Designcember 電卓

Window Controls Overlay API と Ambient Light Sensor API を使用して、ウェブ上で日照計算機を再現する試み。

Thomas Steiner

課題

私は 1980 年代の子供です。私が高校生だった頃、ソーラー カシオ計算機が流行っていました。学校から TI-30X SOLAR を配布され、TI-30X で扱える最大数である 69 の階乗を計算して、電卓同士をベンチマークした思い出があります。（速度のばらつきは非常に測定可能でしたが、その理由はまだわかりません）。

28 年近く経った今、この計算機を HTML、CSS、JavaScript で再現するのは、Designcember の楽しいチャレンジになると思いました。デザイナーではないため、ゼロからではなく、Sassja Ceballos の CodePen から始めました。

インストール可能にする

悪くはないものの、スケルモーフィズム感をさらに高めるために、さらに手を加えることにしました。最初のステップは、インストールできるように PWA にすることでしたが、私は Glitch でベースライン PWA テンプレートを維持しており、簡単なデモが必要な場合はいつでもリミックスしています。この Service Worker は、コードの賞を受賞することはなく、製品版に適していませんが、Chromium のミニ情報バーをトリガーしてアプリをインストールするには十分です。

self.addEventListener('install', (event) => {
  self.skipWaiting();
});

self.addEventListener('activate', (event) => {
  self.clients.claim();
  event.waitUntil(
    (async () => {
      if ('navigationPreload' in self.registration) {
        await self.registration.navigationPreload.enable();
      }
    })(),
  );
});

self.addEventListener('fetch', (event) => {
  event.respondWith(
    (async () => {
      try {
        const response = await event.preloadResponse;
        if (response) {
          return response;
        }
        return fetch(event.request);
      } catch {
        return new Response('Offline');
      }
    })(),
  );
});

モバイルと連携

アプリをインストールできるようになったので、次は、アプリをオペレーティング システムのアプリとできるだけ調和させる必要があります。モバイルでは、ウェブアプリ マニフェストで表示モードを fullscreen に設定することで、この操作を行うことができます。

{
  "display": "fullscreen"
}

カメラホールやノッチがあるデバイスでは、ビューポートを調整してコンテンツが画面全体に表示されるようにすると、アプリが美しく見えます。

<meta name="viewport" content="initial-scale=1, viewport-fit=cover" />

パソコンとの連携

パソコンでは、ウィンドウ コントロール オーバーレイという便利な機能があります。この機能を使用すると、アプリ ウィンドウのタイトルバーにコンテンツを配置できます。最初のステップは、ディスプレイ モードのフォールバック シーケンスをオーバーライドして、window-controls-overlay が使用可能な場合はまず window-controls-overlay を使用するようにすることです。

{
  "display_override": ["window-controls-overlay"]
}

これにより、タイトルバーが事実上消え、タイトルバーが存在しないようにコンテンツがタイトルバー領域に移動します。私の考えでは、スケルモーフィックなソーラーセルをタイトルバーに移動し、残りの電卓 UI をそれに応じて下に移動します。これは、titlebar-area-* 環境変数を使用する CSS で行うことができます。すべてのセレクタに wco クラスが含まれています。このクラスについては、後述します。

#calc_solar_cell.wco {
  position: fixed;
  left: calc(0.25rem + env(titlebar-area-x, 0));
  top: calc(0.75rem + env(titlebar-area-y, 0));
  width: calc(env(titlebar-area-width, 100%) - 0.5rem);
  height: calc(env(titlebar-area-height, 33px) - 0.5rem);
}

#calc_display_surface.wco {
  margin-top: calc(env(titlebar-area-height, 33px) - 0.5rem);
}

次に、ドラッグ可能な要素を決定する必要があります。通常ドラッグに使用するタイトルバーは使用できないためです。従来のウィジェット スタイルでは、ボタンを除き、(-webkit-)app-region: drag を適用することで計算機全体をドラッグ可能にすることもできます。ボタンには (-webkit-)app-region: no-drag が適用されるため、ドラッグには使用できません。

