Cahier Pratique Espace Sensitif

7/31/2019 Cahier Pratique Espace Sensitif

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Kawenga, territoires numriquesLieu rgional d'exprimentation arts et cultures numriques

Cahier Pratique de l'Espace Sensitif

L'Espace Sensitif

Contributeurs :

Jean-Nol Montagn

Jrme Abel

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Sommaire

I. L'Espace Sensitif de Kawenga : un lieu ddi la dcouverte de l'art interactif...........3

1. Prsentation gnrale......................................................................................................3

2. Un art aux multiples dfnitions.......................................................................................4

3. Les trois Etapes de l'Interaction.......................................................................................4

4. L'Historique de l'Art Interacti..........................................................................................4

5. L'Art Interacti, un champ artistique transdisciplinaire.....................................................5

II. Les multiples applications de l'Espace Sensitif........................................................7

1. Un espace pdagogique....................................................................................................7

2. Un espace de ormation et d'auto-ormation.....................................................................9

3. Un espace d'exprimentation..........................................................................................11

III. Dispositifs perceptifs et temps rel.....................................................................12

1. Les Capteurs...................................................................................................................12

2. Filtrage des signaux de capteurs.....................................................................................15

3. Les Actionneurs..............................................................................................................18

IV. Les Documentations techniques de l'Espace Sensitif.............................................20

1. Documentation gnrale................................................................................................20

2. Documentation simplife des capteurs..........................................................................25

4. Documentation technique des fltres..............................................................................595. Documentation technique des actionneurs multimdia..................................................60

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I. L'Espace Sensitif de Kawenga : un lieu ddi la dcouverte de l'art interactif

1. Prsentation gnrale

L'Espace Sensitiest une salle de dcouverte et d'auto-apprentissage des technologies

interactives pour les arts plastiques, la danse, la perormance, le thtre, la musique, le

design, l'architecture et toutes les ormes de cration pouvant utiliser des technologies de

temps rel.

Comment rendre une oeuvre ractive, sensible la prsence de son environnement

proche ou lointain ? Comment aire communiquer rel et virtuel ? Les technologies

d'interaction temps rel, d'abord mcaniques, puis lectroniques et maintenant numriquesexistent depuis longtemps, mais sont trs mal connues du grand public et des artistes.

D'abord rserves une lite artistique, ces technologies sont maintenant la porte de

tous avec l'apparition des Logiciels Libres et maintenant des Matriels Libres. L'Espace Sensiti

onctionne avec les technologies libres Pure Data, Arduino, Reactivision et OpenCV.

L'Espace Sensitiest une confguration matrielle et logicielle sous licence libre qui

permet de raliser des chanes d'interaction de type : capteur > fltrage des donnes > action

multimdia (par exemple : connecter le dplacement d'une visiteur en chair et en os avec la

rotation d'un objet 3D dans un univers 3D).

Une trentaine de capteurs en tout genre peut ainsi tre connecte une centaine de

modules multimdia utilisant le son, de l'image fxe, de la vido, de la 3D, permettant ainsi de

constituer des milliers de combinaisons.

Il constitue alors un support d'accompagnement des artistes en rsidence Kawenga,

leur permettant de dcouvrir et d'exprimenter de nouvelles ides mais aussi une plate-orme

de ressources pour toute personne en aisant la demande et pour les ateliers de ormation aux

logiciels libres de cration interactive utilisant les mmes technologies lectroniques sous

licence libre autour de projetArduino.

L'Espace Sensitide Kawenga, ralis par Jean-Nol Montagne et Jrme Abel, est une

nouvelle version de celui prcdemment existant au centre d'artMains D'Oeuvres Saint-Ouen.

Un module portable sous orme de valise pdagogique est actuellement en ralisation

l'initiative du projet internationalRose des Vents Numriquesmen par leCentre d'Art

Thiossanede Dakar au Snagal.

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2. Un art aux multiples dnitions

L'utilisation de l'interaction dans l'art a provoqu l'apparition d'une multitude de terme

pour essayer de qualifer les ormes artistiques qui en rsultent. Ces termes relvent parois

d'un contexte historique particuliers.

Art cyberntique:

L'art cyberntique permet l'tablissement d'un dialogue entre l'uvre et son public (1954),

entre l'uvre et son environnement. L'environnement rel ou virtuel agit sur l'oeuvre pour la

modifer en temps rel en onction de divers paramtres capts, ventuellement fltrs,

analyss ou transorms avant leur utilisation.

Art Interacti:

Toute orme d'art dynamique dans laquelle le processus cintique est pilot par l'actionvolontaire ou involontaire d'un lment externe.

Interaction Sensitive:

Forme d'interaction conrant au dispositi artistique des acults de perception et de raction

son environnement.

3. Les trois Etapes de l'Interaction

Du point de vue technologique, quel que soit le champ artistique, les trois tapes de

l'interaction sont identiques:

-captation ou perception d'un vnement ponctuel ou continu,

-analyse et/ou traitement du signal acquis,

-action, gnration et/ou transormation et/ou diusion d'un vnement ponctuel ou continu.

Elles s'eectuent en temps rel.

4. L'Historique de l'Art Interactif

Cette orme d'art utilisant des capteurs et des actionneurs associs nat dans l'Antiquit

avec des technologies mcaniques et pneumatiques destines animer des dispositis

scnographiques ou religieux (Hero d'Alexandrie). Au cours du 19 me sicle, l'invention des

premiers capteurs lectriques ait surgir des dispositis visuels et sonores divers, dans la

captation, la transmission, la diusion. Dans les annes 30, des dispositis lectroniques

temps rel comme le Terpsitone sont utiliss en spectacle, pour crer de la musique en temps

rel partir des mouvements d'une danseuse.

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A la fn des annes 50 surgit l'appellation d'Art Cyberntique, notamment sous

l'impulsion de Nicolas Scher, qui ralise en 1955 une premire oeuvre interactive

monumentale de 50 m de haut, la "Tour Spatiodynamique et Cyberntique" dote de capteurs

et d'un "cerveau artifciel", composant une diusion sonore en temps rel partir de squences

prpares par Pierre Henry. En 1956, une sculpture robotise se dplace et s'anime en onctionde son environnement et en onction des danseurs, dans un spectacle de Nicolas Scher et

Maurice Bjart.

La Tour Spatiodynamique Cyberntique, Nicolas Schffer, Paris, 1955.

5. L'Art Interactif, un champ artistique transdisciplinaire

Toutes les ormes de crativit sont aujourd'hui concernes par l'interaction et le temps

rel.

La Musique :

Depuis leThrmin, instrument avec capteur distance des annes 1920, les musiciens

ont invent des centaines de techniques et dispositis utilisant les gestes ou le comportement

de l'instrumentiste ou des spectateurs pour crer, modifer le son ou sa diusion. Les dernires

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volutions en instrumentation utilisent la vision par ordinateur (analyse d'images video de

camra), mais aussi la captation d'ondes crbrales, l'utilisation de paramtres

environnementaux, conomiques, politiques ou sociaux comme sources de signaux ou des

modifcations temps rel.

Les milieux musicaux, dont le rle a toujours t moteur pour l'art interacti, sont

l'origine de logiciels de traitement temps rel comme le clbreMax MSP( logiciel

propritaire), pouvant dsormais traiter, 20 ans aprs son apparition, non seulement du son,

mais aussi toutes sortes de mdias numriques, robotiques et audio-visuels. La version sous

licence libre de ce logiciel, Pure Data, rcrit par le mme dveloppeur, maintenant amende

par une communaut grandissante, est dsormais incontournable pour son volutivit et son

ouverture de multiples possibilits artistiques.Pure Dataest disponible gratuitement pour

toutes les plateormes.

Les Arts-Plastiques :

D'abord mcaniques, puis hydrauliques, pneumatiques, lectriques, lectroniques et

maintenant numriques, les technologies d'interaction abondent pour permettre toutes sortes

de dispositis connects au rel ou au virtuel. Les oeuvres interactives sont gnralement des

installations, plus rarement des tableaux ou des sculptures autonomes. Les milliers de capteurset techniques industrielles utilisables, associs aux dizaines de logiciels ddis l'art

interacti, permettent de relier l'oeuvre son environnement rel et/ou virtuel.

La transmission par rseau des signaux capts, permet de connecter toute orme

dynamique, relle ou virtuelle, proche ou distante, du microscopique au macroscopique, tout

dispositi rel ou virtuel. Jamais dans l'histoire de l'art il n'y a eu autant de possibilits

techniques de cration transversale.

La Danse :

Aux premiers spectacles utilisant des capteurs et du temps rel (Terpsitone, annes

1930, Nicolas Scher et Maurice Bjart, partir de 1956) ont succd des spectacles utilisant

la captation de divers paramtres sur les danseurs eux-mmes, mais aussi sur la scne, dans le

public, ou dans l'environnement proche ou distant. La vido, utilise aussi bien comme mdia

que comme sourcetemps rel, permet de nombreuses possibilits mais sa diusion sur scne

se prsente souvent comme un pige visuel pour le spectateur. Les grands classiquestechnologiques sur ladanse interactivesont:

-la captation posturale : les gestes du corps

-la captation spatiale : les dplacements du corps

-la captation physiologique : les paramtres vitaux du corps

-la captation neuronale : l'activit crbrale

Les expriences trs actuelles de captation investissent aussi bien le domaine desneurosciences, le champ urbain ou la connectivit entre corps du danseur et corps du public.

