Project/Multitouch Table2010. 1. 18. 00:15

FTIR Multitouch Table 최종 - ④

[ 테이블 모습 ]

     


 

동영상

역시나 카메라가 좋지 않아서 화질이 좋지 않네요.;;

      

이전 테이블보다 한층 테이블다운 모습으로 제작되었습니다.

프로젝트를 진행하면서 가장 힘든 부분은 재료구입과 실리콘 코팅 부분이었습니다. 하나하나 찾아보고 구매하러 다녀야 했기에 난해했던 부분이었습니다. 한참 후에야 모든 재료들이 파는 사이트를 알긴 했지만 너무 늦은 후였죠.^^;; 실리콘 코팅 부분은 많은 테스트와 실험을 해보았지만 아직도 완벽하지는 않은 부분입니다. 하지만 나름 괜찮은 성능을 보여주고 있습니다. 윈도우7이 발매된 현재 멀티터치가 가능한 프로그램을 제작할 수 있으므로 저렴한 가격으로 테이블을 뚝딱뚝딱 만들어 가정에서 사용한다면 보람도 있고 여러모로 재밌게 사용할 수 있지 않을까 생각합니다.

해외에는 많은 자료들이 있지만 저처럼 영어 울러증 땜에 어려움을 겪고 계시는 분들에게 조금이나 도움이 되었으면 좋겠습니다.

               

 

 

 
멀티터치를 가능하게 해주는 핵심은 TUIO프로토콜인데요.

 

Tangible User Interface Object의 약자로 OSC(Open Sound Protocol) 메시지 기반의 UDP 프로토콜입니다.

다양한 멀티터치 tracker 하드웨어와 어플리케이션들 사이의 통신 규약으로 tracking 된 정보를 abstraction 하게 바꿈으로써

다양한 언어와 환경에서 쓰일 수 있도록 규정하고 있습니다.

 

자세한 정보와 다양한 소프트웨어는 다음 사이트에서 얻을 수 있습니다.

http://www.tuio.org/

 

이를 사용해서 만든 유명한 reacTIVision 라이브러리가 있습니다.

손가락 터치는 물론 다음과 같은 215가지의 심볼을 인식할 수 있습니다.

 

구조는 다음과 같습니다.

 

오픈 소스로 다양한 응용프로그램을 만들 수 있습니다.

사이트: http://reactivision.sourceforge.net/

동영상: http://vimeo.com/channels/reactivision#7446637

 

이를 응용한 대표적인 프로그램으로 Reactable이 있습니다.

합성음을 생성하고 연주할 수 있는 전자악기로 2008년 Prix Ars Electronica 국제 콩쿨 디지털 뮤직분야 당선작입니다.

 
 
사이트: http://www.reactable.com/

 

 

 

멀티터치 참고 사이트

- 공식 사이트

http://www.nuigroup.com

- BlaXwan's 블로그

http://www.diniro.net/fabbblog/display-multitouch.html#WhatIsAMultitouchDisplay

- Christopher's 멀티터치 TV

http://nuigroup.com/?ACT=28&fid=93&aid=955_cr4TYlbkyEZ6pqtECFMH

- NUITEQ Corprate 블로그

http://www.multitouch.nl/

- 멀티터치의 모든 재료를 살 수 있는 곳, 많은 정보

http://www.peauproductions.com/

- nuigroup의 멀티터치 기술서

http://nuicode.com/attachments/download/112/First_Edition_Community_Release.pdf

- maximumpc 사이트의 멀티터치 자료

http://www.maximumpc.com/article/features/maximum_pc_builds_a_multitouch_surface_computer

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Posted by 열ㅇl
Project/Multitouch Table2010. 1. 17. 15:26

FTIR Multitouch Table 최종 - ③

[ 표면처리 ]

FTIR방식은 다른 방식에 비해 강한 터치감과 압력변화를 감지 할 수 있지만 장애 요인들이 있습니다.

- 아크릴 표면의 부드러지 못한 촉감: 터치 인식률 저하

- 외부로부터의 적외선 빛: 오작동 발생

 

스크린을 드래그 시 아크릴면과 손가락 사이가 강하게 밀착이 되지 않기 때문에 터치점을 잃어 버리게 됩니다.

손가락에 땀이 나거나 물을 묻히면 일시적으로 향상됨을 느낄 수 있습니다.

 

이를 개선하기 위한 방법으로 아크릴면과 영사지 사이에 실리콘 층을 삽입하는 방법을 많이 사용합니다.

하지만 실리콘의 두께 및 경화정도에 따라 그 성능은 매우 큰 차이가 있으며 쉽지 않은 작업입니다.

이러한 점은 FTIR방식의 단점으로 작용합니다.

 

       

                     < 기존 계층 >                                                           < 실리콘 삽입 계층 >

실리콘

본 프로젝트에서 사용한 사용한 제품들은 다음과 같습니다.

  

                <  일반 투명 실리콘 + Xylene >

철물점에서 구입할 수 있는 일반 투명 실리콘과 이를 녹이는 용매제로 Xylene을 섞어 대략 1:1의 비율로 물보다 약간의 점도가 있는 상태로 만들어 사용하였습니다. 실리콘이 다 녹을 때까지 잘 저 어 주어야 하며 섞는 과정에 생기는 공기 방울들은 도포 시 사라짐으로 신경안 쓰셔도 됩니다. 대신 이물질이 들어가지 않도로고 주의 해야 합니다. 일반 실리콘이 매우 가격이 싸기 때문에 Xylene 한통만 있으면 많이 사용할 수 있습니다. 점도에 따라 평평해지는 정도와 마르는 시간은 다릅니다. Xylene은 화공약품 파는 곳에서 구입 할 수 있습니다.

