Konzept

Wir haben beschlossen, die Installation als kleines Spiel aufzuziehen: Das Licht kann von einer Person gesteuert werden und die Fische folgen und knabbern auch an ihm. Ist das Licht “aufgefressen”, so kann die nächste Person spielen. Wie schon angetönt, dient das Motiv der diesjährigen Museumsnacht als Grundlage. Das Spiel soll aber nicht kompetitiv sein – klar, wer sich geschickt anstellt kann länger spielen – aber das Ziel ist, die Besucher mit der Interaktion, mit dem Licht und den Fischen zu begeistern.

Wichtig war uns vor allem eine einfache Steuerung, welche von jung und alt einfach zu bedienen sein musste. Die Wahl fiel daher auf Kinect von Microsoft, welche es möglich macht, Körperbewegungen als Steuerung zu verwenden.

Für die Animation, also die Darstellung der Fische und des Lichtes, verwendeten wir Cocos2D, ein Game Framework, welches ursprünglich in Python geschrieben wurde. Cocos2D hat sich aber insbesondere für iOS durchgesetzt und zusätzlich ist auch eine Version für Javascript verfügbar.

Um die Steuerung und das Spiel zusammenzuhängen, benötigten wir dann noch einen Eventserver, welcher die Kinectdaten erhält und diese für das Spiel aufbereitet. Also im Überblick:

Den ganzen Code findet ihr übrigens auf Github.

Komponenten

Kinect

Als Basis diente die Trackpad Beispiel-Applikation von NITE (zu den Details der Kinect/NITE-Installation haben wir einen eigenen kurzen Artikel verfasst). Diese Applikation verfolgt die Handbewegungen und überträgt sie in ein Koordinaten-System, welches aus 5×9 Feldern besteht. Die Koordinaten des gerade aktiven Feldes werden dann an den EventServer geschickt. Zusätzlich ermöglicht die Trackpad Applikation, dass der Spieler mit der Hand die Felder “drücken” kann, indem er eine Bewegung in Richtung Sensor macht. Diesen Event haben wir eingebaut um die Fische zu verscheuchen.

Mehr Infos zur Kinect Steuerung findest du im “Kinect als Maus verwenden”-Artikel.

EventServer

Der EventServer erhält die Events (neue Position & “Drücken”) von der Kinect-Komponente und wandelt die Koordinaten in einen Vektor um, der dann an das Spiel weitergegeben wird. Dank des EventServers konnten wir die ganze Installation auf verschiedene Rechner verteilen, was uns eine grössere Flexibilität beim Aufbau verlieh. Dadurch konnten wir den Sensor- und den Darstellungs-Teil besser räumlich trennen.

Hintergrundinformationen zum Spiel

Spiel

In diesem Teil werden hauptsächlich die verschiedenen Bewegungen und Eigenheiten der Fische und des Spielers beschrieben. Wer sich einen Überblick über Cocos2D und dessen Möglichkeiten machen will, findet auf der Cocos2D Seite einen guten Überblick.

Das Spiel selbst besteht aus den Fischen und dem Spieler, der durch einen Lichtkreis repräsentiert wird.

Während das Spiel läuft, wird die ganze Zeit die update() Funktion der FishGame Klasse aufgerufen, welche grob Folgendes macht:

• Falls eine Kinect verwendet wird (das Spiel kann auch mit der Tastatur gespielt werden), werden vom EventServer die Positions- und Event-Daten geholt.
• Die Bewegungen der Fische werden ausgeführt (siehe unten) und gegebenenfalls wird dem Spieler Energie entzogen.
• Der Lichtkreis des Spielers wird in die entsprechende Richtung bewegt und der Radius wird angepasst.
• Hat der Spieler keine Energie mehr, wird das Spiel beendet.

Fische

Der grösste Teil der Implementation wurde für die Bewegung der Fische aufgewandt. Ein Fisch hat verschiedene Zustände, welche bestimmen, wie er sich bewegt:

• Free: Zuerst bewegt sich der Fisch in die ungefähre Richtung des Spielers und folgt dabei einer Bézierkurve. Der Fisch entscheidet erst nach Beendigung dieser Bewegung wieder was er tun soll (Entscheidungspunkt).
• On Follow: Befindet sich der Fisch an einem Entscheidungspunkt in der Nähe des Spielers, so folgt er einer Bézierkurve, die ihn so dreht, dass er direkt auf den Spieler zu schwimmt. Der Endpunkt der Bewegung befindet sich in diesem Fall irgendwo in der unten rot eingezeichneten Fläche.

• Follow: Der Fisch folgt direkt dem Spieler, bis eine gewisse Distanz überschritten wird oder der Fisch flüchtet.
• Escape: Schlägt der Spieler ins Wasser, flüchtet der Fisch an eine zufällige Position. Diese Bewegung folgt einer Bézierkurve.

Bei den Bewegungen, die einer Bézierkurve folgen, ist folgender Punkt zu beachten:

Die Handles des Start- und des Endpunktes müssen immer in einer Verlängerung liegen, damit der Fisch keine ruckartigen Richtungswechsel macht.

Bei der Free- und Escape-Bewegung wird weiter auch der Winkel eingeschränkt, welcher der Endpunkt-Handle einnehmen kann, damit der Fisch keine allzu wilden Kurven schwimmen kann. Ohne diese Einschränkung könnte sich der Fisch am Endpunkt wieder in Richtung Startpunkt drehen. Bei verschiedenen Versuchen am Prototypen wirkte dies zu nervös.

Die Einschränkung besteht nun darin, dass der Endpunkt-Handle sich nur im 2. & 3. Quadranten um den Endpunkt befinden kann (relativ zum Startpunkt).

Spieler

Die Bewegungen des Spielers sind relativ simpel: Die Player-Klasse verfügt über einen Vektor, der die Bewegungs-Richtung und auch Geschwindigkeit bestimmt. Damit der Spieler nicht zu schnell wird, wird er mit Hilfe einer Funktion abgebremst.

Um dem Spieler zu signalisieren, dass er Energie verliert, wird der Radius des Lichtkreises verkleinert.

Dinge die verbessert werden könnten

Im Nachhinein sieht  man natürlich immer 100 Dinge, die man hätte besser machen können. Hier die wichtigsten Punkte:

• Demo-Mode: Wenn niemand spielt, erscheint die Aufforderung “Winke, um das Spiel zu starten” auf dem Bildschirm. Und die geht nicht weg. Besser wäre es, wenn sich diese Aufforderung mit einer Spiel-Demo abwechseln würde.
• Event-Server: Der Cocos2D-Teil pollt den EventServer für Updates, was kein Problem ist, da dies nur einige Male pro Sekunde geschieht. Schöner wäre aber, wenn der EventServer dem Cocos2D-Teil einfach Updates schickt, sobald diese verfügbar sind.
• Collision-Model: Könnte an einigen Stellen schön eingebunden werden.

Strahlende Gesichter

Die technischen Details, die nicht ganz perfekt sind, beeinflussten das Spiel aber auf keine Weise und an den strahlenden und teilweise auch überraschten (O-Ton: “Du verarscht mich jetzt aber, oder!? Da kann man doch sicher nicht mit der Hand spielen!”) Gesichter der Spieler sahen wir, dass wir doch einen Funken Begeisterung auslösen konnten.

Und das war es wert.

Nach einigen Tests haben wir uns dafür entschieden, OpenNI / NITE zu verwenden. Die Installation ist nicht ganz trivial, da das Framework und die Gerätetreiber nicht nur füreinander geschaffen sind. Auf 20 paper cups gibt’s aber eine super Anleitung dazu. Wenn man diese Schritt für Schritt abarbeitet, dann kommt man am schnellsten zum Ziel. Und wichtig ist wirklich, alles zu machen – wenn man z.B. in Step 1: Prerequisites ein Package vergisst, dann kann es sein, dass man den Fehler erst sehr viel später bemerkt – und die Fehlermeldungen sind nicht immer einfach zu interpretieren…

Auch wenn die Anleitung auf 20 paper cups eigentlich sehr gut ist, haben wir doch noch einige Dinge gefunden, welche dann etwas anders gemacht werden müssen. Vieles sind Details, doch dem einen oder andern könnte es über die einfachsten Probleme hinweghelfen:

• Die herunter zu ladenden Files liegen häufig in etwas anders benannten Verzeichnissen als im How-To angegeben – doch in den meisten Fällen liegen die Files dann einfach ein Verzeichnis tiefer.
• Bei Step 2: OpenNI – die heruntergeladenen Files sind nicht-ausführbar. Um zum Beispiel den Befehl “./RedistMaker” ausführen zu können, muss dieses File zuerst auf executable gesetzt werden (chmod).
• Das Gleiche gilt auch bei Schritt 3: Kinect Sensor Module.
• Wichtig ist bei diesem Schritt auch, nicht den Sensor von boilerbots (wie es in vielen Anleitungen noch heisst), sondern den von avin2 zu verwenden.

Ein anderer praktischer Link, wenn auch zum Teil etwas veraltet ist keyboardmods: Die Installations-Anleitung stimmt nicht mehr ganz, aber die Beschreibung der Beispielprogramme ist sehr nützlich.

Bei Fragen zur Installation könnt ihr euch sonst gerne auch an uns wenden. Viel Vergnügen!