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Le Thtre, la Perormance, le Cirque :

Danse, Thatre et Perormance, mais aussi Cirque ou Art Thrapie utilisent les

technologies de captation et de temps rel pour modifer dcors mais aussi musique,

clairages, costumes, accessoires, diusions multimdia. Les captations se ont aussi bien surles acteurs, perormeurs et acrobates que sur le public, les dcors, l'environnement proche ou

distant. Ces champs artistiques ont ait merger de nombreuses technologies temps rel

d'actuation mcanique, robotique, lumineuses.

Le Design et l'Architecture :

Objets et environnements peuvent ragir toute sortes de paramtres humains ou

environnementaux, mais sont aussi galement adapts pour ragir des paramtres

inormationnels, sociologiques, politiques, ou lis aux activits de rseau. Les recherches les

plus rcentes s'orientent vers la possibilit de rendre matriau et objet interactis grce auxnanotechnologies, mais aussi grce aux captations physiologiques et neurologiques distance.

D'autres domaines :

L'environnemental, le social, l'alimentaire, le mdical, l'ducati et bien d'autres champs

d'activit humaine utilisent les technologies numriques d'interaction et de communication.

Les mmes matriaux, les mmes capteurs, les mmes systmes de transmission, les mmes

systmes d'actuation, et souvent les mmes logiciels y sont utiliss et permettent d'envisager

de nouvelles transversalits cratives. Jamais dans l'histoire des arts, des sciences et des

technologies, il n'y a eu autant de possibilits de connexion et d'exploration potique.

Dans ce contexte technologique o tout peut s'interconnecter si l'on s'en donne les

moyens, il ne audrait pas oublier que ces pesantes technologies ne rsolvent en rien les

ternelles questions de l'art.

Bon nombre d'oeuvres interactives ne sont encore que des dmonstrations

technologiques. Le public doit garder son sens critique, privilgier sa sensibilit ace la

dbauche de moyens, devant des oeuvres parois prsentes comme des dfs technologiques

daut d'tre des dfs potiques ou humains. La technique doit rester un support au service du

sens et de la posie, un outil, et non une fnalit.

II. Les multiples applications de l'Espace Sensitif

1. Un espace pdagogique

Il a t conu pour simplifer l'extrme la dcouverte de l'art interacti et des

dispositis perceptis base de captation et de temps rel utilisant du son, de l'image, de la 3D,

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du texte, de la video, de la 'vision par ordinateur'. Il utilise des technologies matrielles et

logicielles sous licence libre, garantissant un accs tous publics. Il est adapt l'auto-

apprentissage.

-dcouvrir les matriels de captation :tout est dja install et branch

-dcouvrir l'interactivit par l'exemple :une centaine de modules interactis sont

connectables n'importe lequel des capteurs installs

-dcouvrir l'esthtique de l'interactivit :des fltres de signal confgurables permettent

d'aner les interactions.

-dcouvrir des mdias prpars pourl'interactivit,

-simuler des dispositis utilisant ses propres mdias,

-approondir par la documentationet l'exploration des constructions logicielles.

Il n'y a pas de capteurs connecter des interaces, tout est dj en place sur les murs.

il n'y a pas de logiciel programmer, tout est prt tre activ. Il y a juste choisir la source

entrante (capteur), ventuellement le fltrage, puis le mdium (video, audio, 3D etc) et l'action

sur le mdium. On peut aussi bien y utiliser la banque de photos, vidos, textes, objets 3D,

sons rsidente, sous licence libre, ou travailler avec ses propres mdias.

Cette simplicit permet des publics novices de culture du 'Temps Rel' de ne pas se

noyer dans la technologie. Une ois amiliaris avec la technique et les esthtiques du tempsrel, les visiteurs peuvent passer d'autres tapes de dcouverte technologique et esthtique,

seuls ou en accompagnement avec les ormateurs de Kawenga.

Apprentissage basique pour un public non connaisseur :

Construire un couple " capteur-actionneur" en quelques secondes.

4 exemples au hasard :

capteur de distance |agissant surlle zoom dans une photo

ou bien

capteur de vibration |dclenchant| la rotation continue d'un objet virtuel en 3D

ou bien

Joystick |agissant sur| la lecture d'un enregistrement sonore

ou bien

inclinomtre |agissant sur| le mixage entre une video et la video en direct de la camra

Une premire visite de amiliarisation permet aux apprentis, lves, tudiants, enants ou

autres publics de groupe de voir quelques principes d'interaction, pilots et comments par le

ormateur, et surtout de dcouvrir la richesse des oprationsTemps Relsur des mdias

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connus comme la photo, la video, le son, la 3D, le texte.

C'est une dcouverte gnraliste de l'interaction, qui ne permet pas d'approondir la

pratique matrielle (capteurs-Arduino) ou logicielle (Pure Data) par un travail collecti in-situ,

mais qui permet de comprendre les notions de captation, de chaine interactive, de traitementmultimdia temps rel, d'esthtique de l'interactivit.

Cette visite permet de aire merger le champ des possibles en matire demodifcation,

traitement, gnration temps relsur des mdias numriques.

Photo : Centre de ressources Art Sensiti Saint Ouen

2. Un espace de formation et d'auto-formation

L'Espace Sensitiest un espace de ormation et d'auto-ormation sur les esthtiques et

les technologies d'interaction temps rel, pour public seul, pour groupes avec ormateur,

artistes en rsidence, dans tous les champs cratis usuels: arts plastiques, danse, thtre,

musique, perormances, design, architecture...

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La salle permet d'assembler et d'activer des dispositis interactis basiques (vu

prcdemment) :

Capteur ==> Actionneur multimdia (audio, photo, video, 3D, texte)

ou plus volus, dans un apprentissage plus approondi, pour les publics voulant matriser les

principes basiques d'interaction

Capteur ==> Filtre de signal ==> Actionneur multimdia.

Le principe est de pouvoir construire un couple "capteur-fltrage-actionneur" en

quelques secondes. Les fltres de base en interaction permettent de lisser le signal, de le

changer d'chelle, de l'adapter la diusion temps rel.

Exemple :

capteur de distance | fltre moyenneur + fltre changement d'chelle l zoom dans une photo

L'auto-ormation repose en grande partie sur la documentation accessible sur place

dans l'Espace Sensiti. Le visiteur est donc inviter pralablement sa visite consulter la

documentation en ligne sur le site de Kawenga.

Cette documentation est galement disponible dans le Centre de Documentation sur

support papier. Le dossier contient de trs nombreux documents sur les capteurs, lesactionneurs multimdia, les interaces, l'inrastructure et le onctionnement pratique de

l'espace.

Aprs quelques instants d'accueil avec un gestionnaire du lieu, le visiteur sera en

immersion dans l'espace et en autonomie avec 3 niveaux de documentation : fches

individuelles sur les dirents matriels, textes et photos de prsentation des capteurs

slectionns achs sur les crans, et documentation papier complte sur capteurs et

actionneurs.

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Il slectionnera de manire autonome:

-les capteurs ....

-les fltres ....

-les actionneurs multimdia ....

.....qu'il veut dcouvrir et utiliser

Il pourra galement utiliser ses propres mdias photo, audio, video, 3D, texte,

condition de les avoir prpars et ormats l'avance avec les bons critres numriques

permettant leur emploi pour des transormations temps rel dans le systme.

Le visiteur pourra galement retrouver sur le site internet de Kawenga toute cettedocumentation en ligne, sous licence libre, accompagne par les constructions logicielles (les

patches) actives dans le systme, ainsi que les sources audio-visuelles, galement sous licence

libre. S'il sait mettre en oeuvre le Logiciel LibrePure Data, il pourra reproduire chez lui les

eets montrs par les actionneurs.

L'Espace Sensitidevient donc un outil qui peut tre mis au service de la ormation.

3. Un espace d'exprimentation

L'exprimentation autour de l'Espace Sensitis'adresse en premier lieu des publics

avertis ayant des notions en lectronique et dans le logicielPure Data. Elle prend la orme

d'ateliers ou d'accompagnements artistiques. Dans le cadre deRsidences, l'exprimentationpermet le dveloppement de solutions technologiques adaptes un projet artistique.

L'Espace Sensiti, devient alors un espace de prototypage pour des dveloppeurs connaisseurs.

Elle s'organise autour d'une exploration des documentations matrielles et d'une exploration

des patches de fltrage et des patches de diusion-traitement temps rel, tlchargeables sur le

site de Kawenga, rutilisables individuellement.

A titre d'exemples, des ateliers peuvent s'organiser sur l'apprentissage matriel del'Espace Sensiti, c'est--dire la dcouverte de l'interaceArduino, la mise en oeuvre de

capteurs et l'acquisition de signaux, ou alors sur le logiciel de onctionnement, c'est--dire la

manipulation de mdias en temps rel via les PatchesPure Datautiliss comme actionneursmultimdia dans l'Espace Sensiti. D'autres ateliers spcialiss sont possibles (Atelier logiciel

Pure Data, Atelier matriel Capteurs et Interaces, Atelier Esthtique de l'interactivit et

Dispositis Interactis...).

