BodyPong

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Inhaltliche Beschreibung

"Body Pong" ist die Variante des Spielhallen Klassikers "Pong". Anstatt die Spielschläger mittels Joystick zu bedienen, übernimmt bei "Body Pong", wie der Name sch sagt, der Körper des Spielers die Steuerung. Das Spielfeld besteht aus zwei, in der Mitte des Raumes platzierten Leinwänden, über denen je eine Kamera installiert ist. Betreten nun zwei Spieler den „überwachten“ Bereich vor den Leinwänden, startet das Spiel selbständig. Das jeweilige Kamerabild wird analysiert und die Koordinaten des Spielers aus dem jeweiligen Bild extrahiert. Mit diesen Koordinaten werden die Bewegungen des Schlägers im Spielverlauf ausgeführt.

Das Spielprinzip des originalen "Pong" wurde über die interaktive Steuerung hinaus um einige zusätzliche Features erweitert. Nach bestimmten Zeitintervallen erreichen die Spieler den nächsten Level, die graphische Anmutung verändert sich und die Spielgeschwindigkeit nimmt zu. Das Sounddesign wurde ebenfalls im Laufe des Projekts komplett neu entworfen und der Installation zugefügt.

Technische Beschreibung

Die Installation "Body Pong" besteht aus mehreren Teilsystemen, die zuerst einmal grob in Hard- und Software eingeteilt werden können. Diese einzelnen Komponenten werden nun im Folgenden näher beschrieben.

Die Teilsysteme im Überblick

Die interaktive Steuerung von "Body Pong" wird über die Analyse eines Videosignals realisiert. Der Spieler wird von einer MiniDV Kamera gefilmt und das analoge Videosignal von einer Framgrabber-Karte digitalisiert.
Die erste Softwarekomponente EyesWeb wird zur Verarbeitung des nun digital vorliegenden Videobildes eingesetzt. Dabei werden die Koordinaten des Spielers aus dem Kamerabild gewonnen. EyesWeb ist eine Open-Source Entwicklungsumgebung zur Bild-, Audio- und Signalverarbeitung, die an der Universität von Genua entwickelt worden ist.

Die nun bekannten Koordinaten werden darauf hin an die eigentliche Spielsteuerung weitergegeben. Die Berechnung der einzelnen Prozesse des Spiels wird von einer Kombination aus Macromedia Director und Macromedia Flash realisiert. Hier wird die Position der Schläger, des Balls sowie die Steuerung des Level-Verlaufs und die Punkteanrechung berechnet. Die hier erzeugten Graphiken werden im Anschluss über zwei Videobeamer auf die Leinwände ausgegeben.

Es ist anzumerken, dass zwei Spieler das System bedienen und sich die Teilsysteme je auf zwei Computer verteilen. Es werden auch für jeden der beiden Spieler spezifische Graphiken ausgegeben. Das zentrale Element dieses System nimmt natürlich die gemeinsame Steuerung ein.

Die Softwarearchitektur

Das Spiel "Body Pong" wurde wesentlich mit drei Softwareplattformen entwickelt – EyesWeb, Macromedia Flash MX 2004 und Macromedia Director MX 2004. EyesWeb dient ausschließlich zur Extraktion der Koordinaten der spielenden Personen aus dem Videobild. Diese werden formatiert und auf einen sinnvollen numerischen Bereich gemappt um anschließend an die nächste Komponente weitergegeben zu werden.
Zur Kommunikation zwischen den einzelnen Softwarekomponenten werden die Daten über das Midi-Protokoll versendet. Dies hat den Vorteil der Vereinheitlichung der Kommunikationsplattformen sowohl innerhalb eines Rechners, als auch zwischen mehreren Computern.
Die zentrale Steuerung des Spiels übernimmt ein Director-Projektor, in dem ein Flashfilm eingebettet ist. Über Midi-Active-X Steuerelemente kann in Director komfortabel auf die Midi-Daten zugegriffen werden. Der Director-Film übergibt diese anschließend an Flash, da hier die Positionsberechnung der einzelnen Elemente leichter und performanceorientierter durchgeführt werden kann. In Director wird dann graphische Repräsentation der einzelnen Elemente erstellt und über die Graphikkarte an den Videobeamer weitergegeben.