Der Eggbot besteht aus zwei Schrittmotoren (einer um das Ei zu drehen, einer um den Stift zu bewegen), einem Servomotor (um den Stift zu heben/senken) und einer Steuereinheit – das Ganze auf ein anpassbares Gestell montiert. Der Preis für das Kit inkl. Versand aus den USA erschien uns jedoch ziemlich hoch…Und eigentlich ist’s ja auch keine Hexerei. Der knifflige Teil ist nur die Steuerung. Glücklicherweise ist der Eggbot ein Open Source Projekt. Also haben wir uns ein EiBotBoard bestellt, im FabLab Luzern den Rahmen gelasert, ein paar Gewinde in Metallwinkel geschnitten und in unserer Bastelkiste gekramt. Im Eggbot Wiki hat’s eine super Anleitung zum Zusammenbau und Betrieb.

Gesteuert wird der Eggbot direkt aus Inkscape, einem Open Source Vektor-Zeichnungsprogramm, es benötigt also keine Programmierkenntnisse, um die Eier zu bemalen.

Das Video zeigt euch, wie der Eggbot funktioniert.

Frohe Ostern!

Der Anlass ist öffentlich und kostet nichts – ausser ein paar Ideen, welche man im Brainstorming einbringen kann. Mehr Informationen zum nächsten Anlass sowie Anmeldeinformationen findet man auf www.innovationafterwork.ch.

“Innovation after Work” wurde von Atizo und 89grad ins Leben gerufen und ist eine offene Plattform zum Thema Innovation.

In diesem Zusammenhang sind auch die beiden neuen Spezifikationen zu verstehen:

• “CMC Profile for Attestation Identity Key (AIK) Certificate Enrollment” beschreibt, wie bei einer Certificate Authority (CA) spezielle TPM Zertifikate angefordert werden können. Solche Zertifikate können dann zur sicheren Authenfizierung benutzt werden.
• “TCG Attestation – Platform Trust Services (PTS) Protocol: Binding to TNC IF-M” beschreibt, wie man das TPM nutzen kann, um die Vertrauenswürdigkeit eines Gerätes zu überprüfen. ”Vertrauenswürdigkeit” heisst in dem Fall z.B. ob die neueste Virensoftware installiert ist, ob die Firewall korrekt konfiguriert ist, usw.

Hintergrundinformation

Die TCG hat es sich zum Ziel gesetzt, Standards im Bereich Vertrauenswürdigkeit von Geräten zu setzen. Dabei geht es v.a. um “normale” Hardware, sprich: keine, die militärischen Anforderungen folgt. Der bekannteste TCG Standard ist wohl jener, welcher das TPM (Trusted Platform Module) spezifiziert. Dieses Modul ist heute u.a. in sehr vielen Notebooks verbaut. Ist leicht herauszufinden, ob euer Notebook auch so eines hat, einfach im Bios nach “TPM” oder “TCG Security” suchen. Aber keine Sorge: Entgegen der allgemeinen Meinung ist das TPM nicht dazu da, die Kontrolle über die Hardware zu übernehmen. Das TPM kann jedoch dazu verwendet werden, um eine sichere Authentifizerung zu gewährleistungen oder – wie im oben genannten Fall – um ein Gerät auf seine Vertrauenswürdigkeit hin zu überprüfen. Das ist übrigens nicht nur Theorie: Es gibt heute schon einige Implementationen der TCG Spezifikationen. Neben den grossen Anbietern wie Juniper gibt es z.B. auch eine Schweizer VPN Lösung, die aktiv TCG Specs implementiert: strongSwan.

Links

• Trusted Computing Group
• CMC Profile for Attestation Identity Key (AIK) Certificate Enrollment
• TCG Attestation – Platform Trust Services (PTS) Protocol: Binding to TNC IF-M
• strongSwan

Wir schreiben das Jahr 2004: Facebook wird gegründet, Britney Spears geht eine dreitägige Ehe ein und man fotografiert mit 4 Megapixel Kameras. Die Casio Exilim EX-Z40 war meine zweite digitale Kamera (meine erste digitale Kamera, eine  Casio QV-10, hatte mit ihrer Auflösung von 320 x 240 Pixel zu diesem Zeitpunkt recht ausgedient) und diese verfügte über die Coupling Shot Funktion. Mit dieser Funktion konnte man die linke und rechte Hälfte eines Bildes separat aufnehmen. Die Idee war, dass ein Paar, welches gerne gemeinsam auf das Foto möchte, dies machen kann, indem zuerst die erste Person ein Foto von der zweiten auf der linken Bildhälfte macht und danach die zweite Person ein Foto von der ersten auf der rechten Bildhälfte. Das Zielsegment waren wohl introvertierte Paare, Paare die sich in extrem abgelegenen Gegenden befinden oder auch Paare, die nicht wissen, wie man den Selbstauslöser bedient.