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III. Dispositifs perceptifs et temps rel

1. Les Capteurs

Le capteur est le premier lment de la chaine interactive. C'est un outil de perception,un 'sens', par analogie avec les organes de perception humains. Chaque capteur est

gnralement spcialis et ne peut capter qu'un certain type de paramtre physique. Il peut

capter distance, ou bien tre sollicit par une action directe ( manipulation, contact).

Dnition

Un capteur est une interace entre un processus physique et une inormation

manipulable. Il ne mesure rien, mais ournit une inormation en onction de la sollicitation

laquelle il est soumis. Il ournit cette inormation grce une lectronique laquelle il est

associ.

Appellation des capteurs dans la documentation

Dans la documentation qui suit, on appellera "capteur" le composant lectronique

capteur associ son lectronique de gnration de signal . Cette lectronique lui permet de

ournir un signal comprhensible par une interace de communication avec le monde.

Comportement d'un capteur

Lorsqu'il dtecte un vnement compatible avec sa nature, il transmet un signal simple,

gnralement un courant lectrique, une interace servant de passerelle avec l'ordinateur.

Certains capteurs comme micro et camra communiquent directement avec des composants

internes de l'ordinateur ( carte son, carte mre).

Spcicits des capteurs

Les capteurs se caractrisent par leur composant capteur, ainsi que par l'lectronique

associe qui va gnrer un signal chaque captation. Cette lectronique est spcifque

chaque constructeur. Les capteurs gnralement utiliss en art interacti transmettent pour la

plupart des variations de tension, mesures en Volts.

Caractristiques lectriques des signaux transmis par les capteurs

La gamme de tension des capteurs utiliss dans l'Espace Sensiti, c'est dire, de la valeur

minimale transmise par le capteur, jusqu' la valeur maximale, volue entre 0 volts et 5 volts.

Ce sont les capteurs les plus courants et les plus compatibles avec bon nombre d'interaces de

communication avec les ordinateurs.

Dans d'autres systmes, notamment des systmes embarqus, c'est dire sans fl et

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mobiles, on choisit parois des capteurs dont la gamme de tension volue entre 0 volts et 3,3 V,

ce qui ait une moindre consommation lectrique sur les piles et batteries. On emploie ce

moment-l des interaces adaptes l'acquisition de signaux 0- 3,3 volts. Dans des systmes

industriels, certains capteurs voluent entre 0 et 10 volts ou plus.

Forme des signaux transmis par les capteurs de l'Espace Sensitif

Les capteurs transmettent:

- soit un signal variable, en onction des variations dtectes et on les appelle des capteurs

analogiques. Dans le cas des capteurs de l'espace Sensiti, ce signal est une tension lectrique

variant entre 0 et 5Volts.-soit un signal unique appel tout ou rien (1 ou 0), et on les appelle capteurs numriques. Dans

le cas des capteurs de l'espace Sensiti, ce signal est une tension lectrique ayant pour valeur

soit 0 volts, soit 5Volts.

Caractrisation des capteurs

1. L'tendue de la mesure : c'est la dirence entre le plus petit vnement

perceptible et le plus grand vnement perceptible

2. La sensibilit : c'est la plus petite variation d'une grandeur physique que peut

dtecter un capteur.

3. La rapidit : c'est le temps de raction d'un capteur entre la variation de la

grandeur physique qu'il mesure et l'instant o l'inormation est transmise l'interace de

commande.

4. La prcision ou fdlit : c'est la capabilit de rptabilit d'une inormation de

position, d'une vitesse,...

5. la linarit: aptitude ournir un signal plus ou moins proportionnel la grandeur

physique

Choix d'un capteur pour un dispositif artistique

Dans l'Espace Sensiti, la liste des capteurs et leurs fches aches sur les murs

permettent de connaitre la vocation de chaque capteur. Les capteurs prsents reprsententles grandes amilles de capteurs trs utiliss en art sur des milliers de capteurs disponibles sur

le march...L'utilisateur dispose galement de la liste et de la documentation papier complte.

Ce choix dpend de la connaissance que l'on peut acqurir en techniques de captation et

perception.

Choix prcis

Dans le cas d'un choix de capteur de mme usage mais de perormances ou des

technologies direntes, voici les critres qui seraient prendre en compte pour un choix:

- le type d'vnement dtecter,par exemple " dtection d 'approche ou de recul d'un

humain"

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- la nature de l'vnement dtecter,par exemple " distance croissante, ou distance

dcroissante"

- La grandeur de l'vnement dtecter,par exemple, "entre 80 cm et 3 m"

- l'environnement de l'vnement,par exemple, "en extrieur, non abrit"

En onction de ces paramtres on pourra eectuer un ou plusieurs choix pour un type de

dtection. D'autres lments peuvent permettre de cibler prcisment le capteur utiliser :

- son encombrementpar exemple, "dissimulable dans une boite d'allumettes"

- sa fabilit dans le temps,par exemple, "pouvant rest allum 24/24 pendant une

semaine"

- la nature du signal dlivr par le capteurpar exemple, "analogique, 0-5 volts"

- sa consommation lectrique,par exemple, "moins de 300 mA"

- son prix,par exemple, "moins de 50 euros"

Intelligence des capteurs ?

Un capteur est totalement stupide. Un capteur de distance, par exemple, ne sait pas

direncier un humain d'un chariot de supermarch, d'un mur ou d'un chien.

Par contre, certains systmes devision par ordinateur( camra video + logiciels

d'analyse ) sont capables de dtecter certaines ormes, couleurs ou comportements. Mais l

aussi, un systme de dtection de sourires parvision par ordinateur(le mme principe que les

dtecteurs de sourire des appareils photo numriques rcents) pourra tre abus par une

photocopie de quelqu'un souriant, agite devant la camra, ou bien par une video d'un visage

souriant sur un cran, ou bien par un dessin de visage en pure pomme de terre-pinards-

carotte sur une assiette....

Association de capteurs

L'association de plusieurs capteurs permet d'aner la probabilit que l'ensemble dtect

est bien ce que l'on recherche.

Exemple:

Une installation interactive dans une salle d'exposition: on veut dtecter si les visiteursentrants sont des adultes ou des jeunes enants, afn de modifer la projection vido ou

modifer l'ambiance sonore ou abaisser automatiquement un objet particulier leur porte.

On peut mesurer la taille des objets (humains ?) entrants, par un capteur de distance

pos en haut de l'encadrement de la porte, associ un dtecteur de poids au sol. Il y a de

grandes probabilits qu'on puisse direncier adultes et enants avec ce systme, mais lepassage d'un chien (taille au garrot quivalent celui d'un enant + poids quivalent un

poids d'enant) donnera une inormation ausse.

Si on associe maintenant une camra video avec un algorithme devision par ordinateur

bas sur la dtection de visage avec ces deux autres capteurs, avec une camra pointe

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hauteur d'un visage d'enant, il y a de trs grandes probabilits pour que l'association des trois

dtections soit ecace.

Les captations invasives et la vie prive

De trs nombreuses technologies sont en usage autour de nous et explorent notre vie

prive sans que nous le sachions, et lorsque nous le savons, sans que nous protestions

ecacement auprs des pouvoirs publics ou privs qui les exploitent: reconnaissance de

comportement suspects dans les mtros, aroports, identifcation automatique d'individus

dans aroports et transports en commun, puces RFID lisibles distance dans nos papiers

ociels, cartes de transports, vtements, accessoires portables et cartes bancaires, camras desurveillance terrestres et satellitaires, pistage et proflage systmatique de nos activits sur le

web... etc.

On peut donc tolrer que des artistes s'emparent de ces technologies pour des dispositis

artistiques, d'autant plus s'ils dvoilent par l'exemple au grand public quel point cestechnologies peuvent tre invasives, et nocives pour notre vie publique et prive.

Pour aller plus loin sur les capteurs :

http://r.wikipedia.org/wiki/Capteur

http://www.interace-z.com/publications/ENSAD/index.htm

2. Filtrage des signaux de capteurs

Utilit du ltrage

Dans une oeuvre interactive, un capteur envoie des donnes brutes vers l' ordinateur. Une

donne brute n'est pas toujours directement utilisable pour piloter un mdia numrique.

Voici deux exemples:

1 er cas : trop de prcision du capteur par rapport l'utilisation.

Le capteur dtecte des vnements parois de aon trs prcise, et paradoxalement cetteprcision peut gnrer des signaux "parasites" pour leur utilisation en art interacti.

Prenons le cas d'un capteur de distance dans une installation interactive. Ce capteur, fx

sur un mur, dtecte et envoie en permanence la distance entre ce mur et un visiteur arrivant

rontalement ce mur.

Dans un scnario interacti, un artiste a prvu que de la musique soit diuse en boucle

tant que le visiteur est en mouvement (s'approche ou recule devant le mur) la dtection de son

immobilit dclenchant le silence.

Pour nous, humains, lorsqu'un de nos congnres s'arrte devant un mur, nous le voyons

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http://fr.wikipedia.org/wiki/Capteurhttp://www.interface-z.com/publications/ENSAD/index.htmhttp://www.interface-z.com/publications/ENSAD/index.htmhttp://fr.wikipedia.org/wiki/Capteur


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arrt, nous le percevons arrt, nous le dcrivons arrt. Nous irions mme armer qu'il ne

bouge pas.

