Dossier table tactile - 11/04/2010

Dossier table tactile - 11/04/2010

Intro Je vais brièvement exposer dans ce document: Ce que j'ai fait, comment je l'ai fait, combien ça m'a couté, et combien de temps j'ai mis à fabriquer, dans le cadre de mon projet personnel, une table tactile utilisant la technique FTIR (fabriquée fin décembre 2009). Ce que je retiens de positif/négatif du résultat de cette expérience, de cette technologie.

1-Mon 1er projet de table tactile (fin 2009) 1.1 - Fabrication 1.1.1 La boite en bois Les dimensions de la boite sont: 100*80*90 (L*l*H), les dimensions de l'écran: (92*72), ce qui nous fait une diagonale de 115cm (45 pouces), et donc un ratio ¾ comme une télé classique.

1.1.2 Le miroir pour augmenter la distance de projection. Pour avoir une image parfaitement rectangulaire (non déformée), et vu les dimensions relativement petites en hauteur de la table, on doit utiliser 2 miroirs pour augmenter la distance parcourue par la lumière du projecteur. Dans ma table j'utilise qu'un seul miroir, du coup l'image n'est pas parfaitement rectangulaire, mais malgré ça, le logiciel que j'utilise s'adapte, et la capture fonctionne sans problèmes. Par contre j'ai un flou (effet ghost) par endroit du à la fois à la «non rectangularité» de l'image projetée et à la qualité, ou plutôt le type du miroir. Par conséquent si on veut un résultat niquel, il faut un miroir spécial, qui ne provoque pas «d'effet ghost»... Je dois encore me renseigner d'avantage la dessus. 1.1.3 Les matrices de leds. Le principe FTIR consiste à diffuser de la lumière (dans notre cas une lumière infrarouge, car invisible à l'œil nu et par conséquent quasi imperturbable par le spectre de lumière visible) dans une plaque acrylique. Lorsque l'on pose un matériau dont les caractéristiques conviennent (peau/sillicone/etc...), on crée une perturbation de la lumière qui s'échappe de la plaque, dans l'air! C'est comme cela qu'on détecte à l'infrarouge, la présence d'objets, à la surface de la plaque acrylique. Il faut donc une source de lumière infrarouge aux bords de la table, et plus il y en a, mieux c'est.! Pour ma table j'ai opté pour 2 matrices de leds, placés aux 2 bords opposés de la table comme ceci:

Pas moins de 96 leds reparties en 2 matrices, soudés et reliés à la main. Le tout est alimenté par une petite alim de 9v branchée sur le secteur. Il y a eu quelques ratés sur certaines leds, alors par endroit c'est plus ou moins éclairé... J'ai également pu voir que ce petit montage consomme beaucoup car la meilleure des piles duracell n'a tenu que quelques heures avant de rendre l'âme... :'o(, d'ou l'idée d'une alim secteur...

J'aurais pu entourer complètement la table (4 matrices), en plaçant 2 matrices de plus, le résultat n'en serait que meilleur. Voilà ce que donnent les matrices, une fois allumés et vues à l'infrarouge:

1.1.4 La plaque acrylique. C'est dans une plaque acrylique transparente qu'on va diffuser notre lumière. Attention!, il faut voir qu'ici elle ne joue pas le rôle de surface de projection! La voici, une fois intégrée à la table: 1.1.5 La camera infrarouge. Il faut une camera infrarouge pour filmer le tout. La meilleure solution aujourd'hui reste de loin de modifier une web cam classique (à angle large). Mais toutes les webcams ne se modifient pas et toutes les webcams n'ont pas les bonnes caractéristiques. Je dirais que 640*480 à 30ips, c'est bien, une meilleure résolution est bien sur plus précise, mais nécessite un pc plus puissant pour interpréter l'image. Il en est de même avec les ips: lors des mouvements très rapides, un 60fps voire plus serait meilleur, mais beaucoup plus gourmand en ressources... Pour ma table, j'utilise une Ps3Eye modifiée et elle s'en sort vraiment très bien!, si c'était à refaire j'utiliserai la même!

1.1.6 Le projecteur. Le projecteur ici, est une pièce aussi importante que chère. J'ai mis du 1024x768 comme résolution et franchement, même avec une taille de surface de projection si grande et à l'heure des résolutions actuelles, 1024x768 c'est assez petit... mais disons qu'avec une appli en fullscreen, tout dépend de l'appli... ça peut le faire... ou pas... Personnellement j'aurais préféré une meilleure résolution! Le projecteur pose pas mal de soucis: Il faut qu'il soit pas trop gros, car il faudra le fixer sur un des murs relativement fragile de la table (une chose que je n'ai pas fait sur ma table). La durée de vie de la lampe. Le projecteur chauffe énormément, un système de ventilation silencieux doit être prévu! (chez moi j'ai juste un gros ventilateur dirigé dessus) Résolution Prix

1.1.7 Surface de projection & de couplage. A ce stade la table n'est toujours pas fonctionnelle, il lui faut une surface de projection. Mais pas n'importe laquelle!, il faut que d'un coté cette surface soit agréable au toucher et de l'autre, il faut qu'elle couple avec la plaque acrylique. Le matériau qui couple le mieux avec la table est le silicone!, pour ce qui est de la surface de projection, il y a plein d'options. J'ai utilisé la moins chère et la plus moche :), : une grosse feuille de calque. Il faut étaler de la silicone liquide sur notre feuille de calque. Les produits utilisés pour diluer la silicone sont toxique à de fortes doses. Tout ça rend trop difficile à mon goût la fabrication d'une surface à la fois belle à regarder, agréable à toucher, rendant bien les contrastes, et qui couple bien avec la plaque acrylique.

Une fois sec, il n'y a plus qu'à la poser sur la plaque acrylique: Problèmes: La qualité d'image est horrible sur du calque, surtout avec la lumière allumée. Le FTIR nécessitera toujours une certaine pression sur la surface pour être efficace. Trop de pression peut causer des pliures... Du papier en guise de surface de projection, ça fait pas très pro, de plus c'est compliqué à nettoyer par exemple... 1.2 Ordinateur. J'ai fait tous mes tests sur un QuadCore Q9000 32bits / 3G de ram / 9800M GTS / Windows7. Si le pc arrive à gérer le tout, on voit qu'il travaille à fond. Le logiciel d'analyse est très gourmand. Il faut donc un PC assez rescent..., ce qui compte ici, c'est surtout le processeur! La encore ce qui fera la différence dans le modèle choisi, c'est l'utilisation à laquelle la table sera destinée.

2-Bilan de ce projet Le FTIR est une excellente technique, mais elle possède à mon goût un point noir qui, quoi qu'on fasse, sera toujours la: le fait qu'il faille exercer une pression lors du toucher. On arrivera jamais à avoir du «Zero-Force» avec du FTIR. Je conseille donc, de partir sur une méthode différente, qui permettra le «Zero-Force»: le LLP... Qu'est ce qui change avec LLP (lazer light plane) comparé au FTIR? D'une part, Il n'y a plus besoin de surface de couplage (silicone). De l'autre, on remplace les matrices de leds par des lasers aux coins de la table! La lumière ne va plus dans la plaque acrylique, mais passe quelques millimètres au dessus. Ainsi, par définition, le contact n'est même plus nécessaire, car le fesseau du laser sera interrompu par le doigt, avant même que celui-ci touche la plaque acrylique. Voici à quoi ressemble ma table finie: http://mt.devkod.com/ pour la vidéo de démonstration.