            

 

   

       < 신에츠 ke-1606 >                    < Sorta Clear 40 >

Sorta Clear 40은 가장 많이 사용하는 제품으로 nuigroup에

서 추천하는 제품입니다. 신에츠 실리콘도 이와 비슷한 제품입니다. 제품에 맞게 경화제와 실리콘을 비율에 맞게 섞어 사용하면 됩니다. 경화제를 넣고 섞을 시 뻑뻑해지는데 사용할 때는 부드러워 집니다. 시간이 지남에 따라 스스로 평평해집니다. 대략 16시간 ~ 하루 정도 사이면 마릅니다.

구매 사이트

신에츠 ke-1606 : ke-1606검색

Sorta Clear 40 : http://www.hyup-shin.co.kr/

실리콘 삽입 방법은 다음과 같습니다.

- 트레싱지, vellum, Mylar등에 실리콘 도포 후 부착

- 아크릴 표면에 실리콘 도포 후 영사지 부착

 

① 트레싱지, vellum, Mylar등에 실리콘 도포 ( 트레싱지 )

    


 

- 트레싱지를 평평한 곳에 놓습니다.

- 움직이지 않도록 테이프로 고정시킵니다.

- 재단을 위해 아크릴판을 올려 놓고 선을 그려 놓거나 테이프
  를 바릅니다.

- 실리콘을 붓고 고무 롤러를 이용하여 골고루 펴 바릅니다.

- 먼지가 들어가지 않도록 잘 덮어 줍니다.

- Tinkerman 방법에 따르면 마른 후 이를 3~4회 반복합니다.

Tinkerman 참고 영상

http://nuigroup.com/forums/viewthread/2383/

http://nuigroup.com/forums/viewthread/2197/ 

( 중간 위치에 영상 있습니다. )

 

② 아크릴 표면에 실리콘 도포

아크릴 표면에 실리콘 도포하는 방법은 롤러로 펴바르거나 틀을 만들어 커팅하는 방법이 있습니다.

      


 

- 아크릴 판을 평평한 곳에 놓습니다.

 

( 롤러 사용 시 )

- 아크릴 절단면에 실리콘이 붙게 되면 떼어내기 힘들기 때문에
  테이프를 발라줍니다. 절단면에 Xylene과 섞은 실리콘이 닿으
  면 금이 가는 현상이 생길 수도 있습니다.

- 실리콘을 붓고 고무 롤러로 골고루 펴 바릅니다.

- 이물질을 확인합니다.

- 두께는 최대한 얇게 바르는게 좋습니다.

- 시간이 지나면 스스로 평평해집니다.

 

(틀 사용 시 )

- 아크릴 보다 약간 높은 틀을 만듭니다. (1mm이하)

  : 최대한 얇은 틀이 좋다고 생각합니다.

- 실리콘을 붓고 자 같은 걸로 밀어주면서 평평하게 만듭니다.

- 이물질을 확인합니다.

 

Blaxwan의 동영상

http://www.youtube.com/watch?v=bnjeWbvVCCo&feature=player_embedded

 

- 먼지가 들어가지 않도록 잘 덮어 줍니다.

에어 스프레이 건을 이용하는 방법도 있습니다.

- 아크릴의 테두리를 테이프를 발라줍니다.

- 실리콘을 묽게 녹인 후 필터 종이를 사용하여 실리콘의 이물질을 거르며 스프레이건에 붓습니다.

- 바람이 불지 않는 곳에서 아크릴 표면에 적당한 거리를 유지하며 골고루 뿌려줍니다.

 

스프레이건에 익숙하지 않으면 까다로운 작업이지만 얇게 도포 할 수 있으므로 인식률을 상당히 높일 수 있습니다.

Christopher의 자료를 참고 하시면 됩니다.

http://nuigroup.com/?ACT=28&fid=93&aid=955_cr4TYlbkyEZ6pqtECFMH

 

실리콘 테스트 영상입니다.

트레싱지, 아크릴 + Rocso Grey

 

만족할 만한 성과는 아니지만 현재 트레싱지 경우는 괜찮은 감도가 나오고 있습니다.

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Posted by 열ㅇl
Project/Multitouch Table2010. 1. 17. 02:38

FTIR Multitouch Table 최종 - ②

하드웨어를 제작하기 전 간단한 미니 테이블을 만들어 테스트하는 것도 좋지 않을까 싶네요.

다음은 A4용지를 이용해 Front DI방식으로 만드는 동영상 입니다.

플래시로 된 데모 프로그램도 다운 받을 수 있으니 테스트 해보시면 되겠습니다.

 

http://sethsandler.com/multitouch/mtmini/ 

 

 

< 하드웨어 제작 >

 

  ① 아크릴

  전반사가 잘 일어나는 매질로써 아크릴 가게나 온라인으로 구입할 수 있습니다.

   

     본 프로젝트에서는 935mm * 701mm * 10mm

     ( 46인치 )아크릴을 사용하였습니다.

< 구매 조건 >

- 투명 색상

- 두께는 최소 6mm~10mm가 적당합니다.

- 크기는 빔 프로젝터 사양을 고려해야 합니다.( 16:9, 4:3 비율 )

- 절단면에 적외선 빛이 투과 할 수 있도록 광택 작업이 필요합니

   다. ( 절단 후 열 처리 / 레이저 가공 )

   아크릴 가게에서 열 처리를 할 수 있습니다. 레이저 가공 시 추가

   비용이 포함됩니다.