Nachdem das erste Bild gemacht wurde, war die linke Hälfte davon transparent auf dem Display zu sehen und man konnte so den Hintergrund im Bild anpassen, damit es dann auch aussah wie ein einziges Foto. Eigentlich sehr clever, aber halt einfach ein sonderbarer Use Case.

Die Funktion verwendete ich eigentlich nie, bis ein Arbeitskollege auf die Idee kam, damit obere und untere Gesichtshälften von verschiedenen Personen zu kombinieren. Ab diesem Zeitpunkt war der Coupling Shot meine Lieblingsfunktion, aber durch die kurze Halbwertszeit der digitalen Kameras, ging diese Funktion dann irgendwann mal vergessen. Glücklicherweise sind mir dann beim Durchforsten von alten Fotos diese Coupling Shots aufgefallen und urplötzlich war die Idee für diese App da.

Manchmal lohnt es sich alt und neu zu kombinieren und ich hoffe, dass der modifizierte Coupling Shot in Kombination mit der Möglichkeit die Fotos auf Facebook zu posten, für viel Unterhaltung sorgen wird.

Damit wir die Einkäufe etwas abstimmen können, wären wir froh, wenn sich unsere Besucher kurz in diesem Doodle eintragen könnten, danke!

Unsere neue Adresse lautet per sofort:

89grad GmbH
Mottastrasse 1
3005 Bern

Die Büro-Einweihung findet am 25. August, ab 16 Uhr statt. Wer sich jetzt schon dafür anmelden möchte, darf das gerne per Email tun. Die offizielle Einladung folgt dann in den nächsten paar Tagen auf unserem Blog und den diversen Kanälen.

Fotos gibt’s, sobald die Räume eingerichtet sind…

3D Drucker? Was ist denn das überhaupt?

Einfach gesagt, erlaubt es ein 3D Drucker, Objekte auszudrucken, respektive herzustellen. Dabei gibt es verschiedene Verfahren und Materialien. Die häufigsten und gebräuchlichsten Verfahren sind:

• Plastik kann erhitzt, durch eine Düse gedrückt und Schicht um Schicht aufgetragen werden
• Metallpulver kann “verleimt” und dann erhitzt werden
• Pulver oder Flüssigkeit kann mit einem Laser verhärtet werden

Von den Materialen her kann vieles eingesetzt werden: Plastik, Metall, Porzellan – aber auch ausgefallene Dinge wie Schokolade oder Käse. Auf Youtube finden sich viele verschiedene Videos von 3D Druckern (z.B. hier).

Welcher Drucker eignet sich für uns?

Es gibt eine Vielzahl von Herstellungsmethoden und Modellen und die Frage war für uns: Womit können wir erste Erfahrungen sammeln, ohne ein Vermögen auszugeben. Wir sind dabei unter anderem auf den RepRap gestossen, einen 3D Drucker, welcher sich selber replizieren kann. Schliesslich fanden wir den Ultimaker, eine Weiterentwicklung des RepRap, welche sehr schnell drucken kann, nämlich bis zu 40cm/sec! Der Ultimaker kann Plastik (ABS und PLA) drucken, ist ziemlich handlich, kann bis zu 20x20x20cm grosse Objekte drucken und ist seit kurzem als Selbstbaukit erhältlich. Perfekt für unsere Zwecke!

Glücklicherweise startete etwa zu dieser Zeit ein Workshop im FabLab Luzern, wo eben dieser Ultimaker gebaut werden würde. In diesem Beitrag sieht man, wie die Drucker dabei entstanden. Wer sich für die Details zum Zusammenbau interessiert, findet die Bauanleitung hier.

Fazit

Der Zusammenbau des Ultimakers ist zwar gut dokumentiert. Aber trotzdem waren wir bei einigen Schritten und Details froh, andere Ultimaker-Bauer um uns herum zu haben. Der Aufwand für den Zusammenbau inkl. Elektronik betrug etwa 4 Arbeitstage.

Danach sollte man eigentlich eigene Objekte drucken können – doch in der Praxis ist’s dann noch nicht ganz so einfach. Mehr dazu in einem späteren Blog-Eintrag.

Bei Phone Slam wird dein iPhone zum Tennisschläger und mit richtigen Fore-und Backhands schlägst du deine Freunde. Das innovative am Spiel ist, dass ein Ton dir anzeigt wie der Ball von deinem Gegner gespielt wurde, und du so nie auf dein Display schauen musst.

Phone Slam bietet einen Trainings- (für einen Spieler zum Üben) und einen Match-Modus (für zwei Spieler mit zwei iPhones). Am meisten Spass macht das Spiel natürlich wenn man dem Gegner im Wohnzimmer oder Büro direkt gegenüber steht.