Jeu de plateforme tangible

Cahier des charges

Présentation générale du projet

Il s'agit de réaliser un système tangible qui à l'aide de cubes matérialise un niveau de jeu en 2D de type Mario. Ainsi dès le moment où nous disposons des cubes sur une surface,
ces cubes sont analysés puis ils apparaissent instantanément dans le jeu. Il est ainsi possible de modifier les niveaux pendant que l'utilisateur principal joue. On peut donc crée une infinité de niveaux.

Cahier des charges

Le dispositif devra être capable :
- De détecter des cubes matériels formant un "niveau".
- D'analyser ces cubes et de les convertir en numérique.
- De les intégrer à un jeu fonctionnant sur PC
- D'être suffisamment rapide pour que si une personne change des cubes le niveau du jeu s'actualise.

Choix techniques : matériel et logiciel

Après rendez-vous avec Mr Boé nous sommes partis sur une solution à base d'ARTag. En effet, nous allons devoir réaliser des cubes sur lesquels nous placerons des Tags qu'une webcam
pourra détecter et qu'un ordinateur pourra analyser à l'aide de la bibliothèque ARToolkit qui permet de faire du développement pour de la réalité augmentée. Il y aura plusieurs sortes de cubes
( Un cube de départ et de fin de niveau et des cubes simples de chemins ou de vides ) chacun de ces cubes aura sur lui un tag. Les cubes pourront avoir des tailles différentes selon ce qu'ils sont et ainsi augmenté le réalisme.


     

Établissement d'une liste de matériel

En ce qui concerne le matériel nous aurons besoin :
- D'une webcam pour faire les acquisitions vidéos.[Fournie 27/01/2015]
- D'une raspberry Pi pour les traiter.[Fournie 27/01/2015]
- D'utiliser l'imprimante 3D afin de confectionner les cubes pour le jeu.

Contraintes attendues

- La position de la webcam par rapport aux cubes : positionner la webcam suffisamment loin pour avoir un nombre de cubes suffisant tout en faisant attention
à la résolution de la caméra.
- Les obstacles entre la caméra et les cubes : par exemple si une personne met sa main entre la webcam et les cubes ceux-ci vont disparaître dans le jeu.
- La détection de la position des cubes les uns par rapport aux autres.

Déroulement des séances

Semaine 1 et 2

Nous avons cette première semaine tenté de comprendre les différents programmes fournis par ArToolkit pour pouvoir l'adapter comme nous le souhaitions mais également d'installer et de configurer la Raspberry. Malheureusement après plusieurs tentatives nous avons constaté que la raspberry n'était pas assez pluissante pour pouvoir faire tourner Artoolkit. Nous avons donc abandonné l'idée de la raspberry pour utiliser une webcam.

Semaine 3

A partir de cette semaine nous avons décidé de nous partager le projet, c'est-à-dire l'un de nous s'occupe de la partie jeu et l'autre de la partie Artoolkit.

Partie Artoolkit

Pour cette partie nous avons décidé d'utiliser un programme dont le code était fourni dans les exemples de la bibliothèque en le modifiant afin de le faire convenir à nos besoins. La première difficulté fut de comprendre le code car il utilise beaucoup de fonctions qui ne sont pas utiles à notre jeu de plateforme. Après analyse il a fallu supprimer toutes les fonctions d'animations 3D du programme. Après cela, il était nécessaire de pouvoir déterminer la position de plusieurs patterns de façon simultanée afin de pouvoir effectuer une comparaison de position les uns par rapport aux autres. Pour cela nous avons dû utiliser une variable qui nous est fourni dans les bibliothèques d'Artoolkit à savoir patt_trans[3][4] qui est une matrice qui nous donne les coordonnées en x,y et en z du pattern par rapport à la caméra. Cela fait, il fallait maintenant comparer les positions des différents patterns par rapport à un cube de "départ" imposé. Pour cela il faut réaliser une boucle qui va vérifier la présence des patterns et si il y a présence, sauvegarder ses coordonnées et regarder par rapport aux coordonnées de la base mais cela ne fonctionne qu'en partie pour le moment.

Partie Jeu

Pour cette partie nous avons décidé d'utiliser le langage de programmation C pour programmer notre jeu avec l'aide de la bibliothèque SDL, qui permet de réaliser des Applications graphiques comme les jeux 2D ou 3D. Cette librairie correspond donc tout à fait avec ce que nous avons besoin dans notre projet. Nous avons donc du apprendre à manipuler cette librairie et ses nombreuses fonctions à l'aide de différents tutoriels trouvés sur internet. Nous avons ensuite choisi d'utiliser la technique de Tile Mapping de cette bibliothèque. Cette technique permet de créer un niveau de jeu à l'aide d'une matrice de nombres comprises à l'intérieur d'un fichier texte. Écrire et lire dans un fichier à partir d'un programme C étant dans nos compétences déjà acquises, nous pourrons donc plus facilement faire la liaison entre nos deux parties grâce à cette technique par l’intermédiaire de fichiers texte. Nous nous concentrons donc dans cette partie plus sur la programmation du jeu, par le traitement des fichiers texte, de la création et l’interaction avec les décors (collisions) puis de l'animation.

Semaine 4

Partie Conception

Nous avons réalisé les cubes sur l'imprimante 3D et nous avons donc du modifier le code car la taille n'était pas exactement la même que celle des cubes en cartons.

Partie Artoolkit

Après avoir rencontré des difficultés avec la détection sur les trois dimensions nous avons décidé d'effectuer des tests pour une dimension afin de simplifier dans un premier temps le code. Après plusieurs manipulations il s'est avéré qu'il fallait prendre en compte que la bibliothèque rendait le programme extrêmement précis ( pour un cube immobile on obtenait une marge d'erreur de 6 pour l'axe des x et 7 pour l'axe des y ). Ainsi il a été nécessaire d'incorporer cette marge d'erreur à notre code. On a ainsi obtenu le résultat escompté :
                                             

Les différents chiffres présents dans la console identifient les patterns utilisés de la façon suivant :
1 pour le cube principal A
2 pour le cube B
3 pour le cube C etc..
Cela nous permettra par la suite lors de la programmation du jeu de pouvoir différencier des cubes représentant le sol, ceux qui représentent des tuyaux etc..

Partie Jeu

Certaines fonctions du jeu comme la fonction de création de niveau à partir du fichier texte, la gestion de l'animation du personnage et des collisions ont été réalisé et testé positivement. Nous avons ensuite implémenté une méthode de scrolling à notre programme. Des problèmes ont été rencontrés lors de la réunion de toutes ces fonctions. La solution fut finalement trouvée en équipe, nous avions oublié de prendre en compte l'animation du personnage dans le scrolling de l'écran. L'étape suivant est donc la mise en place d'une " gravité" , qui est en fait un forçage du personnage vers le bas , hors saut. Donc ensuite ajout au personnage la possibilité de sauter. Nous en sommes actuellement à ce point dans cette partie car il y a un problème de collision en l'air lors d'un saut.

Semaine 5

Partie Artoolkit

Nous avons rajouté dans le programme une fonction qui écrit la matrice du niveau dans un fichier texte afin de permettre à l'application du jeu de le lire pour pouvoir réaliser le niveau en scrolling.