Pour un capteur de distance prcis au millimtre, le visiteur devant le mur est en

mouvement. En eet, les mouvements imperceptibles que nous aisons pour garder l'quilibre,

pour respirer, sont dtects par ce capteur trs prcis.

L o notre pense dclare une immobilit, le capteur peroit correctement du

mouvement. Il audrait donc diminuer la prcision du capteur, qu'il soit prcis 5 cm prs par

exemple, et ainsi le capteur verrait un visiteur immobile lorsque celui-ci stoppe devant le mur.

Comme l'on ne peut pas toujours modifer la prcision physique ou lectronique d'un

capteur (certains sont cependant rglables), nous allons modifer le signal dans l'ordinateur

(dans le module logiciel), de aon ngliger ces mouvements. Cette modifcation s'appelle un

fltre ( Lexique: "fltre de signal", "signal fltr").

2 me cas : signal parasit.

Le capteur dtecte parois les vnements de aon imprcise, il rate une mesure sur dix

par exemple, pour diverses raisons, comme un parasitage sur une ligne lectrique, ou le

parasitage lectromagntique d'un tlphone portable en mission, ce qui veut dire qu'il va

acher une valeur incohrente ou nulle toutes les 8 ou 9 bonnes valeurs.Cette imprcision peut gnrer des interactions non voulues si on veut lier le signal du capteur

un eet interacti.

Pour liminer ce daut, un fltre de signal spcialis, le Filtre Moyenneur, va tre rgl

pour aire en permanence la moyenne des dernires valeurs, ce qui liminera ce daut.

Mise en oeuvre d'un ltrage dans l'Espace Sensitif :

L'observation du signal brut, et son adquation ou non avec l'actionneur choisi vont nous

conduire ou non utiliser un fltrage.Le systme de l'Espace Sensiti permet d'utiliser 7 fltres

simples, indpendamment ou simultanment.

Mthode :

Chaque ois qu'un capteur est slectionn, son signal brut est observable sur un cran. Un

autre cran permet de dfnir ventuellement un fltrage :

1-Slectionner le capteur par appui sur son bouton rouge, observer son signal brut sur l'cran

( cran sur le mme mur que le capteur)2-Sur l'autre cran ( autre mur), cliquer sur le nom du fltre dsir pour l'activer.

3-Rgler son ou ses paramtres en dplaant la barre de rglage avec la souris ( cliquer-

dplacer)

Le signal brut est visible gauche en vert, sur un ou deux canaux, selon que le capteur

ournisse un ou deux signaux. Le signal fltr est droite en jaune. sur un ou deux canaux selonque le capteur ournisse un ou deux signaux.

16


17/95

Les 7 ltres de signal

Inverser

Ce fltre permet d'inverser le signal.

Moyenne

Ce fltre regarde les n dernires donnes reues, et en ait la moyenne ( n entre 0 et 30)

Passe-bas

Adoucir les crtes hautes

Passe-haut

Adoucir les crtes basses

Zone utileZone utile dans les donnes reues du capteur ( deux curseurs bouger par signal, "min" et

"max"). Les donnes en de et en del de ces deux zones ne seront pas envoyes aux

actionneurs. Ces deux valeurs dlimitent la zone observer dans la ralit, et transmettre

vers les actionneurs.

Mise l'chelle

Zone d'exploitation du signal dans l'actionneur: ( deux curseurs bouger par signal) Par

exemple, si l'on joue avec l'actionneur "scratch sur la tte de lecture d'une boucle video", ce

rglage permet de aire une lecture interactive entre l'image ( rame) A et l'image (rame) B, A

et B tant dfnis par ce fltre . Ce rglage "dlimite" la zone d'interaction.

Seuil

Ce fltre permet d'envoyer un signal ponctuel aux actionneurs, un 'top' de dpart, afn de

dclencherun vnement multimdia, partir d'une certaine valeur atteinte.

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18/95

Capture d'cran de l'interace grant les fltres

3. Les Actionneurs

Les actionneurs constituent le dernier chanon du processus de onctionnement de

l'Espace Sensiti. Recevant le signal saisie par le capteur et pralablement traite par les

fltres, l'actionneur excute une action sur le mdia slectionn. Les actionneurs correspondentdonc un traitement temps rel d'un mdia.

Il existe 8 groupes ou types d'actionneurs correspondant chaque type de mdias : 3D, photo,

video, texte, audio, synthse, mix, vision.

La onction des groupes est explicite, nanmoins, quelques prcisions sont ncessaires :

Le groupe "3D" peut manipuler des fchiers 3D ou des objets graphiques de synthse 3D.

Le groupe "photo" correspond la manipulation des images en tant que fchiers.

Le groupe "audio" correspond la manipulation des sons en tant que fchiers.

Le groupe "synthse" dsigne la crer de sons de synthse partir d'objets Pure Data, sans

aire appel des fchiers.

Le groupe "mix" dsigne la combinaison de plusieurs types : audio + video, etc.

Le groupe "vision" dsigne l'exploitation de donnes provenant de la camra.

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19/95

Les typologies d'actionneurs possibles :

Pour la photo :

-inversion des couleurs

-contourage-passage de la couleur une image en noir et blanc

-rotation de l'image selon un axe vertical ou horizontal ou avec deux images qui s'alternent

aon pile et ace

-dflement trs rapide de photos avec variation de la vitesse

-mosaque de photos avec une variation du nombre de photos dans la mosaque

Pour la vido :

-ondu au noir

-saturation des couleurs

-ou de bou (motion blurr)-passage de la couleur une image noir et blanc

-mixage entre deux vidos (ondu-enchan)

-scratch sur la tte de lecture

-passage ralenti ou acclration

-masque toile ou rond bord en dgrad sur ond noir

-placage sur une orme 3D prdfnie (cube, vnus,...)

Le systme permet d'utiliser l'image de la webcam, ou bien la banque de vidos avec tirage

alatoire. Pour le mixage, comme pour tous les eets sau scratch et ralentis, un bouton permet

d'utiliser l'image issue de la webcam.

Pour le son :-variation du volume

-balance de droite gauche

-prsence d'un cho

-delay

-mix entre deux sons

-scratch tte de lecture

-passe haut passe bas

-passage ralenti ou acclr-gnration sonore

-changement de tonalit d'un son (thremin)

Le systme permet d'utiliser le son du micro de la webcam, ou bien la banque de sons, avec

tirage alatoire. Les samples sont relancs 2 secondes aprs la fn de l'eet. Pour le mixage

comme pour tous les eets, un bouton permet d'utiliser le son issu du micro.

Pour la 3D :

-rotation de l'objet

-changement de couleur sur objet en rotation

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20/95

-rotation des clairages de l'objet

-dplacement type "zoom"

-agitation d'un objet souple type tissu ("drapeau" pmpd)

-assemblage de deux objets ( s'loignant se recoupant)

-placage de texture (de blanc vers plaqu) (si une des textures peut contenir du texte, c'est

parait)

-placage de vido (banque video ou webcam)

-densit de ux de particules

-transparence d'un objet en rotation

Pour le texte :

-dflement de gauche droite

-dflement de haut en bas

-changement de texte sur texte fxe

-changement de police

-changement de taille (zoom)

-placage de texture ou video sur le texte

-rotation du texte

-voyage dans un "volume" compos de textes.

-voyage dans unmix de texte, images et videos dans un univers 3D-Vision par ordinateur (Analyse d'image temps rel issues de la camra)

-dtection de couleur (coordonnes X et Y)

-dtection de motis imprims ("fduciaux" du logiciel libre Reactivision)

-dtection de visage ( nb de visages dtects)

-dtection de taille d'objet

IV. Les Documentations techniques de l'Espace Sensitif

1. Documentation gnrale

Espace Sensitif :

Language : French

Date : 08.08.2011

Auteur : Jrme Abel

Concept : Jean Nol MontagnContributeurs : Gal Alonzo

Contact : [email protected]

Structure : Kawenga (Montpellier, France)

Code : http://gitorious.org/espace-sensiti

Site Web : http://www.kawenga.org/accueil.php?q=espace

Licence : GNU/GPL v3

Description

L'Espace Sensiti est une salle de dcouverte et d'auto-apprentissage des technologies

interactives pour les arts plastiques, la danse, la perormance, le thtre, la musique, le

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design, l'architecture et toutes les ormes de cration pouvant utiliser des technologies de

Temps Rel.

Cette salle est accessible individuellement ou collectivement avec ou sans accompagnement

d'un ormateur spcialis.

Conguration

Ordinateur : carte graphique grant l'openGL

Systme d'exploitation : GNU/Linux/Ubuntu10.10.r

Pure Data : Pd.0.42.5.extended.maverick

(http://puredata.ino/community/projects/sotware/pd-extended)

Pure Data : bibliothque Tata (http://wiki.t-o-.ino/index.php?n=Tata.Tata)Pure Data : le patch utilise la bibliothque pd-gem-ui, conue pour ce projet

(https://gitorious.org/pd-gem-ui)

Arduino : Tata frmware (http://wiki.t-o-.ino/index.php?n=Tata.Tata)

Pure Data et Arduino tant multiplateorme, il est thoriquement possible d'utiliser ce patchsous d'autres distributions de Linux, ou d'autres plateormes MS Windows ou Mac OS X.