                 

                   < 광택 전 >                        < 광택 후>

 

 

 

 

  ② 적외선 캠

  적외선 카메라보다 저렴한 가격으로 웹 캠을 개조하여 만들 수 있습니다.

  일반 웹 캠의 적외선 차단 필터를 제거 후 적외선 통과 필터나 네거티브 필름( 현상된 필름 )을 장착하면 됩니다.

 

  적외선의 파장은 780nm ~ 1000nm이므로 IR Pass Filter는 780nm 이상이어야 합니다.

  또한 IR LED의 파장을 고려하여 구입해야 합니다.

 

  캠의 선택 조건은 다음과 같습니다.

  - 캠의 성능은 인식률에 영향을 미치므로 320*240 / 30fps이상이 좋습니다. (640*480 / 30fps 추천)

    ( PS3 Eye Camera, Microsoft Xbox 360 Camera, Philips SPC900NC, Unibrain Fire-iDigital Camera 등 )

 

  - 테이블 높이를 고려한 시야각

  - 쉽게 분해 가능한 제품. ( 참고 사이트:  http://www.t9t9.com/361 )

 

  본 프로젝트에서는  PS3 Eye Camera를 사용하였습니다.

      

        <  PS3 Eye Camera >          < 적외선 차단 렌즈 >                 < 렌즈 제거 후 >

 

                

          

                      < 적외선 통과 필터>                   < 네거티브 필름 >

 

  적외선 차단 렌즈를 제거 하면 초점 거리가 맞지 않아 초점이 맞지 않는 현상이 발생합니다.

  이를 해결하기 위해 제거한 렌즈의 사이즈와 같은 적외선 통과 필터가 부착된 렌즈를 대신 장착하거나

  새로운 마운트와 렌즈로 변경하여야 합니다. 렌즈와 적외선 통과 필터는 국내에서는 가격이 비싸 구할 수가 없었습니다.

  다음은 구입했었던 부품들입니다.

 
 
 

 

<2.1mm 116 Degree Wide Angle Lens>

- Extreme Wide Angle "Fisheye" Lens

- 2.1mm

- 116 Degree Horizontal Field of View (FOV)

- Screws into m12x0.5 mount

< m12x0.5 Mount >

- m12x0.5 camera mount

- Hole Distance: 18mm

- Includes: 2 screws (micro philips/star)

<IR Pass Filter - 850nm >

- 850DF10

- Diameter: 11.5mm

- Thickness: 2.9mm

- Painted Edge

                                         

                < 결합 모습 >                                 < 렌즈로 본 모습 >

 

  보시는 바와 같이 Wide Angle Lens는 화면이 약간 둥글게 퍼져 보입니다.

  본 프로젝트에서는 2.1mm 116 Degree Wide Angle Lens의 시야각 보다 테이블 높이가 높아 터치 점이 좀 작게 보여 적외선
  차단 필터를 제거한 부품에 적외선 통과 필터 만을 장착하여 사용하였습니다.

 

  PS3 Eye Camera의 참고 사이트

  드라이버 다운 및 자료: http://codelaboratories.com/home/

  분해 동영상: http://nuigroup.com/forums/viewthread/4189/ ( ※ 분해 시 무리한 힘을 주어선 안됩니다. )

  구매 사이트:

  http://www.play-asia.com/paOS-13-71-zt-49-kr-70-2c90.html ( PS3 Eye Camera )

  http://peauproductions.com/store/ ( PS3 Eye Camera 및 기타 제품들 )

 

 

 

  ③ IR LED / 프레임

  ◆ IR LED

  균일한 적외선의 도포를 위해서는 LED의 파장, 각도, 빛의 세기가 중요합니다.

 

  - 파장: 780nm ~ 940nm

  - 각도: ±48 이하

  - 빛의 세기: 80mw이상

 


 

본 프로젝트에서 사용한 LED는 다음과 같습니다.

< 오스람 SFH 345 >

- 파장: 880nm

- 각도: ±40

- 빛의 세기: 160mw

구매 사이트: http://search.digikey.com/scripts/DkSearch/dksus.dll?Detail&name=475-1112-ND

  - 회로 구성도


 

 

  ◆ 프레임

- 약 200개의 LED 병렬 구성

 

- 1옴 저항, 15옴 저항 사용

 

- 전원: 12V 정전압 전력 공급장치

 

회로 참고 사이트: http://led.linear1.org/led.wiz


 

LED를 고정시키기 위해서는 프레임이 필요합니다. 대개 ㄷ자 프레임을 사용하는데 아크릴의 모서리를 감싸줌으로써 적외선 빛이 다른 곳으로 새어 나가는 것을 방지 시켜줍니다. 프레임은 전기가 통하지 않는 재질을 선택하여야 합니다.

가벼운 알루미늄을 많이 사용하지만 구입하기가 어려워 본 프로젝트에서는 아크릴 가게에서 ㄷ자 프레임을 제작하였습니다. 

                  

 

     

- 5파이 구멍을 1.5cm 간격으로
  뚫어 LED를 장착 후 LED의 선을
  꺽어 알맞은 길이로 잘라 납땜으
  로 연결 후 글루 건을 사용하여
  고정 하였습니다. 약 72시간의
  안전성 테스트를 해보았습니다.

  이 방식은 납땜의 번거움과 많은 소요시간, 선 정리의 불편함이 단점입니다.

