Dr EM » Blog Archive » Multitouch table

Multitouch table

Premier test de mon écran multitouch… Les détails de la construction du dispositif sont dans ce post (je précise que pour voir l’article dans son entièreté, il suffit de cliquer sur le titre ou sur le [...]) ci-dessous.

Il y a 4 mois, j’ai présenté une première version de l’installation “Homeostatic” lors de mon jury de fin d’études. La navigation dans le flux des mots des dépêches se faisait via un bic modifié pour émettre une lumière infrarouge, en somme un dispositif de pointage qui ne différait de la souris que par le fait que l’on cliquait directement sur la surface de projection (certaines palettes graphiques-écrans fonctionnent de cette façon). J’avais déjà dans l’idée de faire évoluer l’interactivité vers quelque chose de plus tactile, et surtout multi-entrées; au lieu d’avoir un curseur dirigé par une souris ou un bic, avoir autant de curseurs qu’il y a de points de contact avec le dispositif (si 10 doigts touchent l’écran, les 10 points doivent être interprétés). Bref, construire une table multitouch, permettant de travailler sur l’interactivité de manière plus poussée. J’ai donc entrepris la fabrication de cette table (avec le soutien d’iMAL) fin juillet (actuellement, ce n’est pas une table mais un écran; la structure de la table sera conçue une fois que le dispositif sera opérationnel).

Il existe deux types d’approches pour construire un écran multitouch: se baser sur le système “DI” (”diffused illumination”) ou sur le système FTIR (”frustrated total internal reflection”). La première est celle utilisée par la table “Surface” de Microsoft:

des projecteurs de lumière infrarouge sont placés en dessous de l’écran (3). Une caméra infrarouge “regarde” l’écran. Lorsque l’on touche l’écran, la lumière est reflétée vers la caméra.
Le problème de ce dispositif est que le calibrage est assez difficile à réaliser: la lumière n’est pas reflétée lorsque l’on touche la table, mais lorsqu’un objet n’est pas trop loin par rapport à la lumière envoyée. En bref, le système est trop sensible par défaut; la différence entre un objet qui est en contact avec l’écran et un objet qui est placé au dessus de l’écran sans le toucher est extrêmement subtile.

La seconde approche est celle présentée par Jeff Han lors de sa conférence au TED 2006:

Des leds infrarouges sont placées le long des bords d’une plaque de plexi. La lumière projetée à l’intérieur de la plaque se retrouve “emprisonnée” et se reflète sur toute la surface. Lorsqu’il y a contact avec la plaque, elle est redirigée vers la caméra. L’inconvénient: si le contact avec la plaque n’est pas franc, la quantitée de lumière envoyée à la caméra ne sera pas suffisante pour obtenir un point net. Il faut donc trouver un moyen de rendre le dispositif le plus sensible possible.

Les deux approches se valent plus ou moins, le système FTIR étant moins sensible à la lumière ambiante, il est plus facile à calibrer et ne nécessite pas forcément de placer l’écran sur un caisson. C’est donc celui que j’ai choisi, mais c’est aussi ce qui m’oblige actuellement à trouver une astuce pour augmenter la sensibilité de la plaque. J’y reviendrai à la fin de cet article.

Je me suis basé sur plusieurs sources d’informations pour réaliser l’écran:

- ce tutoriel sur instructables.com
- les forums de nui (natural user interface) group
- ce blog, cet autre blog, cette page, ce pdf, et encore un autre blog

La première chose nécessaire, et c’est aussi ce qui coûte le plus cher (sans prendre en compte le projecteur), est une plaque de plexiglass dont les dimensions sont celles de l’écran désiré (dans mon cas, 1m sur 1m ce qui constitue une surface suffisament grande pour imaginer des interractions avec plusieurs utilisateurs). L’épaisseur de la plaque doit être de plus ou moins 1cm, 8mm dans mon cas.

Second élément: les leds infrarouges. J’ai choisi de placer des rails de leds tout autour de la plaque, ce qui n’est pas forcément nécessaire: en théorie deux rails placés sur deux côtés devraient suffire. C’est à tester, mais il faut garder à l’esprit que plus il y a de lumière, meilleure sera la qualité des points lumineux. Les leds ne doivent pas être trop espacées mais ne peuvent pas non plus être trop proches, sinon elles risquent de chauffer. Je les ai espacées de 4 cm, j’ai donc utilisé 100 leds en tout.

Les leds sont des OSRAM SFH485, commandées en ligne sur digi-key.