Installation et dmarrage

1. Il sut de tlcharger directement l'archive du programme, soit via le programme "git", soit

via l'interace Web.

Via git :

git clone git://gitorious.org/espace-sensiti/espace-sensiti.git espace-sensiti

Via le Web :

http://gitorious.org/espace-sensiti/espace-sensiti/archive-tarball/master

2. Dsarchiver et choisisser votre dossier d'installation dans le dossier utilisateur

/home/VOUS/

3. Pour l'ordinateur qui gre les actionneurs, il aut crer un dossier "media" dans le dossier

parent (qui contient) du dossier du patch "espace-sensiti"

Architecture

1. capteurs : aquisition des capteurs (via Arduino ou autres), slection, visualisation,

documentation

2. traitements des donnes : fltrages, slection et visualisation3. actionneurs : slection, choix des fchiers, visualisation du rendu fnal

Liste des capteurs

Dtecteur pyrolectrique 45;

Capteur d'tirement;

Capteur de exion;

Capteur de pression;

Potentiomtre linaire souple;

Potentiomtre rotati simple;

Potentiomtre rotati 10 tours;

Potentiomtre a rotation infnie;

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Joystick (2D);

Capteur de vibration;

Dtecteur capaciti;

Capteur de distance IR 30cm;




Acclromtre (2D);

Boussole (2D);

Gyromtre (2D);

Capteur de temprature;

Capteur de luminosit;

Capteur de luminosit avec lentille;

Capteur de volume sonore;

Capteur de soue;

Microphone - volume et hauteur (2D);

Camera - position couleur rouge (2D);

Camera - mouvement (2D);

Camera - reconnaissance de ormes (pluri-D);

Camera - dtection de zones (2D).

Liste des ltres

Inverser le signal

moyenne

passe-bas

passe-haut

zone utile

mise l'chelle

seuil

Liste des actionneurs

3D-model

3D-sphere

3D-theiere_rotation

audio-fltres

audio-scratchaudio-spatialisation

fducial

photo-couleurs

photo-diaporama

photo-diaporama_multi

photo-ondu_noirphoto-kaleidoscope

photo-rotationXY

photo-saturation_couleurs

photo-translationXY

22
https://gitorious.org/espace-sensitif/espace-sensitif/blobs/master/patchActionneur/actionneurs/3D-model.pdhttps://gitorious.org/espace-sensitif/espace-sensitif/blobs/master/patchActionneur/actionneurs/3D-sphere.pdhttps://gitorious.org/espace-sensitif/espace-sensitif/blobs/master/patchActionneur/actionneurs/3D-theiere_rotation.pdhttps://gitorious.org/espace-sensitif/espace-sensitif/blobs/master/patchActionneur/actionneurs/audio-filtres.pdhttps://gitorious.org/espace-sensitif/espace-sensitif/blobs/master/patchActionneur/actionneurs/audio-scratch.pdhttps://gitorious.org/espace-sensitif/espace-sensitif/blobs/master/patchActionneur/actionneurs/audio-spatialisation.pdhttps://gitorious.org/espace-sensitif/espace-sensitif/blobs/master/patchActionneur/actionneurs/fiducial.pdhttps://gitorious.org/espace-sensitif/espace-sensitif/blobs/master/patchActionneur/actionneurs/photo-couleurs.pdhttps://gitorious.org/espace-sensitif/espace-sensitif/blobs/master/patchActionneur/actionneurs/photo-diaporama.pdhttps://gitorious.org/espace-sensitif/espace-sensitif/blobs/master/patchActionneur/actionneurs/photo-diaporama_multi.pdhttps://gitorious.org/espace-sensitif/espace-sensitif/blobs/master/patchActionneur/actionneurs/photo-fondu_noir.pdhttps://gitorious.org/espace-sensitif/espace-sensitif/blobs/master/patchActionneur/actionneurs/photo-kaleidoscope.pdhttps://gitorious.org/espace-sensitif/espace-sensitif/blobs/master/patchActionneur/actionneurs/photo-rotationXY.pdhttps://gitorious.org/espace-sensitif/espace-sensitif/blobs/master/patchActionneur/actionneurs/photo-saturation_couleurs.pdhttps://gitorious.org/espace-sensitif/espace-sensitif/blobs/master/patchActionneur/actionneurs/photo-translationXY.pdhttps://gitorious.org/espace-sensitif/espace-sensitif/blobs/master/patchActionneur/actionneurs/3D-model.pdhttps://gitorious.org/espace-sensitif/espace-sensitif/blobs/master/patchActionneur/actionneurs/3D-sphere.pdhttps://gitorious.org/espace-sensitif/espace-sensitif/blobs/master/patchActionneur/actionneurs/3D-theiere_rotation.pdhttps://gitorious.org/espace-sensitif/espace-sensitif/blobs/master/patchActionneur/actionneurs/audio-filtres.pdhttps://gitorious.org/espace-sensitif/espace-sensitif/blobs/master/patchActionneur/actionneurs/audio-scratch.pdhttps://gitorious.org/espace-sensitif/espace-sensitif/blobs/master/patchActionneur/actionneurs/audio-spatialisation.pdhttps://gitorious.org/espace-sensitif/espace-sensitif/blobs/master/patchActionneur/actionneurs/fiducial.pdhttps://gitorious.org/espace-sensitif/espace-sensitif/blobs/master/patchActionneur/actionneurs/photo-couleurs.pdhttps://gitorious.org/espace-sensitif/espace-sensitif/blobs/master/patchActionneur/actionneurs/photo-diaporama.pdhttps://gitorious.org/espace-sensitif/espace-sensitif/blobs/master/patchActionneur/actionneurs/photo-diaporama_multi.pdhttps://gitorious.org/espace-sensitif/espace-sensitif/blobs/master/patchActionneur/actionneurs/photo-fondu_noir.pdhttps://gitorious.org/espace-sensitif/espace-sensitif/blobs/master/patchActionneur/actionneurs/photo-kaleidoscope.pdhttps://gitorious.org/espace-sensitif/espace-sensitif/blobs/master/patchActionneur/actionneurs/photo-rotationXY.pdhttps://gitorious.org/espace-sensitif/espace-sensitif/blobs/master/patchActionneur/actionneurs/photo-saturation_couleurs.pdhttps://gitorious.org/espace-sensitif/espace-sensitif/blobs/master/patchActionneur/actionneurs/photo-translationXY.pd


23/95

photo-zoom

synthese-fltres

synthese-spatialisation

synthese-theremin

texte-vitessevera

video-mix

video-scratch

vision-tags_3D

Logiciels et services

Linux UbuntuPure Data-Extended

Arduino

Gitorious

Documentations

Des documentations existent sous orme de patchs, de fchiers texte ou pd, ou d'images.

Documentations annexes

Linux : http://ubuntu-r.org/Pure Data : http://r.ossmanuals.net/Puredata/

Arduino :http://www.arduino.cc/r/

Espace sensitif : rles des ordinateurs et des donnes

23
https://gitorious.org/espace-sensitif/espace-sensitif/blobs/master/patchActionneur/actionneurs/photo-zoom.pdhttps://gitorious.org/espace-sensitif/espace-sensitif/blobs/master/patchActionneur/actionneurs/synthese-filtres.pdhttps://gitorious.org/espace-sensitif/espace-sensitif/blobs/master/patchActionneur/actionneurs/synthese-spatialisation.pdhttps://gitorious.org/espace-sensitif/espace-sensitif/blobs/master/patchActionneur/actionneurs/synthese-theremin.pdhttps://gitorious.org/espace-sensitif/espace-sensitif/blobs/master/patchActionneur/actionneurs/texte-vitesse.pdhttps://gitorious.org/espace-sensitif/espace-sensitif/blobs/master/patchActionneur/actionneurs/vera.ttfhttps://gitorious.org/espace-sensitif/espace-sensitif/blobs/master/patchActionneur/actionneurs/video-mix.pdhttps://gitorious.org/espace-sensitif/espace-sensitif/blobs/master/patchActionneur/actionneurs/video-scratch.pdhttps://gitorious.org/espace-sensitif/espace-sensitif/blobs/master/patchActionneur/actionneurs/vision-tags_3D.pdhttp://www.arduino.cc/fr/https://gitorious.org/espace-sensitif/espace-sensitif/blobs/master/patchActionneur/actionneurs/photo-zoom.pdhttps://gitorious.org/espace-sensitif/espace-sensitif/blobs/master/patchActionneur/actionneurs/synthese-filtres.pdhttps://gitorious.org/espace-sensitif/espace-sensitif/blobs/master/patchActionneur/actionneurs/synthese-spatialisation.pdhttps://gitorious.org/espace-sensitif/espace-sensitif/blobs/master/patchActionneur/actionneurs/synthese-theremin.pdhttps://gitorious.org/espace-sensitif/espace-sensitif/blobs/master/patchActionneur/actionneurs/texte-vitesse.pdhttps://gitorious.org/espace-sensitif/espace-sensitif/blobs/master/patchActionneur/actionneurs/vera.ttfhttps://gitorious.org/espace-sensitif/espace-sensitif/blobs/master/patchActionneur/actionneurs/video-mix.pdhttps://gitorious.org/espace-sensitif/espace-sensitif/blobs/master/patchActionneur/actionneurs/video-scratch.pdhttps://gitorious.org/espace-sensitif/espace-sensitif/blobs/master/patchActionneur/actionneurs/vision-tags_3D.pdhttp://www.arduino.cc/fr/


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Scnario d'utilisation :

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2. Documentation simplie des capteurs

Capteur de prsence de mouvement

Prsentation longue :

Ce dtecteur pyrolectrique est un ensemble comprenant un dtecteur de mouvements de

chaleur, associ un systme de lentilles optiques graves sur un support plastique plat

(lentilles de Fresnel). Il est sensible aux ondes inra-rouges lointaines, c'est--dire qu'il estcapable de percevoir les variations de radiations de chaleur mises dans son environnement.