  IR LED strips를 사용하면 손쉽게 제작할 수 있습니다.

 

  판매 사이트:

  http://www.environmentallights.com/categories/1303_2399/infrared-led-strips

  http://www.environmentallights.com/categories/1303_2394/track-for-led-strips ( 알루미늄 프레임 )

 

  

 

 

  ④ 프로젝터 / 영사지

  프로젝터와 영사지는 화질을 좌우하는 요인입니다.

 

  ◆ 빔 프로젝터

  구매시 고려할 점은 다음과 같습니다.

  - 밝기: 최소 2000 ANSI 이상 ( 주변 환경의 밝기 고려 )

  - 영사거리: 테이블의 높이를 고려하여 선택

                  단초점렌즈를  추천 ( 짧은 거리에서 대형화면을 만들기 때문에 낮은 테이블을 만드는데 유용합니다. )

  - 발열: 대개 밀폐된 테이블 형태로 제작하기 때문에 컴퓨터에 영향을 줄 수 있어 발열이 적은 것이 좋습니다. )

  - 해상도: 아크릴의 크기를 고려하여 선택.

  

본 프로젝트에서 사용한 프로젝터입니다.

< Benq 512T >

- 2200 ANSI

- 2500 : 1 명암비

- 단초점 렌즈

- 약 1M거리 70인치 영사

- 약 100만원

구매 사이트: www.edus4.com

 

                                             

 

             < 일반 프로젝터와 비교 >

  참고 사이트:

  http://robertpriewasser.com/stuff_projects/programming/rearproject/shockwave/index.html 

  ( 프로젝터와 거울을 이리저리 배치시켜보며 영사 거리와 크기를 확인할 수 있는 프로그램 )

 

  해외 단초점 렌즈 프로젝터 판매 사이트:

  http://www.projectorpeople.com/resources/short-throw.asp

                                                             

 

  ◆ 영사지


 

- 트레싱지

화방에서 쉽게 구입할 수 있고 가격이 매우 저렴합니다.

화질은 선명하지는 않습니다.

 


 

- Rosco Grey

가격은 저렴하나 국내에서 구입할 수 없습니다.

외부로부터의 적외선을 어느 정도 차단시켜주는 역활을 합니다.

가격에 비해 좋은 화질을 보여줍니다.

많이 사용하는 영사지입니다.

구매 사이트:

http://www.rosco.com/us/screens/roscoscreen.asp#Grey       

  참조 및 구매 사이트:

  http://www.peauproductions.com/diff.html
 

 

 

  ⑤ PC

  소프트웨어를 WPF로 제작한점과 LED전원을 고려하여 그래픽 카드와 파워 서플라이를 구매하였습니다.


 

- 인텔 듀얼 코어 1.8GH

- 2G Memory

- Geforce 9600GT

- 160g HDD

- 450W Power Supply

 

 

  ⑥ 프레임

  - 재질: 합판

  - 높이: 80cm

  - 가격: 대략 10만원

  - 환기를 위해 쿨러 장착

  - 아크릴과 LED 프레임을 고려하여 상판 덮개를 분해 할 수 있도록 제작.

 

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Posted by 열ㅇl
Project/Multitouch Table2009. 6. 11. 16:11

FTIR을 이용한 멀티터치 스크린 테이블 - 8. 완성 및 시연

6월9일 화요일 종합설계 최종 발표 및 시연을 하였습니다.

모두의 큰 호응과 환호 속에 저희 'Accent' 팀이 1등 최우수상을 수상하였습니다. ^^

한팀 당 주어진 시간이 5분인데 그 시간안에 발표와 시연을 모두 하려 하니 굉장히 촉박하였는데여..

시연을 못한 팀도 다수 있었지만 저희는 다행히 시간안에 시연까지 완료하였습니다.

 

그 동안 처음 다루어 보는 하드웨어라 경험이 없어 시행착오도 많고 힘이 들었지만

이렇게 발표를 하고 나니 보람됩니다.^^

3개월 시간동안 재료 구입 지연으로 2개월을 허비하고 한달 여만에 부랴 부랴 만들게 되었습니다.

그동안 지도해주신 '김병규'교수님과  조원 모두에게 감사드립니다.

 

저희 'Accent'팀은 5명으로 구성되어 있고 소프트웨어 개발 목표는 회의 시스템과 유아 교육 시스템이었지만

현재는 회의 시스템만이 완성되었습니다. 추후 유아 교육 시스템도 개발 예정입니다.

 

다음은 하드웨어모습과 영상처리 모습, 시연 하루 전 연습한 동영상입니다.

학생신분이라 저렴하게 하기 위해 하드웨어 표면을 스티로폼을 재활용하여 좀 허접합니다. ^^;

 

시연 컨셉은 의상 회의로 정하여 그에 따라 연출 하였습니다.

핸드폰으로 촬영한 것이라 화질이 좋지가 않습니다. ;;

 

다음은 프로그램을 실행하는 모습을 화면 녹화한 영상입니다.

회전 및 크기 조절할 때 마우스로 하려니 자연스럽게 되지가 않네여 ^^;

전체 화면 녹화했는데 위 아래 전체 검은 테두리는 먼지..

 

 

다음은 ppt입니다.

 

교수님과 저희 조 사진입니다. 하얀색에 무지개 티가 접니다. ^^;

 

1등 상금으로 문화상품권 20만원을 받았습니다.