#calc_inside.wco,
#calc_solar_cell.wco {
  -webkit-app-region: drag;
  app-region: drag;
}

button {
  -webkit-app-region: no-drag;
  app-region: no-drag;
}

最後のステップは、ウィンドウ コントロールのオーバーレイの変更にアプリが反応するようにすることです。真のプログレッシブ エンハンスメント アプローチでは、ブラウザがサポートしている場合にのみ、この機能のコードが読み込まれます。

if ('windowControlsOverlay' in navigator) {
  import('/wco.js');
}

ウィンドウ コントロールのオーバーレイ ジオメトリが変更されるたびに、できるだけ自然に見えるようにアプリを変更しています。このイベントは、ユーザーがウィンドウのサイズを変更するときに頻繁にトリガーされる可能性があるため、デバウンスすることをおすすめします。具体的には、wco クラスを一部のエレメントに適用して、上記の CSS を適用し、テーマカラーも変更します。navigator.windowControlsOverlay.visible プロパティをチェックすることで、ウィンドウ コントロール オーバーレイが表示されているかどうかを検出できます。

const meta = document.querySelector('meta[name="theme-color"]');
const nodes = document.querySelectorAll(
  '#calc_display_surface, #calc_solar_cell, #calc_outside, #calc_inside',
);

const toggleWCO = () => {
  if (!navigator.windowControlsOverlay.visible) {
    meta.content = '';
  } else {
    meta.content = '#385975';
  }
  nodes.forEach((node) => {
    node.classList.toggle('wco', navigator.windowControlsOverlay.visible);
  });
};

const debounce = (func, wait) => {
  let timeout;
  return function executedFunction(...args) {
    const later = () => {
      clearTimeout(timeout);
      func(...args);
    };
    clearTimeout(timeout);
    timeout = setTimeout(later, wait);
  };
};

navigator.windowControlsOverlay.ongeometrychange = debounce((e) => {
  toggleWCO();
}, 250);

toggleWCO();

これで、古い Winamp テーマのいずれかを使用して、古典的な Winamp のような計算機ウィジェットを作成できます。これで、電卓をデスクトップに自由に配置し、右上の矢印をクリックしてウィンドウ コントロール機能を有効にできるようになりました。

実際に動作する太陽電池

究極のオタクとして、もちろんソーラーセルを実際に機能させる必要がありました。電卓は、十分な光がある場合にのみ機能します。これをモデル化するには、JavaScript で制御する CSS 変数 --opacity を使用して、ディスプレイ上の数字の CSS opacity を設定します。

:root {
  --opacity: 0.75;
}

#calc_expression,
#calc_result {
  opacity: var(--opacity);
}

電卓が動作するのに十分な光があるかどうかを検出するには、AmbientLightSensor API を使用します。この API を使用できるようにするには、about:flags で #enable-generic-sensor-extra-classes フラグを設定し、'ambient-light-sensor' 権限をリクエストする必要がありました。前回と同様に、プログレッシブ エンハンスメントを使用して、API がサポートされている場合にのみ関連コードを読み込みます。

if ('AmbientLightSensor' in window) {
  import('/als.js');
}

センサーは、新しい測定値が利用可能になると、周囲光を lux 単位で返します。一般的な照明状況の値の表に基づいて、lux 値を 0 ～ 1 の値に変換する非常にシンプルな式を作成しました。この値は、プログラムで --opacity 変数に割り当てます。

const luxToOpacity = (lux) => {
  if (lux > 250) {
    return 1;
  }
  return lux / 250;
};

const sensor = new window.AmbientLightSensor();
sensor.onreading = () => {
  console.log('Current light level:', sensor.illuminance);
  document.documentElement.style.setProperty(
    '--opacity',
    luxToOpacity(sensor.illuminance),
  );
};
sensor.onerror = (event) => {
  console.log(event.error.name, event.error.message);
};

(async () => {
  const {state} = await navigator.permissions.query({
    name: 'ambient-light-sensor',
  });
  if (state === 'granted') {
    sensor.start();
  }
})();

次の動画では、部屋の照明を十分に明るくすると、電卓が動作する様子を確認できます。これで、実際に動作するスキューモーフィックなソーラー電卓が完成しました。私の古い TI-30X SOLAR は、長い道のりを歩んできました。

デモ

Designcember Calculator のデモを試して、Glitch のソースコードを確認してください。（アプリをインストールするには、アプリを独自のウィンドウで開く必要があります。以下の埋め込みバージョンでは、ミニ情報バーはトリガーされません）。

Designcember を楽しんでください。