Interaktion in Echtzeit

Die Installation "Body Pong" besteht aus verschiedenen, physikalisch und logisch getrennten Komponenten. Um einen reibungslosen Spielverlauf zu garantieren, werden extrem hohe Performance-Anforderungen an die einzelnen Teilsysteme und die Kommunikationswege gestellt. Eine Aktion eines Spielers muss sofort oder mit einer unmerklichen Verzögerung von der Kette der Systemkomponenten verarbeitet werden und die Reaktion sofort dem Benutzer des Systems wiedergegeben werden.

Wir haben uns aufgrund der hohen Verbreitung und Akzeptanz für die das Midi-Protokoll entschieden und mit diesem nach einiger Parametrierungsarbeit sehr gute Reaktionszeiten erreicht.

Auf die Videoübertragung über Fire-Wire haben wir wegen hoher Latenz verzichtet, ein Grabben des analogen Signals erzielt hier deutlich bessere Ergebnisse.

Da die Komponenten von "Body Pong" auf mehreren Hardware-Systemen untergebracht sind, ist auch ein großes Augenmerk auf die Auswahl der Schnittstellen-Hardware gelegt worden. Nach Zahlreichen Materialtests konnten hier die geeigneten Fabrikate ausgewählt werden.

Hardware / Software

Hardware:
2 leistungsstarke Computer, 2 Framegrapper-Karten, 2 Midi-Interfaces, 2 MiniDV Kameras, diverse lange Kabel, 2 Projektionsfälche und Ständer, 2x schwarzer Molton, Stative

Software:
EyesWeb, Macromedia Flash Mx 2004, Macromedia Director MX, WinXP

Hochschule / Fachbereich

Georg-Simon-Ohm Fachhochschule Nürnberg
Elektrotechnik Feinwerktechnik Informationstechnik / Gestaltung

URL der Hochschule

» http://www.fh-nuernberg.de/ [link 04]

Betreuer des Projekts

Prof. Dr.-Ing. Heinz Bruenig

Kommentar des Betreuers

Mit der interaktiven Spiel-Installation "Body Pong", welche auf dem historischen TV-Spiel "Pong" basiert, ist es den Studierenden auf sehr eindrucksvolle Weise gelungen, die Spielsituation in einen interaktiven Raum zu transportieren und körperlich erfahrbar zu machen. Die Studenten haben hierbei die sehr komplexe technische Umsetzung hervorragend gemeistert, welche die Bildanalyse der Videodaten zweier Kameras zur Lokalisierung der Spieler auf dem Spielfeld, die Visualisierung des Spiels unter Verwendung von Macromedia Director und Flash sowie die Kommunikation der auf zwei PCs verteilten Systemkomponenten umfasst. Für eine Ausstellung der Installation wurden zudem ein Video-Trailer und Plakate produziert.

Seminar / Kurzbeschreibung

Das Projekt entstand an der Georg-Simon-Ohm Fachhochschule Nürnberg im Rahmen des interdisziplinären Studiengangs Medientechnik, welcher die Aspekte Technik und Gestaltung verbindet. Der Schwerpunkt Interaktion befasst sich dort mit den verschiedensten technischen Komponenten, die innovative Formen der Mensch-Maschine-Kommunikation für interaktive Multimediasysteme realisieren. Da diese technischen Komponenten meist unmerklich im Hintergrund arbeiten, ist es natürlich sehr wichtig, im Rahmen der Semester-Projekte eine Anwendung zu realisieren, welche die Fähigkeiten solcher Systeme anschaulich demonstriert. Ein sehr gutes Beispiel hierfür ist "Body Pong".

Zuordnung Forschungsbereich

Interaktive Systeme / Bildanalyse