5명이라 한명 당 4만원이라는 ;;

 

상장입니다. ^-^

 

 

 

 

 

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Posted by 열ㅇl
Project/Multitouch Table2009. 6. 4. 22:27

FTIR을 이용한 멀티터치 스크린 테이블 - 7. TouchLibray 사용법

드디어 프로젝트를 완성하고 최종 발표만을 남겨 놓고 있습니다.

오늘 종합 설계 수업시간에 분반 별 발표를 하였는데 교수님 및 모두의 큰 호응에 정말 기분 좋은 하루였습니다.^^

재료 구입의 지연문제로 한달도 안되는 짧은 기간에 하드웨어와 소프트 웨어를 구현하느라 힘은 좀 들었지만 굉장히 보람차네요.

아직 시연 동영상은 찍지를 못하였지만 곧 올리도록 하겠습니다.

 

touchlibrary를 사용하여 현재는 괜찮은 터치 인식률을 얻었지만 처음엔 둔감한 터치인식률과 현 좌표와 터치 좌표의 불일치로 적지 않은 고민을 하였습니다.

touchlibaray 홈페이지에 사용법이 있지만 저희 처럼 영어에 약한 분들을 위해 ^^;;

조금이나마 도움이 됬으면 하는 생각에 제가 알고 있는 TouchLibrary사용법을 알려드리겠습니다.

 


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. 영상처리

config.bat 파일을 실행시키면 6개의 창이 나타납니다.

위의 3개의 창은 원영상, mono, smooth를 적용한 영상을 보여주며

아래 3개의 화면은 사용자가 값을 조정해가며 영상의 질을 개선할 수 있습니다.

첫 번째 창은 경계(threshold)값을,

두 번째 창은 밝기(brightness), 명암대비(contrast) 값을,

세 번째 창은 레벨(level) 값을 조정 할 수 있습니다.

 

첫 번째 창에서 'b'버튼을 누르게 되면 배경의 화면을 나오거나 나오지 않게 할 수 있습니다. 이 threshold 값이 매우 중요합니다. 너무 크거나 작아도 터치 감도가 좋지 않습니다. 두 번째 창도 역시 어느정도 밝은 가운데 명암대비를 해야 합니다. 그 후 손가락을 누른 상태에서 이리저리 움직여가며 하얀 점이 끊기지 않고 잘 움직이는지 확인하며 세번째 창의 레벨 값을 조정해 줍니다.

 

저희는 그리하여 저희 환경에서 인식이 잘 되는 값을 찾을 수 있었습니다.
threshold: 32        30

brightness: 125    146

contrast: 208       223

level: 30                 90

 

그 후 Enter를 누르시면 화면이 변하게 되는데 x를  누르시면 현재 값이 저장이 됩니다. Esc를 눌러 종료 후 다시 실행시켜 확인합니다.

 

2. 터치 영역 설정

가장 중요한 부분이 터치영역을 설정해 주는 것입니다.

다시 프로그램을 실행시켜 Enter를 누르면 화면 전체에 녹색의 '+'모양이 나타납니다. 화면 좌상단에는 현재 캠의 영상이 비추어지는데 캠이 스크린 전체를 비출 수 있도록 캠을 조정합니다.

조정이 완료 되면 'c'를 누릅니다.

좌상단 모서리 '+' 부분에 빨간색 화살표가 생기게 됩니다.

이제 부터가 중요합니다.

그 '+' 부분을 누르게 되면 전체 화면의 색깔이 하얗게 변하게 되고 띄게 되면 빨간 화살표가 다음 '+'로 이동하게 됩니다. 그렇게 차례로 끝까지 누르게 되면 터치 영역 설정이 마치게 됩니다. 역시 'x'를 눌러 저장 후 종료합니다.

주의할 점은 눌렀을 때에만 빨간 화살표가 이동하여야 합니다. 그렇지 않으면 좌표가 맞지 않게 됩니다. 이제 설정된 영역안에서만 터치가 이루어지게 됩니다.

 

나머지 기능들에 대해서는 아직 잘 모르지만 혹시 아시게 되면 알려주시면 감사하겠습니다. ^^

이상 조금이나마 도움이 되셨으면 하는 바램을 가지고 마치겠습니다.

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Project/Multitouch Table2009. 5. 24. 02:20

FTIR을 이용한 멀티터치 스크린 테이블 - 6. 영상처리 테스트

테스트

 

이제 어느 정도 하드웨어 설계가 마무리 되어 가기 때문에 소프트 웨어 구현을 위하여 터치 인식을 테스트 해보기로 하였습니다.

우선 다음과 같이 기역자 앵글을 잘 고정시키고 적외선 빛이 세어 나오지 않도록 꼼꼼하게 막아줍니다.

특히 LED 아래 부분에서 빛이 많이 세어 나오기 때문에 잘 가려주어야 합니다.

또한 LED부분과 물체가 닿으면 적외선이 반사가 되어 인식 될 수 있으므로 닿을 수 있는 부분에 절연 테이프로 감아줍니다.

 

 

Touchlib Beta v2.0

현재 여러 프로젝트에서 touch 라이브러리로 많이 쓰이고 있으며 이번 테스트에 사용하기로 하였습니다.

open cv를 사용하여 캠에서 입력받은 영상을 이진화 시켜 잡음 제거등 영상처리를 통하여 전반사된 빛의 좌표를 TUIO 프로토콜을 사용하여

통신합니다. V1.0 보다 V2.0이 더 사용하기 쉽고 성능이 좋은 것 같습니다.