La lentille de Fresnel ( en plastique) permet de dfnir les champs d'observation du capteur,

c'est--dire les zones dans lesquelles il peut capter un changement de chaleur li un passage.

Ces zones sont gnralement indiques par la documentation du capteur, sous la orme d'un

croquis avec les angles d'observation du capteur. Ce genre de capteur est souvent associ

une lectronique interne qui lui permet de ne pas ragir aux variations lentes ( dues parexemple aux changements de temprature lents au cours d'une journe) : il s'quilibre

lentement par rapport la confguration de temprature qu'il peroit dans champ

d'observation. Certains de ces capteurs restituent une valeur analogique correspondant la

variation de chaleur qu'ils captent, ils ont dans ce cas une sortie analogique. D'autres

ragissent ds qu'un seuil (une valeur ) de variation de mouvement est ranchi. Ils ont dans ce

cas une sortie numrique ( 0 ou 1, 0 volts ou 5 volts dans le cas de l'Espace Sensiti ) Dans ce

cas, le seuil est en gnral rglable, par un potentiomtre ou un cavalier. Ce capteur est activ

par toute variation de temprature rapide, par rapport la confguration de repos.

Principe physique de cette captation :Un flm conducteur rsisti est plaqu sur une bande de plastique souple, et protg par une

autre couche de plastique souple. Lors de la exion, l'tirement de ce flm augmente la

rsistance du conducteur. Un petit montage lectronique traduit cette variation de rsistance

en courant lectrique entre 0 volt au repos et 5 volts lors du maximum de exion admissible.

Usage pratique, conseils d'utilisation :

Ce capteur doit tre choisi pour embrasser toute la zone observer, et doit tre orient

correctement. Sa documentation donne les angles d'observation et les distances utiles. Ces

zones sont dfnies par les lentilles de Fresnel qui couvrent la pastille sensible (le dtecteur de

variation d'inrarouges). Certains de ces capteurs donnent une valeur du mouvement perudans la zone observe ( capteur analogique), d'autres donnent un signal quand un seuil

'd'agitation' est ranchi (capteur Tout Ou Rien). Celui de l'espace Sensiti de Kawenga est un

tout ou rien seuil rglable.

Usages artistiques connus :

Utilis gnralement seul pour connaitre l'arrive de quelqu'un dans un espace plutt rduit,

pour dclencher un son ou un vnement lumineux ou video, on peut galement coupler

plusieurs de ces capteurs, dirents endroits, pour avoir une estimation de l'agitation dans le

lieu ( de "l'occupation" du lieu). Certains de ces capteurs donnent une valeur du mouvement

peru dans la zone observe ( capteurs analogiques), d'autres donnent un signal quand un

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seuil 'd'agitation' est ranchi (capteur Tout Ou Rien). Celui de l'espace Sensiti de Kawenga est

un tout ou rien seuil rglable.

Cot approximatif en euros :

50

Capteur d'tirement


Ce capteur est compos d'un fl lastique rsisti, rsistant au passage d'un courant lectrique

(de basse tension continue), reli lectriquement une petite carte lectronique d'acquisition

et de rglage. Il mesure une valeur d'tirement (traction), ou de retrait jusqu' sa position de

repos. Ce capteur ncessite d'tre install entre deux points dont on veut mesurer en temps

rel l'loignement, puis le rapprochement. Les abricants de capteurs pour usage artistique ont

dfni des longueurs usuelles adaptes gnralement la captation de paramtres sur corps

humain (moins de 50 cm), mais on peut utiliser des longueurs spcifques en adaptant

l'lectronique de rglage. C'est l'accrochage des deux extrmits de ce fl sensible qui va

dterminer l'usage de ce capteur.

Principe physique de cette captation :

En s'tirant, la matire lastique du fl resisti diminue en diamtre, et laisse moins bien passer

le courant. L'lectronique associe mesure cette ractivit en temps rel, et la transmet sous

orme de signaux lectriques entre 0 volt (au repos) et 5 volts (au maximum d'tirement)


Sur les bras ou les jambes, ce fl log dans une gaine lisse dtectera la pliure d'un coude, d'un

doigt, d'un poignet, d'un genou, d'une cheville, condition que le costume soit paraitement

tudi et abriqu pour cet usage. Il peut galement mesurer la dormation d'une cage

thoracique lors de la respiration, et pourquoi pas, tout mouvement ou dormation d'un

exosquelette, masque ou puipement humain. Les instruments de musique peuvent galement

utiliser ces capteurs, tout en prenant en compte que la rtractation n'est pas un inverse

identique l'tirement, car il y a une lgre latence avant de retrouver la position d'origine.

Cette latence est d'autant plus importante si le fl rsisti est guid par une gaine, en onction

de son tat de surace plus ou moins rottant. Sa dormation maximale est de une ois et demi

sa longueur au repos.


Ce capteur donne une inormation instantane d'un mouvement de exion aux plis du corps

humain, il est moins vivace lors des extensions des membres, mais cette latence peut tre

corrige par le logiciel de traitement d'inormations temps rel. Les danseurs, les perormeurs,

les acteurs, les musiciens peuvent aisement profter des caractristiques de ce capteur, mais il

ne aut pas oublier l'quipement d'objets, de dcors, d'architectures et de tout support ayantune dormation lie aux variations de poids ou de temprature (par dilatation).


35

26


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Capteur de exion


Le capteur de exion rsisti est une fne bande plastique contenant un circuit interne, que l'onpeut plaquer sur un objet souple ou sur deux objets ou deux membres articuls. C'est un

capteur dlicat, cependant utilis dans les arts scniques comme capteur embarqu sur le

corps humain, gnralement au niveau des articulations. Il est maintenu dans une gaine qui lui

laisse la possibilit de glisser lors de la exion. La exion de cette bande souple n'est possible

que dans un seul sens, ce qui correspond la caractristique des articulations humaines.


Un flm conducteur rsisti est plaqu sur une bande de plastique souple, et protg par une

autre couche de plastique souple. Lors de la exion, l'tirement de ce flm augmente la

rsistance du conducteur. Un petit montage lectronique traduit cette variation de rsistanceen courant lectrique entre 0 volt au repos et 5 volts lors du maximum de exion admissible.


L'installation de ce capteur et son gainage sont prpondrants, la ois pour sa durabilit,

pour sa prcision et la reproductivit du signal. Ce capteur doit tre install sur le ct le plus

large des articulations ( extrieur du coude, du poignet ou du genou), afn de ne pas tre pli

au del de ses limites. Le gainage doit tre contenu pour laisser glisser le capteur dans la gaine

lors de la exion, tout en prservant la connectique et le fl de transport des signaux vers

l'interace. On installe gnralement le ct connecteur en fxe, tout en laissant l'autre

extrmit libre et glissante. Pour avoir des captations trs reproductibles d'un spectacle

l'autre, il est souvent ncessaire, lors de son utilisation en embarqu sur le corps humain, de

aire un talonnage juste aprs la mise en place, ou juste avant la prestation scnique. Cet

talonnage permet au logiciel de gestion d'vnement interacti de bien s'adapter aux infmes

variations d'installation du capteur ou du costume le contenant. L'talonnage consiste mettre

le logiciel de gestion d'vnements interactis en mode " apprentissage", et aire agir le

danseur/perormeur/acteur de l'extension maximale de son membre jusqu' sa exion

maximale, afn d'avoir l'tendue totale du mouvement.


En danse, dtection des mouvements des genoux, chevilles, cous, coudes, poignets mais aussi

de la courbure des doigts en quipement sur des gants spcifques. On peut galement quiper

des objets souples, des dcors, des instruments, des vgtaux, des meubles, des robots, des

machines, des architectures souples.


50

27


28/95

Capteur de pression


Ce capteur est compos d'une pastille plastique plate ( 0,5 mm d'paisseur environ) parois

autocollante, que l'on pose ou colle sur un support plat. Cette pastille est relie une

lectronique de rglage et de transmission. L'appui sur tout ou partie de la surace transmet un

signal plus ou moins ort en onction de la pression. Il existe des capteurs de toutes ormes

( disque, anneau, longitudinal, carr..), de toutes tailles, et pouvant encaisser direntes

limites maximales de poids par unit de surace.


