Détection de mouvement 3D appliquée à un jeu vidéo

Envoyé par le 27 Juin 2018

Notre projet [1] consiste en la création d’un système de détection de mouvements 3D appliqué à un jeu vidéo avec le mouvement de la main.

Nous avons constaté que les technologies Kinect sont couteuses et complexes pour beaucoup. Nous avons donc souhaiter dans notre projet,  modéliser notre propre système de détection de mouvement. Le montage a ainsi l’avantage d’être facilement réalisable. et nous avons codé un jeu vidéo comme 1ère application de ce système.

Figure 1 – Le projet (interface du jeu vidéo à gauche et montage à droite avec la main d’un joueur)

Pour réaliser le montage [2], on a besoin de :

– 6 résistances : 3 x 220K , 3x10K
– Une carte Arduino
– 3 Pinces Crocodile
– Des files
– 3 Plaques en bois
– Feuilles Aluminium

Figure 2 – Montage physique

Le montage physique consiste en la réalisation du circuit suivant:

 

PLATE1, PLATE2, PLATE3 correspondent aux plaques de bois couvertes par le papier aluminium et connectées par les pinces crocodiles.
PIN8, PIN9, PIN10 correspondent aux portes de la cartes Arduino.
Nous constituons d’une part la partie création du système de détection de mouvement et d’autre part réalisons la conception et code du jeu vidéo.

Tout d’abord, pour le système de détection de mouvements 3D il faut réaliser le montage physique et électrique. Constitué des plaques de bois et des feuilles d’aluminum, c’est plutôt rapider de réaliser la boite [2]. Nous avons accroché les pinces crocodiles à chacune des plaques avec des files accrochés à ces pinces.
Cela demande un travail plus minutieux pour le montage électrique en effet, nous avions 6 résistances (3 de 220K ohms et 3 de 10K ohms) que nous devions connecter à la carte d’Arduino et aux files connectés à la plaque.

Puis, nous avons codé en Arduino un programme permettant de récupérer les temps de décharge des feuilles d’aluminum selon le mouvement de la main dans la boite en temps réel (temps de réponse de 0,1s). Alors avec un calibrage est réalisé pour faire une analyse des valeurs obtenues en temps réel pour enfin obtenir la positon de la main dans les coordonnées cartésiennes (x, y, z). On a déterminé des valeurs de seuil pour diviser la boite deux parties : une zone haute et une zone basse selon la position de la main.

Ensuite la partie conception du jeu vidéo est réalisée en Python avec le module Pygame. Pour la première application du jeu vidéo , nous voulons un jeu vidéo avec un avatar qui bouge seulement selon un plan horizontal. Le joueur avec sa main peut contrôler la positon verticale de l’avatar qui avance de gauche à droite avec une vitesse qui augmente linéairement.

L’une des plus grosses difficultés est de réaliser la connexion entre les deux parties de notre projet : la carte Arduino qui rend compte des mouvements du joueur et le jeu vidéo. Il est facile de trouver des tutoriels sur internet proposant de coder un script Python permettant d’aller lire les informations sur le port série via lequel la carte Arduino transmet les informations. Cependant dans notre projet nous utilisons aussi une librairie nécessaire pour coder le jeu : Pygame. Il y a une mauvaise interaction entre ces deux parties du code : si une même action peut être réalisée par une frappe de clavier (ceci est un « événement » dans la terminologie Pygame), et par une lecture port série, il y a un conflit et cette dernière s’arrête. La solution (qui nous a pris longtemps à trouver !) tient à simplement supprimer les doublons : une action n’est désormais liée qu’à une seule condition, soit une action sur l’ordinateur, soit un mouvement du joueur. Le simple fait de ne pas proposer deux façons de piloter notre petit Gandalf était donc la meilleure manière de rendre notre
code fonctionnel.

Durant notre projet, nous nous sommes principalement concentrés sur la partie détection. Si à l’avenir un groupe d’élèves souhaiterait continuer le projet, il peut être très facile de ne pas réitérer nos recherches sur cette partie et de l’exploiter directement : le code sera à votre disposition. Il serait donc possible de travailler sur un jeu plus « fin ». En effet, notre système est suffisamment précis pour multiplier les commandes (nous ne proposions que deux positions, haute et basse). L’utilisations de deux modules de détections (un pour chaque main) permettrait de doubler les possibilités de pilotage. Il devient clairement envisageable de piloter un jeu de plateforme. Si le projet vous intéresse et que vous avez des questions, n’hésitez pas à nous joindre !

Vidéo de présentation

 

 

Code + explications :
https://github.com/isival/Detection-de-mouvement-3D-appliquee-a-un-jeu-video

Auteurs :
BONAUD Victoire
EL BEJI Sarah
FAVIER Mathis
VALETTE Isidore

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