 

Down: http://nuigroup.com/touchlib/downloads/ 

 

파일을 다운 받아 압축을 풀어 폴더에 들어가게 되면

Config.bat, Server.bat, Vision.bat의 3개의 배치 파일이 존재합니다. 그리고 다른 폴더에는 예제들이 포함되어 있습니다.

 

사용법은 http://nuigroup.com/touchlib/tutorials/를 참고 하시면 됩니다.

 

일단 Config.bat을 실행 시키면 캠 화면에 대한 설정 후 6개의 창이 뜨는데 영상처리 되어 지는 과정을 보여줍니다.

아래 3개의 창으로 자신의 어플리케이션에 맞게 영상을 조정할 수 있습니다.

B 를 누르게 되면 배경 화면을 제거 해줍니다. 또한 설정된 값을 저장하기 위해서는 엔터 버튼을 누른 후 X를 누르시면 저장이 됩니다.

 

테스트 영상입니다.

 

 

이제 테스트 위해서 Vision.bat를 누르시면 Listener가 작동되어 전반사 되어진 곳의 좌표를 TUIO프로토콜을 통해 통신하게 됩니다.

어플리케이션을 실행시켜 테스트 합니다.

 

테스트 영상입니다. 



 

 

아직 프로젝터와 카메라의 위치도 정확히 맞추지 않고 테스트하여 터치 좌표가 정확히 일치 않습니다.

카메라 또한 영상인식이 좀 느린 부분이 있습니다.

그래도 어느 정도 인식률이 나오기 때문에 소프트웨어 구현을 시작하며 하드웨어 보완을 진행할 계획입니다.

테이블안으로 들어오는 빛들을 제거하기 위해 합판 같은 재료로 테이블 옆면을 막기로 하였습니다.

 

빔프로젝터에서도 다량의 적외선이 나오기 때문에 적외선 차단 필름을 붙이면 좋지만 단가가 비싸기 때문에 아직 고려중에 있습니다.

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Posted by 열ㅇl
Project/Multitouch Table2009. 5. 24. 01:28

FTIR을 이용한 멀티터치 스크린 테이블 - 5. 테이블 프레임 및 LED 회로 만들기와 설치

테이블 프레임(뼈대) 제작

아크릴,적외선카메라, 빔프로젝터가 준비된 상황에서 이제 이것들을 지지해 줄수있는 프레임이 필요했습니다.
프레임 설계에 있어 우선적으로 고려한점을 알아보면,
ㆍ 아크릴과, 빔프로젝터, 컴퓨터의 무게를 버틸 수 있는 튼튼한 재료
ㆍ 빔프로젝터의 영상이 아크릴에 가득 영사 될 수 있는 적당한 높이
ㆍ 적외선 카메라가 아크릴의 전체 영역을 볼 수 있는 적당한 높이
이 중 적당한 높이를 실제 테스트 전에는 정확히 알기 힘들기 때문에, 높이를 쉽게 조절 할 수 있는 방법을 택하기로하고 그 재료로써 위의 3가지 조건을 모두 만족시키는 '알루미늄 프로파일'을 선택하게 되었습니다.

 프로파일은 무게가 가볍고, 조립이 간편하며, 절단을 통해  크기(높이)의 조절이 비교적 용이하기 때문에 정확한 스펙을 모르는 상태로 테스트를 하며 위치를 잡아야하는 상태에서는 좋은 재료였습니다. 20 * 20 크기의 얇은 프로파일을 선택하여 브라켓과 고정볼트를 사용하여 조립하여 전체적인 프레임을 만들었습니다.

 

다음은 여러 각도에서 본 완성된 테이블 프레임의 여러각도로 본 모습입니다.

 


< 정 면 >

 

< 옆 면 >

< 후 면 >

< 아래 면 >

 

LED 회로 만들기와 설치
처음 테스트시엔 LED를 납땜으로 연결하였지만 LED의 간격이 1.5cm로 가깝기 때문에 굳이 몸에 좋지 않은 남땜질 보다는 LED 선을 꼬아서 연결하기로 하였습니다. LED 7개와 3.3 저항 하나를 한 세트로 만들어 여러개를 연결시켰습니다. 구멍의 개수로 인해 3~4개의 LED를 연결해야 할 때가 있는데 이 때는 100 저항 하나를 연결하여 사용하였습니다.


 

 

 

1. LED를 -, +, -, + 순으로 7개를 뺀지 같은 공구를 사용하여 꼬
    아 줍니다. +, - 구별법은 긴 선이 + 인데 저렇게 꼬아 놓으면
    헷갈릴 수 있습니다.
    그럴땐 전구 안의 사다리꼴 모양을 보면 됩니다.
    넓은 면이 -이고 좁은 면이 +입니다.

 
2. 맨 끝 -에 저항을 연결합니다.
     꼬아져 있는 LED끼리 합선이 되지 않도록 절연테이프로 감아
     줍니다.

 


3. 맨 끝 +와 저항에 전선을 연결합니다.
    이 때 전선 길이는 손 한뼘  정도가 적당합니다.
    나중에 전선을 연결 할때 +, -가 헷갈리지 않도록 선의 모양으로
    구별 할 수 있도록 하면 좋습니다.

 


4.  저항과 +에 전선과 연결된 부분에 합선이 되지 않도록 절연테
     이프나 수축튜브로 감싸줍니다.