Dans cette pastille, deux grilles conductrices et rsistives sont plaques sur une bande de

plastique souple, et protges par une autre couche de plastique souple. Le rapprochement de

ces grilles lors de l'appui diminue la rsistance du circuit. Un petit montage lectronique

traduit cette variation de rsistance en courant lectrique entre 0 volt au repos et 5 volts lors

du maximum de pression admissible, (maximum indiqu par la documentation constructeur de

la pastille capteur).


La pastille sera prrablement protge contre l'humidit, l'abrasion ou les chocs avec objetscontondants, par un support souple servant de pice d'usure (un flm adhsi, ou un linolum,

une mousse polyurthane, euille de lige etc...) Si le support n'est pas plat, on collera d'abord

une surace plate sur l'objet support.


Dtection de prsence dans une zone ( capteur sous tapis, moquette ou sous linolum), appui

de quelqu'un sur un support rigide, sur une chaise ou auteuil, dplacement d'objet sur une

table, pression sous le talon pour la danse ou la musique, touche d'instrument de musique, en

gnral, toute action de contact localise. Des objets ou des architectures peuvent tre quips

pour savoir quand ils sont sollicits. Un montage de quatre capteurs sous une planche rigide

permet de raliser un capteur de posture qui dtecte la localisation de l'appui principal d'une

personne.


35

Potentiomtre linaire souple


Ce capteur permet de connatre la position et la pression d'un doigt ou d'un objet pos sur sa

surace sensible. De l'paisseur d'une euille, ce capteur est autocollant. Il ne ncessite aucunrglage particulier.


Ce capteur permet de connatre la position et la pression d'un doigt ou d'un objet pos sur sa

28


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surace sensible. De l'paisseur d'une euille, ce capteur est autocollant. Il ne ncessite aucun

rglage particulier.


Capteur souvent utilis comme surace de contrle volontaire du spectateur, visiteur ouperormeur. Il peut se plaquer sur une surace courbe lisse, dans les limites de la dormation

non destructive du plastique. On peut coupler ce capteur avec un capteur de pression long,

plaqus l'un sur l'autre, afn d'avoir deux inormations simultanes de pression et de

dplacement linaire sur la zone active du ruban.


Le contact avec les doigts est gnralement privilgi, mais on peut utiliser ce capteur dans un

dispositi sur lequel des objets se dplacent, et dont on veut savoir la position sur une ligne ou

au moment de leur ranchissement. Il est donc gnralement utilis pour crer des interaces

trs discrtes, plaques sur un dcor, une table par exemple, sous un flm de masquage.


30

Potentiomtre


Ce capteur permet de connatre la position angulaire entre une partie fxe et un objet attach

son axe de rotation. On l'utilise gnralement comme organe de commande, mais on l'utilise

galement pour connatre la variation angulaire d'un objet articul, ou bien, par le biais d'un

systme bielle-manivelle, un dplacement longitudinal. Il ne ncessite aucun rglage

particulier


Ce module capteur est compos d'une piste rsistive circulaire et d'un doigt conducteur

glissant au contact de cette piste. Le doigt transmet la variation de rsistance.


Capteur souvent utilis comme interace de contrle d'une variation multimdia. On peut

galement capter la variation d'ouverture d'un objet disposant d'une ermeture articule. On

peut galement, grce un systme bielle-manivelle, ou convertisseur rotation-translation,

dtecter un dplacement linaire.


Interace de contrle. Dtection de valeur d'ouverture de porte, d'un core. Dtection d'un

mouvement de marionnette fls. Systme de balanoire.


10

29


30/95

Potentiomtre 10 tours



son axe de rotation. On l'utilise gnralement comme organe de commande, mais on l'utilise

galement pour connatre la variation angulaire d'un objet articul, ou bien, par le biais d'un

systme bielle-manivelle, un dplacement longitudinal. Il ne ncessite aucun rglage

particulier


Ce module capteur est compos d'une piste rsistive circulaire et d'un doigt conducteur

glissant au contact de cette piste. Le doigt transmet la variation de rsistance.


Capteur souvent utilis comme interace de contrle d'une variation multimdia. On peut

galement capter la variation d'ouverture d'un objet disposant d'une ermeture articule. On

peut galement, grce un systme bielle-manivelle, ou convertisseur rotation-translation,

dtecter un dplacement linaire.



mouvement de marionnette fls. Systme de balanoire.


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Potentiomtre rotation innie



son axe de rotation, quel que soit le nombre de tours. On l'utilise gnralement comme organe

de commande, mais on l'utilise galement en dtection pour connatre la variation angulaire

d'un objet articul, ou bien, par le biais d'un systme bielle-manivelle, un dplacement

longitudinal. Il ne ncessite aucun rglage particulier.


Il y a des modles bass sur le principe des potentiomtres normaux, composs d'une piste

rsistive circulaire et d'un doigt conducteur glissant au contact de cette piste. Le doigt

transmet la variation de rsistance. Le doigt peut eectuer un tour complet. Il y a aussi des

modules optiques, avec une petite roue et un dtecteur inra rouge.


Capteur souvent utilis comme interace de contrle d'une variation multimdia ou interace

de dtection de rotation. On peut galement capter la variation d'ouverture d'un objet

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disposant d'une ermeture articule. On peut galement, grce un systme bielle-manivelle,

ou convertisseur rotation-translation, dtecter un dplacement linaire. Son usage avec un

logiciel de traitement d'inormations temps rel impose une astuce de programmation qui

dtecte le sens de rotation, et le passage de instantan de la valeur maximale la valeur

minimale (ou inversement) lors d'un tour suprieur 360 degrs.



mouvement de marionnette fls. Systme de balanoire. Dtection de translation d'un chariot

sur rail, d'un dplacement de vrin. Dtection de remplissage d'un bassin. Dtection travail

la corde en cirque. Dtection dplacement dcor en thtre ou danse.


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Joystick


Ce capteur est compos d'une tige, articule sur un pivot central. L'inclinaison de cette tige est

possible dans toutes les directions, dans les limites d'un cne. On l'utilise gnralement

comme organe de commande, mais on l'utilise galement en dtection d'angle d'inclinaison.

Certains modles ont un systme de ressort qui recentre la tige au milieu du cne utile, au

repos. D'autres joysticks restent en position lorsqu'on les lche. Ce capteur ne ncessite aucun

rglage particulier.


Dans le joystick, un petit mcanisme actionne deux potentiomtres donnant chacun une valeur,

qui permet de reconstituer la position angulaire de la tige par rapport au pivot ( point fxe).

L'exploitation de ces deux valeurs permet de connatre l'inclinaison de la tige dans le cne utile

du joystick.


Capteur souvent utilis comme interace de contrle d'une variation multimdia utilisant 2

paramtres simultans. Lors de l'utilisation d'un modle avec ressort, venant au repos en

position centrale, il peut tre utile de aire, dans le logiciel de traitement temps rel, une

calibration dynamique, dclenche au bout d'un petit temps d'inactivit dans la zone centrale,

afn de bien certifer le point zro.


Interace de commande pour des dispositis 2D, notamment des dispositis utilisant des

dplacements dans un espace deux dimensions. Dtection d'inclinaison d'une tige, ou d'un

plateau.

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Capteur de vibration


Ce capteur est compos d'une pastille piezolectrique, colle sur la surace servant de

dtecteur de chocs, et d'une petite lectronique de rglage et transmission. Selon la taille de la

pastille piezoelectrique, on peut dtecter direntes gammes de rquences de vibration, avec

plus ou moins de sensibilit. Les capteurs piezo lectriques sont capables de dtecter des

chocs infmes, ainsi que des vibrations d'instruments de musique, par exemple. Ce capteur ne

ncessite aucun rglage particulier. Il y a galement des capteurs de vibration utilisant des

acclromtres, plus coteux.


Lorsque la pastille piezoelectrique subit un choc mme infme, elle se dorme et produit un

courant lectrique. C'est la transormation de ce courant qui peut tre trs puissant, en

variation de 0 5 volts qui permet son usage avec des interaces destines la cration

artistique. qui permet lors de vibrations de type choc, gratouillis, rottage. La vibration peut

tre transmise distance par n'importe quel objet rigide.


Capteur souvent utilis comme interace de dtection de variations, notamment par chocs ou

rottements, gratouillis, mais aussi pour concevoir des interaces de dtection d'emplacement

d'un choc, auquel cas il audra quiper la surace de plusieurs pastilles piezoelectriques, et

aire un traitement mathmatique temps rel afn d'obtenir une inormation 2D. Il est

ncessaire de trouver dans les objets quiper, l'emplacement qui donnera les meilleurs

rsultats par rapport l'usage voulu: cet emplacement n'est pas toujours l'endroit que l'on

pense. On peut provisoirement fxer une pastille avec un ruban adhsi bien plaqu. Il est

possible de abriquer ce capteur avec simplement une pastille piezo et avec une rsistance 1

MegaOhms.


Transormation d'une table, d'une architecture ou d'un mobilier en interace sensible.

Dtection de pas ( escalier, plancher). Dtection d'ouverture ou ermeture. Dtection de l'usage

de tout objet mcanique gnrant une micro-vibration.


