 0x2007 // Joy-Con Right
  }
];

// Prompt user to select a Joy-Con device.
const [device] = await navigator.hid.requestDevice({ filters });

// Get all devices the user has previously granted the website access to.
const devices = await navigator.hid.getDevices();

Anda juga dapat menggunakan kunci exclusionFilters opsional di navigator.hid.requestDevice() untuk mengecualikan beberapa perangkat dari pemilih browser yang diketahui tidak berfungsi.

// Request access to a device with vendor ID 0xABCD. The device must also have
// a collection with usage page Consumer (0x000C) and usage ID Consumer
// Control (0x0001). The device with product ID 0x1234 is malfunctioning.
const [device] = await navigator.hid.requestDevice({
  filters: [{ vendorId: 0xabcd, usagePage: 0x000c, usage: 0x0001 }],
  exclusionFilters: [{ vendorId: 0xabcd, productId: 0x1234 }],
});

Objek HIDDevice berisi ID produk dan vendor USB untuk identifikasi perangkat. Atribut collections-nya diinisialisasi dengan deskripsi hierarkis format laporan perangkat.

for (let collection of device.collections) {
  // An HID collection includes usage, usage page, reports, and subcollections.
  console.log(`Usage: ${collection.usage}`);
  console.log(`Usage page: ${collection.usagePage}`);

  for (let inputReport of collection.inputReports) {
    console.log(`Input report: ${inputReport.reportId}`);
    // Loop through inputReport.items
  }

  for (let outputReport of collection.outputReports) {
    console.log(`Output report: ${outputReport.reportId}`);
    // Loop through outputReport.items
  }

  for (let featureReport of collection.featureReports) {
    console.log(`Feature report: ${featureReport.reportId}`);
    // Loop through featureReport.items
  }

  // Loop through subcollections with collection.children
}

Perangkat HIDDevice secara default ditampilkan dalam status "tertutup" dan harus dibuka dengan memanggil open() sebelum data dapat dikirim atau diterima.

// Wait for the HID connection to open before sending/receiving data.
await device.open();

Menerima laporan input

Setelah koneksi HID dibuat, Anda dapat menangani laporan input yang masuk dengan memproses peristiwa "inputreport" dari perangkat. Peristiwa tersebut berisi data HID sebagai objek DataView (data), perangkat HID yang terkait (device), dan ID laporan 8-bit yang terkait dengan laporan input (reportId).

Melanjutkan contoh sebelumnya, kode di bawah menunjukkan cara mendeteksi tombol yang telah ditekan pengguna pada perangkat Joy-Con Right sehingga Anda dapat mencobanya di rumah.

device.addEventListener("inputreport", event => {
  const { data, device, reportId } = event;

  // Handle only the Joy-Con Right device and a specific report ID.
  if (device.productId !== 0x2007 && reportId !== 0x3f) return;

  const value = data.getUint8(0);
  if (value === 0) return;

  const someButtons = { 1: "A", 2: "X", 4: "B", 8: "Y" };
  console.log(`User pressed button ${someButtons[value]}.`);
});

Mengirim laporan output

Untuk mengirim laporan output ke perangkat HID, teruskan ID laporan 8 bit yang terkait dengan laporan output (reportId) dan byte sebagai BufferSource (data) ke device.sendReport(). Promise yang ditampilkan akan diselesaikan setelah laporan dikirim. Jika perangkat HID tidak menggunakan ID laporan, tetapkan reportId ke 0.

Contoh di bawah berlaku untuk perangkat Joy-Con dan menunjukkan cara membuatnya bergetar dengan laporan output.

// First, send a command to enable vibration.
// Magical bytes come from https://github.com/mzyy94/joycon-toolweb
const enableVibrationData = [1, 0, 1, 64, 64, 0, 1, 64, 64, 0x48, 0x01];
await device.sendReport(0x01, new Uint8Array(enableVibrationData));

// Then, send a command to make the Joy-Con device rumble.
// Actual bytes are available in the sample below.
const rumbleData = [ /* ... */ ];
await device.sendReport(0x10, new Uint8Array(rumbleData));

Mengirim dan menerima laporan fitur

Laporan fitur adalah satu-satunya jenis laporan data HID yang dapat berjalan dalam kedua arah. Fitur ini memungkinkan perangkat dan aplikasi HID untuk bertukar data HID yang tidak standar. Tidak seperti laporan input dan output, laporan fitur tidak diterima atau dikirim oleh aplikasi secara berkala.