 


5. 구멍을 낸 기역자 앵글에 한 세트씩 넣습니다.
    이 때 끝과 끝의 전선이 같은 선이여야지 선 연결하기가 편합
    니다. ( +, -, - +, +, - 이런식으로 )

 

 

6. LED가 나오지 않도록 고정시켜줍니다.
   사진은 절연테이프로 임시로 붙여놓았습니다.
   현재는 글루건을 사용하여 고정시켰습니다.

 

 


7. 양 방향의 아크릴과 LED의 간격이 동일하게 조정한 뒤 테이프
     로 고정시켜 줍니다. 같은 선들끼리 연결 한 후 LED 전원 공급
     기와 연결합니다.
     아크릴면의 중앙에 위치시키는 것이 좋습니다.

 

 

 

 

 





8.  선 정리를 합니다. (완성)


다음은 저희 선 연결에 대한 간략한 모습입니다.

 

 

 

 

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Posted by 열ㅇl
Project/Multitouch Table2009. 5. 23. 17:53

FTIR을 이용한 멀티터치 스크린 테이블 - 4.적외선 LED와 아크릴판

FTIR 현상이 일어나게 하기 위하여 적외선LED(IR LED)를 구성하는 방법을 알아보겠습니다.
재료로 적외선 LED와 전반사를 잘 일으키는 매질중 하나인 아크릴판이 필요합니다.

적외선 LED(IR LED)

  - 적외선 LED의 스펙에 따라 터치성능에 많은 영향을 미치게 됩니다. 일단 LED의 확산성과 직진성이 성능
    에 많은 영향을 끼치게 됩니다.
    IR LED의 구매에서 어려움이 많았는데요; 일단 오프라인으로 구할 만한 판매처가 없었습니다.(이곳 지역
    이 천안이라서 그런걸지도;)
    저희가 알아낸 오프라인 판매처는 용산 전자상가, 청계천 정도가 있습니다.  대신 온라인 판매처가 몇군데
    있는데 외국 쇼핑몰로 Digikey가 있으며, 국내 쇼핑몰에는 iC114가 있습니다.    
    저희는 해외 결재의 어려움이 있어서, 국내 사이트를 이용했으며, SI5312-H모델을 사용하였습니다. 이
    모델의 자세한 스펙은 이곳을 참고 하시면 됩니다. 구성에 따라 다르지만 아크릴의 옆면에 15mm 간격
    으로 led를 장착한다면 예비까지해서 약 250개 정도의 led가 있어야 합니다(4방향 모두 장착했을시..)

LED 전원 공급장치

   - LED 전원 공급으로 SMPS(Switching mode power supply)를 사용 하였습니다.
     LED 전원 공급장치로 PC에  사용하는 파워서플라이를 사용해도 되지만, 간단히 쓸수 있는 위 모델을 발
     견하여 선택하게 되었습니다.
      (모델명 : MP30W12V) 구매가격 : 약 20,000원

아크릴 판
  - 아크릴판은 천안의 아크릴 가공점에 가서 쉽게 구입 하였습니다. 아크릴 가공하는 업체는 여러곳에 있으
    니 쉽게 구입하실 수 있을것이라 생각됩니다. 아크릴의 전반사는 두께 8mm이상일때 가장 잘 일어납
    니다. 그래서 저희는 가로800*세로600*두께10mm짜리를 구매하였습니다. 아크릴 구매시 옆면을 투
    명하게 가공하여 달라고 해야합니다.
    그래야만 led를 옆면에서 투과 시켰을 경우 빛이 잘 들어가게 됩니다.
    업체에 따라 가격이 다르겠지만 저희는 약 45,000원에 구매를 했습니다.
    사진에서의 아크릴은 나중에 설명하겠지만, 아래에 트레싱지를 붙이고 테두리에 알루미늄테이프를 붙인
    모습입니다. 원래 처음 구입하면 투명한 모습입니다.


LED 회로구성
  - LED와 전원 공급 장치가 있다면 회로 구성을 해야 합니다. 전원과 LED의 스펙을 확인 하시고 V=IR의 공
    식에 맞도록 구성 하시면 되는데, 이런 간단한 구성도 하드웨어를 처음 접하는 저에게는 난관이었습니다.
    LED Center라는 사이트에서 전압과 저항 갯수를 입력하면, 회로로 구성해 주어서 도움을 받았습니다.
    위의 회로처럼 9개를 직렬구성에 3.3옴짜리 저항을 1셋트로 하여 병렬 구성을 할 수 있습니다. 실험 결과
    LED가 7개를 1셋트로 구성하여도 터지거나 하지 않아 밝기를 높이기 위해 7개를 선택 하였습니다.


아크릴판과 LED회로 고정
                                                  - 2mm앵글에 구멍을 뚫은 모습 -
  - 이제 각종 재료와 정보를 알았으므로, 아크릴판의 옆면에 LED를 고정 시켜야 합니다. LED를 아크릴판 옆
    면 에 고정 시키는 방법은 여러 방식이 있을 수 있지만, 저희는 20mm 앵글을 사용하여, 15mm간격으
    로 구멍을 뚫어서 LED를 고정 시켰습니다. 앵글 구매는 '프로파일'가공해 주는 가게에서 할 수 있으며, 아
    마도 그 곳에서 구멍을 뚫어주지 않을 수도 있습니다. 저희는 직접 핸드드릴을 이용하여 가공하였습니다.
    20mm앵글의 길이는 800mm 두개 570mm 두개를 사용하여 아크릴판의 둘레를 완전히 감쌀 수 있도록
    구현 하였습니다. 이 이외에도 아크릴 옆면에 직접 5φ짜리 구멍을 내어 LED를 그안에 넣는 방법을 사
    용 할 수도 있습 니다.