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Dtecteur capacitif


Ce capteur est compos d'une antenne et d'un montage lectronique. L'antenne est dissimule

dans l'objet que l'on veut quiper, relie au montage lectronique. Lorsque un autre objet ou

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une main s'approche de l'objet quipe, le systme dtecte la variation du champ

lectromagntique autour de l'antenne, et envoie un signal pour indiquer cette perturbation.

Ce capteur n'envoie pas de signal analogique, mais un signal tout ou rien. (0 volts au repos ou

5 volts si une perturbation est dtecte). Ce capteur dispose de deux rglages particuliers, qui

permettent d'ajuster la sensibilit et l'adaptation l'environnement. Porte : 1 3 cm selon lematriau.


L'antenne capte le champ lectromagntique ambiant et l'lectronique analyse ce paramtre de

aon constante. Lorsqu'un objet pntre dans le champ lectromagntique proche de

l'antenne, une perturbation de ce champ est cre, dtecte par l'antenne, et l'lectroniqueragit en envoyant un signal.


Capteur souvent utilis comme interace de dtection d'approche d'objet ou de contact, poursavoir si quelqu'un s'assied sur une chaise par exemple, pour savoir si quelqu'un approche la

main d'un objet, comme une lampe, un livre, une sculpture par exemple. L'antenne peut tre

dissimule dans l'objet, en y perant un petit trou d'un ou deux millimtres. La taille de

l'antenne doit tre ajuste l'objet.


Dtection d'approche ou de contact sur une table, une architecture, un mobilier, un objet pour

le transormer en interace sensible. Dtection de pas ( escalier, plancher).


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Capteur de distance infra rouge, de 4 cm 30 cm


Ce capteur de distance est compos d'un metteur inrarouge, d'un rcepteur inrarouge, et

d'une lectronique de traitement, le tout dans un petit botier. Il est trs utilis en dtectiond'approche, en mesure d'approche, en interace de contrle (distance entre capteur et main,

tte, bras ou pied), en dtection de passage, et ventuellement en dtection de vitesse, le tout

dans des conditions particulires: ce capteur ne dtecte que dans un volume conique situe

devant les lentilles de l'metteur-rcepteur. Cette zone conique possde un angle d'environ

15/20 degrs. Ce capteur est donc trs directi, c'est dire qu'il aut bien l'orienter vers la zone

surveiller. La prcision en distance est grande, du millimtre au cm selon le modle.


Un aisceau inra rouge ocalis est envoy par la pastille mettrice, pendant qu'un rcepteur

peroit la taille de la tache lumineuse inrarouge, grce une petite barrette CCD, et transmet

cette taille l'lectronique de contrle. Le systme est insensible aux variations de couleur de

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l'objet observ. Le modle utilis dans l'espace sensiti ralise 25 mesures par seconde.


C'est un capteur dont on peut dissimuler le botier, en laissant seulement passer la lumire par

les lentilles de l'metteur ou du rcepteur. Comme il est trs directi, et qu'on ne voit pas le

aisceau (le cne) observ, il aut l'orienter avec prcision vers la zone observer. Si on doit

associer plusieurs de ces capteurs, il aut veiller ournir une alimentation lectrique stable et

susante en courant, car c'est un capteur qui peut consommer beaucoup pour certains

modules longue porte. Il n'est pas parasit par les clairages s'ils ne sont pas dans le cne

acti.


On l'utilise souvent en dtection d'approche, afn de dclencher un vnement lorsque l'objet

ou l'humain est arriv une certaine distance. On l'utilise aussi en mesure continue,

notamment pour aire des interaces audio-visuelles utilisant le mouvement du corps, des bras,

des mains ou de la tte. On peut l'utiliser en mesure de taille ( capteur au dessus de la porte ou

du dispositi). On peut l'utiliser derrire une vitre, ce qui ait une interace trs scurise pour

des dispositis urbains. On peut l'utiliser pour savoir si un objet ou un humain avance ou

s'loigne. Enfn , on peut l'utiliser en mesure de vitesse, avec les modles longue porte.


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d'une lectronique de traitement, le tout dans un petit botier. Il est trs utilis en dtection

d'approche, en mesure d'approche, en interace de contrle (distance entre capteur et main,






Principe physique de cette captation :Un aisceau inra rouge ocalis est envoy par la pastille mettrice, pendant qu'un rcepteur









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modles longue porte. Il n'est pas parasit par les clairages s'ils ne sont pas dans le cne

acti.

Usages artistiques connus :On l'utilise souvent en dtection d'approche, afn de dclencher un vnement lorsque l'objet





des dispositis urbains. On peut l'utiliser pour savoir si un objet ou un humain avance ous'loigne. Enfn , on peut l'utiliser en mesure de vitesse, avec les modles longue porte.


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Dans le montage lectronique, une puce ddie, le Gyromtre, contient un anneau vibrant

miniature en silicium, vibrant sa rquence de rsonance. Lors d'une rotation du support, et

par l'action des orces de Coriolis, les dtecteurs situs autour de cet anneau dtectent des

variations des tensions induites, proportionnelles la vitesse angulaire. Ces variations sontfltres et amplifes par la carte lectronique associe. Tout mouvement de rotation dtect

est transorm en une variation de tension entre 0 volts mini et 5 volts maxi.








acti.

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d'approche, en mesure d'approche, en interace de contrle (distance entre capteur et main,tte, bras ou pied), en dtection de passage, et ventuellement en dtection de vitesse, le tout






Un aisceau inra rouge ocalis est envoy par la pastille mettrice, pendant qu'un rcepteur







aisceau (le cne) observ, il aut l'orienter avec prcision vers la zone observer. Si on doitassocier plusieurs de ces capteurs, il aut veiller ournir une alimentation lectrique stable et



acti.






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Cot approximatif en euros :54

Acclromtre 2D





tte, bras ou pied), en dtection de passage, et ventuellement en dtection de vitesse, le toutdans des conditions particulires: ce capteur ne dtecte que dans un volume conique situe





Dans le montage lectronique, une puce ddie, l'acclromtre, contient des petits peignes

ultra-miniaturiss, dont les mouvements en relation avec lacclration de la pesanteur, et

l'acclration imprime par l'utilisateur, crent des variations lectriques. Ces variations sont

fltres et amplifes par la carte lectronique associe.


Pour les mouvements lents, il permet de connatre l'orientation par rapport la verticale, dans

deux directions. Pour les mouvements rapides, il sert dtecter le dpart et le sens d'un geste

puis l'arrt de ce geste. Il est bien sr possible d'en mettre plusieurs sur une mme personne

ou sur un objet. Cependant, en tant que capteur de mouvements rapides, il est plus ecace de

le fxer aux poignets ou aux chevilles, endroits du corps soumis de ortes acclrations.


En danse: utilis notamment en embarqu en transcription de mouvements rapides, en

contemporain comme en hip hop. En thtre: utilis en embarqu mais aussi en quipement

scnique, en dcor interacti ( capteur d'inclinaison, capteur d'impact). En instrumentation

musicale: embarqu sur manches d'instruments, accompagnement de gestes... En cirque, pour

toutes sortes d'usages.


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Boussole 2D


La boussole 2D permet de dtecter l'orientation du champ magntique terrestre, dans un plan

horizontal et vertical. Elle n'est pas utilise en fxe, mais en embarqu, sur un corps, un

mcanisme ou un objet, et permet ainsi de transmettre l'orientation de corps, mcanisme ou

objet par rapport au champ magntique terrestre. Le capteur donne cette orientation dans un

plan horizontal et galement dans un plan vertical.


Dans le montage lectronique, une puce ddie, la boussole, contient des structures miniatures

en alliage mtallique, dont la rsistance varie en onction de l'orientation par rapport tout

champ magntique proche, dont le champ magntique terrestre. Il y a une puce pour chaque

plan d' orientation. Ces variations de rsistance sont fltres et amplifes par la carte

lectronique associe. Tout mouvement de rotation par rapport au champ magntique dtect

est transorm en une variation de tension entre 0 volts mini et 5 volts maxi pour une rotation

de 360. L'emplacement du 0 volts est arbitraire, et peut se choisir au moment de l'utilisation.


La boussole permet de connatre une valeur numrique base sur l'orientation gographique(position par rapport aux ples par exemple), dans le plan horizontal et vertical. Elle peut tre

utilise en tant que capteur embarqu sur un danseur, musicien, perormer, acteur, vhicule ou

robot, ou bien intgr dans une sculpture ou un dcor anim. Son usage dans un

environnement trs technologique ( arts scniques, machines, rue ) ncessite de nombreuses

prcautions pour aire ace des perturbations par des champs magntiques parasites.


En danse, en thtre, en perormance, en cirque, la boussole transcrit les mouvements de

rotation de l'utilisateur sur lui mme. Elle peut galement tre embarque sur un instrument,

un objet, un robot, un vhicule, un dcor mobile.


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Gyromtre 2D


La Gyromtre 2D permet de dtecter la vitesse, et donc les acclrations et decclrations d'un

objet, corps ou quipement lors d'une rotation de ce corps. Ce modle est connu pour dtecter

dans deux axes de rotation dirents. Il est souvent utilis en danse, en cirque, en

instrumentation

Documents

Cahier Pratique Espace Sensitif