Untuk mengirim laporan fitur ke perangkat HID, teruskan ID laporan 8-bit yang terkait dengan laporan fitur (reportId) dan byte sebagai BufferSource (data) ke device.sendFeatureReport(). Promise yang ditampilkan akan diselesaikan setelah laporan dikirim. Jika perangkat HID tidak menggunakan ID laporan, tetapkan reportId ke 0.

Contoh di bawah mengilustrasikan penggunaan laporan fitur dengan menunjukkan cara meminta perangkat lampu latar keyboard Apple, membukanya, dan membuatnya berkedip.

const waitFor = duration => new Promise(r => setTimeout(r, duration));

// Prompt user to select an Apple Keyboard Backlight device.
const [device] = await navigator.hid.requestDevice({
  filters: [{ vendorId: 0x05ac, usage: 0x0f, usagePage: 0xff00 }]
});

// Wait for the HID connection to open.
await device.open();

// Blink!
const reportId = 1;
for (let i = 0; i < 10; i++) {
  // Turn off
  await device.sendFeatureReport(reportId, Uint32Array.from([0, 0]));
  await waitFor(100);
  // Turn on
  await device.sendFeatureReport(reportId, Uint32Array.from([512, 0]));
  await waitFor(100);
}

Untuk menerima laporan fitur dari perangkat HID, teruskan ID laporan 8-bit yang terkait dengan laporan fitur (reportId) ke device.receiveFeatureReport(). Promise yang ditampilkan di-resolve dengan objek DataView yang berisi konten laporan fitur. Jika perangkat HID tidak menggunakan ID laporan, tetapkan reportId ke 0.

// Request feature report.
const dataView = await device.receiveFeatureReport(/* reportId= */ 1);

// Read feature report contents with dataView.getInt8(), getUint8(), etc...

Mendengarkan koneksi dan pemutusan koneksi

Jika situs telah diberi izin untuk mengakses perangkat HID, situs tersebut dapat secara aktif menerima peristiwa koneksi dan pemutusan koneksi dengan memproses peristiwa "connect" dan "disconnect".

navigator.hid.addEventListener("connect", event => {
  // Automatically open event.device or warn user a device is available.
});

navigator.hid.addEventListener("disconnect", event => {
  // Remove |event.device| from the UI.
});

Mencabut akses ke perangkat HID

Situs dapat menghapus izin untuk mengakses perangkat HID yang tidak lagi tertarik untuk mempertahankannya dengan memanggil forget() pada instance HIDDevice. Misalnya, untuk aplikasi web pendidikan yang digunakan di komputer bersama dengan banyak perangkat, sejumlah besar izin yang dibuat pengguna secara kumulatif akan memberikan pengalaman pengguna yang buruk.

Memanggil forget() pada satu instance HIDDevice akan mencabut akses ke semua antarmuka HID pada perangkat fisik yang sama.

// Voluntarily revoke access to this HID device.
await device.forget();

Karena forget() tersedia di Chrome 100 atau yang lebih baru, periksa apakah fitur ini didukung dengan hal berikut:

if ("hid" in navigator && "forget" in HIDDevice.prototype) {
  // forget() is supported.
}

Tips Developer

Men-debug HID di Chrome mudah dilakukan dengan halaman internal, about://device-log, tempat Anda dapat melihat semua peristiwa terkait perangkat HID dan USB di satu tempat.

Lihat penjelajah HID untuk membuang info perangkat HID ke dalam format yang dapat dibaca manusia. Nilai ini dipetakan dari nilai penggunaan ke nama untuk setiap penggunaan HID.

Di sebagian besar sistem Linux, perangkat HID dipetakan dengan izin hanya baca secara default. Untuk mengizinkan Chrome membuka perangkat HID, Anda harus menambahkan aturan udev baru. Buat file di /etc/udev/rules.d/50-yourdevicename.rules dengan konten berikut:

KERNEL=="hidraw*", ATTRS{idVendor}=="[yourdevicevendor]", MODE="0664", GROUP="plugdev"

Pada baris di atas, [yourdevicevendor] adalah 057e jika perangkat Anda adalah Nintendo Switch Joy-Con, misalnya. ATTRS{idProduct} juga dapat ditambahkan untuk aturan yang lebih spesifik. Pastikan user Anda adalah anggota grup plugdev. Kemudian, hubungkan kembali perangkat Anda.

Dukungan browser

WebHID API tersedia di semua platform desktop (ChromeOS, Linux, macOS, dan Windows) di Chrome 89.

Demo

Beberapa demo WebHID tercantum di web.dev/hid-examples. Lihat selengkapnya.

Keamanan dan privasi

Penulis spesifikasi telah mendesain dan menerapkan WebHID API menggunakan prinsip inti yang ditentukan dalam Mengontrol Akses ke Fitur Platform Web yang Andal, termasuk kontrol pengguna, transparansi, dan ergonomi. Kemampuan untuk menggunakan API ini terutama dibatasi oleh model izin yang hanya memberikan akses ke satu perangkat HID dalam satu waktu. Sebagai respons terhadap perintah pengguna, pengguna harus melakukan langkah aktif untuk memilih perangkat HID tertentu.

Untuk memahami konsekuensi keamanan, lihat bagian Pertimbangan Keamanan dan Privasi dari spesifikasi WebHID.

Selain itu, Chrome memeriksa penggunaan setiap koleksi tingkat atas dan jika koleksi tingkat atas memiliki penggunaan yang dilindungi (misalnya, keyboard generik, mouse), maka situs tidak akan dapat mengirim dan menerima laporan apa pun yang ditentukan dalam koleksi tersebut. Daftar lengkap penggunaan yang dilindungi tersedia secara publik.

Perhatikan bahwa perangkat HID yang sensitif terhadap keamanan (seperti perangkat HID FIDO yang digunakan untuk autentikasi yang lebih kuat) juga diblokir di Chrome. Lihat file daftar USB yang tidak diizinkan dan daftar HID yang tidak diizinkan.

Masukan

Tim Chrome ingin mengetahui pendapat dan pengalaman Anda dengan WebHID API.

Ceritakan kepada kami tentang desain API

Apakah ada sesuatu terkait API yang tidak berfungsi seperti yang diharapkan? Atau apakah ada metode atau properti yang hilang yang Anda perlukan untuk menerapkan ide Anda?

Ajukan masalah spesifikasi di repo GitHub WebHID API atau tambahkan pendapat Anda ke masalah yang ada.

Melaporkan masalah terkait penerapan

Apakah Anda menemukan bug pada penerapan Chrome? Atau apakah penerapannya berbeda dengan spesifikasinya?

Lihat Cara melaporkan bug WebHID. Pastikan untuk menyertakan detail sebanyak mungkin, berikan petunjuk sederhana untuk mereproduksi bug, dan tetapkan Components ke Blink>HID. Glitch sangat cocok untuk membagikan repro dengan cepat dan mudah.

Menampilkan dukungan

Apakah Anda berencana menggunakan WebHID API? Dukungan publik Anda membantu tim Chrome memprioritaskan fitur dan menunjukkan kepada vendor browser lain betapa pentingnya mendukung fitur tersebut.

Kirim tweet ke @ChromiumDev menggunakan hashtag #WebHID dan beri tahu kami tempat dan cara Anda menggunakannya.

Link bermanfaat

• Spesifikasi
• Melacak bug
• Entri ChromeStatus.com
• Komponen Blink: Blink>HID

Ucapan terima kasih

Terima kasih kepada Matt Reynolds dan Joe Medley atas ulasan mereka tentang artikel ini. Foto Nintendo Switch merah dan biru oleh Sara Kurfeß, dan foto komputer laptop hitam dan perak oleh Athul Cyriac Ajay di Unsplash.