 ※ 글내용중 등장하는 쇼핑몰이나 부품의 특정 모델들은 단지 저희가 사용해 본 제품일 뿐입니다. ※

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Posted by 열ㅇl
Project/Multitouch Table2009. 5. 23. 17:50

FTIR을 이용한 멀티터치 테이블 - 3. 적외선 카메라 만들기

FTIR 방식의 Multi Touch Screen의 주요 부품인 적외선 카메라 제작하는 방법을 알아 보겠습니다.
적외선 카메라를 직접 구매하여 할수도 있겠지만 적외선 카메라의 경우 비교적 고가이기 때문에 학생 신분에서 저렴하게 구입 할 수 있는 캠을 사용하여 개조하는 방법을 썻습니다.


T9T9 Research Center 블로그를 통해
여러 캠들 중  V-GEAR TALKCAM TRACER CCD 모델이
개조가 쉽다는 정보를 얻어, 캠을 구매 하였습니다.



일반적인 캠에는 적외선을 차단하는 렌즈가 있습니다. 우리는 적외선을 받아들이는 적외선 카메라를 제작해야 하기 때문에 적외선 차단 렌즈를 제거 해야 합니다.  또한 가시광선을 받아들여서는 안되기 때문에 가시광선 차단 필터를 부착해야 합니다.

적외선 차단 렌즈 제거

캠의 렌즈부분을 손으로 돌리면(시계 반대방향) 쉽게 좌측과 같이 분리가 됩니다.
잘 보이지 않지만 맨 윗부분 적색으로 보이는 부분이 적외선 차단 렌즈입니다.
렌즈 제거는 속에 있는 다른 렌즈가 다치지 않도록 렌즈에 압력을 가해 깨면 됩니다.
렌즈위에 투명테잎을 붙이면 렌즈 파편을 쉽게 제거 할 수 있습니다(T9T9 블로그 참조)

가시광선 차단 필터 장착
가시광선을 차단하기 위하여 일반인도 쉽게 구할 수 있는 카메라의 필름을 사용 할 수 있습니다.
적외선 차단 렌즈를 제거한 자리에 필름을 알맞은 크기로 잘라 넣어 줍니다.
주의하실 점은 필름은 새필름이 아닌 '현상'한 필름을 써야 합니다.(요즘 필름을 안써서 현상한 필름 구하는것도 쉽지 않더군요;;) 사진관에서 현상하고 남은 걸 얻어오시거나 새 필름을 그냥 현상해 달라고하셔야 합니다.

     
        필름을 붙여서 테스트를 해보고, 가시광선 양에 따라 
        2장을 곂쳐 붙이셔도 됩니다.
        저희 같은 경우는 필름을 두장 곂쳐 붙였더니 그제서야
        잘 되는 것을 확인 하였습니다.
                                                                                                 
- 필름을 카메라 렌즈에 붙인 모습 -                                       
최종 완성된 적외선카메라로 본 영상

 
팔에 있는 핏줄이 다 보여서 좀 징그럽습니다; 아마도 적외선의 영향이겠죠?

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Posted by 열ㅇl
Project/Multitouch Table2009. 5. 3. 15:20

FTIR을 이용한 멀티터치 스크린 테이블 - 1. 개요

최근 사용자의 경험 UX(User Experience) 분야가 화두가 되고 있습니다.
몇년전가지만 해도 UX보다는 제품의 용량이나 속도같은 양적인 측면이 강조되었지만
이미 용량이나 속도가 많고 빨라진 만큼 양적인 측면은 그렇게 중요하지 않다고 생각합니다.

UX라고 하면 사용자가 제품을 사용하는 UI로 이루어 지는 경우가 많이 있습니다.
그중 우리는 최근 많이 사용되는 멀티 터치를 사용하여 흥미와 좀더 조작하기 쉬운직관적인 인터페이스로 사용자들의 참여를 유도해 보려고 합니다.

현재 우리가 만들려고 하는 멀티 터치형 테이블탑(?) 형식의 컴퓨터는 이미 작년에 MS사에서 Surface 라는 제품을 상용화 하였구요.(대략 1000만원), 터치 방식은 ipot이나 각종 휴대폰에도 많이 적용되어 친숙해진 상태입니다.

터치를 인식하는 방법은 적외선의 전반사를 이용한 FTIR(Frustated Total Internal Reflection) 현상을이용할 생각이구요.

아직 구체적인 하드웨어 스펙은 정해지지 않았지만 800*600정도의 대형 스크린으로 구현할 생각입니다.

앞으로 6월 중순까지(약 3개월)간 진행할 프로젝트이고 하드웨어나 소프트웨어 구현 중간중간 진행사항을 포스팅하도록 하겠습니다.

이미 FTIR 방식은 많이 알려진 방식이지만 구체적인 하드웨어 스펙(저는 소프트웨어만 다뤄보아서)에 대한 정보는 얻기 힘들더군요..

그리고 소프트웨어로는 구체적으로 정하지는 않았지만 멀티 터치를 활용할 수 있는  좀 실용적인 컨텐츠로구현해 보려고 합니다.

지금은 자료 수집 중이고요 각 부품들의 자세한 스펙은 다음주에 부품들을 구입하여 만들어 보는대로다시 포스팅 하겠습니다.  

 밑에는 MS의 Surface 동영상입니다.

 

 

동영상 출처: ( http://blog.naver.com/clover0513/58078413 )

 

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Posted by 열ㅇl

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