3ème élément: 4 profilés en aluminium pour réaliser le cadre dans lequel les leds se placeront. La plaque de plexiglass doit pouvoir être insérée à l’intérieur du cadre, les profilés doivent donc avoir juste l’épaisseur nécessaire pour y insérer la plaque. Si l’épaisseur est trop grande par rapport à l’épaisseur de la plaque, il faut boucher l’espace vide avec du silicone noir afin d’éviter toute perte de lumière (je n’ai pas eu besoin de le faire puisque les dimensions correspondaient). Les dimensions de mes profilés: 1100*20*8mm.

Chaque extrémité des profilés est coupée à 45° pour réaliser le cadre.

J’ai placé 25 leds par profilé, il m’a fallu donc forer 25 trous de 5.4mm par profilé.

Les leds sont soudées par séries de 5. J’ai donc par rail de leds 5*5séries de leds en parallèle. Pour chaque série, il m’a fallu une résistance de 47ohm et de 1W. Le tout est alimenté en 12v.

Pour calculer le nombre de leds à mettre en série, et la valeur de la résistance nécessaire, il existe un outil en ligne: le “led series parallel array wizzard“

La lumière infrarouge n’étant pas visible à l’oeil nu, il faut forcément passer par un appareil photo ou une webcam pour tester le circuit.

Le dispositif fonctionne, mais, et c’est un inconvénient propre au FTIR, n’est pas extrèmement sensible. Il faut exercer une légère pression pour avoir un point lumineux, et les gestes ont du mal à être perçus. Ce serait suffisant pour utiliser les doigts comme “pointeurs” mais peut-être pas pour jouer réellement avec les gestes des utilisateurs. Pour remédier à ça, il existe une solution: appliquer une très fine couche de silicone dirrectement sur le plexi ou sur la surface de projection si celle-ci se place au dessus du plexi. Le sillicone permet d’établir un contact beaucoup plus rapide avec le plexi au toucher. Ce sera vraissemblablement la prochaine étape.

17 October 2008 | FLUX, Labo | Comments

15 Responses to “Multitouch table ”

1 Marc Wathieu 20 October 2008 @ 14:32

Wow ! Excellent reportage !!!
ça prend une vraie ampleur, je me réjouis de voir ça en vrai !

Bon travail pour la suite,

Marc.
2 kant 20 October 2008 @ 19:36

En effet, super reportage et du travail de pro. J’ai hâte de voir le prochain post
3 psykolio 22 October 2008 @ 13:59

Merci! Le prochain post est pour bientôt…
4 multipass 6 November 2008 @ 10:45

Super projet que je vais suivre avec bcp d’intérêts!

Perso je découvre a peine le domaine multi touchs et pour le moment je recherche encore la meilleur technique pour tenter de me faire une “simple tablette” (17ou19pouces) avec un soft capable de bien géré le multi clics.
Le but étant d’utiliser a la main uniquement des softs audio type Ableton live/Ardour…
Mais je rêve éveillé peut-être…

http://nuigroup.com/forums/viewthread/1982/
5 psykolio 23 November 2008 @ 19:56

Salut multipass, le plus simple à mon avis pour toi, comme tu veux limiter la taille de ton écran à du 17 ou 19 pouces, est de te lancer dans la construction d’une tablette avec écran lcd. Le principe c’est d’enlever tout ce qu’il y a derrière la matrice lcd de ton écran, qui, étant transparente, peut laisser passer la lumière infrarouge. Après il suffit de placer par dessus ton écran une plaque de plexi illuminée par des leds et tu as ta tablette.
deux ressources:
- http://www.research.iat.sfu.ca/~nimam/site/papers/p3069-motamedi.pdf
- http://ifgiweb.uni-muenster.de/~j_scho09/pubs/bymultitouch.pdf

Ceci dit, côté software, en dehors d’une simple émulation de souris, je ne pense pas que tu arriveras à utiliser des softs tels que Live ou Ardour.
6 casper 28 July 2009 @ 22:39

bonjour je vouler savoir si les led il falait les metre en diagonale comme sur une des photo que j ai veu ou sa ne sair a rien ?
7 Dr EM 28 July 2009 @ 23:04

salut,
pour que la réflexion totale interne fonctionne, il faut que l’angle d’incidence de l’interface entre la lumière des leds et le plexi soit supérieur à 48° et inférieur à 90°. En mettant les leds complètement perpendiculaires au plexi, tu perdras donc plus de lumière qu’en les plaçant très légèrement en diagonale.
8 Tobi 6 September 2009 @ 15:38

Bonjour,
j’ai réalisé une table multitouch avec dy verre polystrene mais je n’obtiens pas de réflection de la lumière infrarouge! Les leds fonctionnent testé avec la webcam. Est-ce un problème de verre?
9 Dr EM 6 September 2009 @ 16:55

Bonjour, si ça ne marche pas, c’est qu’effectivement la matière de la plaque ne convient pas. Il te suffit d’utiliser du plexiglass et ça ira.
10 krolyx 9 September 2009 @ 23:11

bonjour

j’aimerai construire cette table je suis a la recherche des composant actuellement ( a cout raisonnable )

est il possible de remplacer le vidéoprojecteur par un vidéoprojecteur de poche genre: AIPTEK Pocket Cinema V10?
(259€)

je ne trouve pas les bonnes adresse pour les led ir 1 euro pièce quantité minimum 100 pièces… (100€)

plaque de plexi 1m X 1m X 1cm = 170 euro

je ne trouve pas de xylol… si vous avez un bonne adresse a me fournir ou un diluant correct je suis preneur!

Merci de vos réponses
11 Dr EM 10 September 2009 @ 13:30

Hello krolyx. Pour le projo, tu fais comme tu veux; l’important c’est que l’angle de projection soit suffisant pour couvrir toute la surface de ton écran sans devoir placer le projecteur à 20m.

pour les leds, tu peux les commander sur digi-key: http://search.digikey.com/scripts/DkSearch/dksus.dll?lang=fr&site=FR&keywords=sfh485&x=0&y=0

tu peux en acheter 100 pour 25€.

Et enfin, jette un oeil ici pour le diluant: http://www.psykolio.com/doc/?p=168#more-168
12 krolyx 11 September 2009 @ 1:49

Merci pour le lien j’ai passer la commande des leds reste plus qu’à attendre.

J’ai la plaque de plexi donc je pense que je vais la préparer demain en journée en suivant les conseils que tu vien de me faire découvrir.

en web cam j’ai une microsoft vx 1000 je pense que pour commencer je vais prendre la solution du morceau de péllicule. (j’aurais besoin de conseil par la suite pour acheter une bonne lentille enfin un model précis si je suis vraiment content du résultat de ma table)

pour le videoprojecteur j’hésite encore distance 1m/1.5m mais c’est surtout le fait d’avoir une led a la place d’une ampoule qui me fait peur (interference ou autre)

j’ai récuperer un vieux pc dualcore par contre j’ai pas trouver les logiciels multitouch, il faux les faire sois même? parceque la ca fait un peu peur d’un coup, jamais toucher un logiciel de prog (j’espere qu’il y a au moins des super tuto)

encore merci pour tout, super ludique cette nouvelle activité grace a se site sur lequel je suis tombé par “erreur” en cherchant le prix de la table surface(10 000 sont fou )
13 lipizzan 24 September 2009 @ 17:26

Bonjour à tous…

Nous sommes 4 étudiantes en infographie et nous avons comme projet pour un cours de réaliser une multi touch table qui nous servira pour notre travail de 3d temps réel.

Après plusieurs recherches sur le net, nous avons trouver bcp de solutions pr créer la muti touch table.
Sachant que notre domaine est l’infographie et pas vraiment l’électronique ou autre…

Mais nous chercher une solution pas trop compliquée a réaliser mais surtout un bon tuto bien complet pr mener à bien ce projet.

Si quelqu’un parmis vous aurait qqch qui pourrait nous aider dans ce projet, nous vous en remercions d’avance.
14 SuperNarco 26 July 2010 @ 14:16

Salut,

Je suis actuellement en plein dedans aussi, et j’aurais aimé en savoir un peu plus sur le circuit électrique pour les LED etc..

Est ce possible d’avoir un schéma du circuit ?

Ma plaque fait 70×50 et il me faut 58 LED par conséquent.

Toute branché en dérivation par série de 4, on ma suggérer de ne pas y mettre de résistance parce qu’il n’y en avait pas besoin. J’ai fait, mais le soucie c’est que mes LED ne s’éclaire pas.
J’utilise un transfo 220 -> 12 (réglé sur 12V pile) j’ai l’impression que que les LED sont bloquante et du coup ben ca marche pas.. Quel est l’utilité de ta résistance de 1W dans ton circuit ?

Merci d’avance pour tes réponse ^^
15 Dr EM 27 July 2010 @ 19:07

Hello,
pour calculer les éventuelles résistances nécessaires à ton circuit, utilise l’outil suivant: http://led.linear1.org/led.wiz
Personnellement, avec un courant de 12v, pour chaque série de 5 leds dont le voltage pour chacune est de 1.5v et dont l’intensité est de 100 mA, il me fallait une résistance de 470ohm.

Pourquoi utilises-tu 58 leds et pourquoi fais-tu des séries de 4? Avec cette configuration, tu auras toujours deux leds isolées et il te faudra une résistance de plus de 1W pour ces deux leds… Change l’espacement pour en avoir un peu plus (60) ou un peu moins (56)!

Et enfin, si elles ne s’allument pas du tout, c’est plutôt mauvais signe: il est tout à fait possible que tes leds soient fichues faute de résistances.

5 Trackbacks

Comments: