´Index 1 Introducci´o 7 1.1 Motivaci´o ............................. 7 1.2 Context .............................. 8 1.3 Objectius ............................. 8 2 Estudi d’antecedents 11 2.1 Introducci´o ............................ 11 2.2 Elpassat.............................. 12 2.2.1 Joystick .......................... 12 2.2.2 Pistolesdellum...................... 16 2.3 Elpresent ............................. 19 2.3.1 Gamepad ......................... 19 2.3.2 Teclat ........................... 24 2.3.3 Ratol´ı ........................... 29 2.3.4 Volant ........................... 33 2.3.5 WiiRemote ........................ 36 1 2.3.6 Pantalla t`actil . 40 2.3.7 Acceler`ometre . 44 2.3.8 Balanceboard....................... 45 2.3.9 Dancepad......................... 48 2.3.10 Dispositius musicals . 50 2.4 Elfutur .............................. 52 2.4.1 C`ameres .......................... 54 2.4.2 Realitat Augmentada . 62 2.4.3 Micr`ofon.......................... 68 2.4.4 Dispositius ment-computador . 71 3 Tecnologia 77 3.1 DispositiuEmotivEPOC. 77 3.1.1 Eldispositiu........................ 77 3.1.2 Usdeldispositiu´ ..................... 79 3.1.3 Programes inclosos . 79 3.1.4 EmoComposer....................... 82 3.1.5 Estructura......................... 82 3.1.6 Usosdel’API ....................... 87 3.1.7 Provesdeprecisi´o. 93 3.2 OpenGL.............................. 97 3.2.1 Arquitectura........................ 98 3.2.2 Us´ ............................. 99 2 4 Model de requeriments 101 4.1 Requeriments no funcionals . 101 4.2 Requeriments funcionals . 102 5 Especificaci´o 103 5.1 Actorsdelsistema. .104 5.2 Casosd’´us.............................104 5.2.1 Iniciar aplicaci´o. 104 5.2.2 Finalitzar aplicaci´o . 106 5.2.3 Navegar ..........................106 5.2.4 Saltarportal. .107 5.2.5 Disparar..........................108 5.3 Modelconceptual . .109 6 Disseny 111 6.1 Diagramadeclasses. .111 6.2 Diagrames de seq¨u`encia . 113 6.2.1 Bucleprincipal . .113 6.2.2 Saltdeportal . .114 6.2.3 Disparar..........................115 6.3 Disseny de la interf´ıcie . 115 6.4 Arquitecturageneraldelsistema. 117 7 Implementaci´o 119 3 7.1 API del sistema Emotiv EPOC . 119 7.1.1 Connexi´o .........................120 7.1.2 Enquesta .........................120 7.1.3 Obtenci´odedades . .122 7.1.4 Desconnexi´o. 123 8 Planificaci´o 125 8.1 Rols ................................126 8.2 Tasques ..............................126 8.3 Desviaci´ode la planificaci´o. 126 8.4 C`arregadetreballperrol . .129 9 Estudi econ`omic 131 9.1 Costenpersonal .........................132 9.2 Costosmaterials .........................132 10 Perspectives de futur 135 10.1Donarordres ...........................135 10.2 Detecci´odelason. .138 10.2.1 Somnol`encia durant la conducci´o. 138 10.2.2 Induirsomnisl´ucids . .139 10.3 Detecci´ode la resposta emotiva d’un usuari . 140 10.3.1 Evoluci´od’imatges . 140 10.3.2 Usos judicials i d’investigaci´o . 141 4 10.3.3 Classificaci´ode pel·l´ıcules . 142 10.3.4 Resposta personalitzada de sistemes d’IA . 142 11 Conclusions 145 11.1 Objectiusassolits . .145 11.2 Conclusions sobre el dispositiu . 146 A Manual d’´us 149 A.1 Preparaci´odeldispositiu . .149 A.2 Entrenament ...........................150 A.3 Usdelprototip´ ..........................152 A Format de l’arxiu del mapa 155 5 6 Cap´ıtol 1 Introducci´o En aquest cap´ıtol s’explica quina ha estat la motivaci´oper a la realitzaci´o d’aquest projecte, en quin context s’emmarca i quins s´on els seus objectius m´es generals que es pretenen assolir. 1.1 Motivaci´o La motivaci´ooriginal per a la realitzaci´od’aquest PFC neix de l’inter`es en aprofundir els coneixements adquirits durant els estudis d’Enginyeria en In- form`atica en el camp de la visualitzaci´ode sistemes gr`afics i interacci´oamb ells, on s’ha cursat assignatures optatives relacionades. Amb aquesta motivaci´oes va contactar amb els professors Jes´us Alonso Alonso i Robert Joan-Arinyo, que realitzen recerca en aquest `ambit, per tal de desenvolupar un PFC que permet´es aprofundir aquests coneixements. 7 Es va pactar la realitzaci´od’un projecte de recerca en l’`ambit dels sistemes d’adquisici´od’informaci´oa aplicacions gr`afiques. 1.2 Context El present PFC est`aenmarcat en l’`ambit dels dispositius d’adquisici´od’in- formaci´oa computadors, especialment enfocat al camp de sistemes gr`afics com simuladors, videojocs o entorns de realitat virtual. Aquest ´es un camp molt ampli i, per tant, en primer lloc s’ha realitzat un estudi hist`oric de l’evoluci´odel sector, aix´ıcom un estudi de les possibilitats a curt i mitj`atermini basant-nos en els diferents projectes que es troben en fase experimental o de desenvolupament. A partir del que hem apr`es en aquest estudi es decideix investigar una tecnologia en concret que, en aquest cas, ´es la tecnologia d’interacci´oment- computador a trav´es d’electroencefalografia. Concretament el dispositiu a estudiar ´es l’Emotiv EPOC, en comercialitzaci´odes de finals de 2009. 1.3 Objectius El principal objectiu ´es analitzar la capacitat que el dispositiu Emotiv EPOC d´ona a l’usuari per tal de generar ordres per a una aplicaci´o de manera fiable i consistent. Per a determinar aquesta capacitat s’estudiaran els diferents modes de comunicaci´oque proporciona el dispositiu. 8 Alguns d’aquests modes es poden estudiar amb les eines que acompa- nyen el dispositiu. Per a estudiar-ne d’altres, i comprovar el correcte an`alisi anterior en un entorn m´es real, es construir`aun prototipus que permetr`aex- perimentar en un marc similar a l’´us pel qual el dispositiu ha estat dissenyat. 9 10 Cap´ıtol 2 Estudi d’antecedents Dediquem aquest cap´ıtol a estudiar dispositius dedicats a l’adquisici´od’in- formaci´oper tal d’interactuar amb videojocs i altres entorns virtuals. Tamb´e analitzem els casos d’´us pels que han estat o poden ser ´utils. 2.1 Introducci´o Els dispositius i mecanismes d’entrada s´on un apartat essencial a l’hora de marcar l’experi`encia de joc que experimenten els jugadors a l’hora de fer ´us dels diferents videojocs, videoconsoles i altres entorns gr`afics. A l’estudi d’antecedents veurem diferents dispositius, alguns que s’han utilitzat al llarg de la hist`oria dels videojocs i que han caigut en des´us, d’altres que es fan servir actualment per a generar la interacci´onecess`aria, i d’altres amb els que es comen¸ca a investigar o que estan en les ´ultimes fases de desenvolupament 11 abans de ser distribu¨ıts per a utilitzaci´oa gran escala. Analitzarem per una banda les caracter´ıstiques d’aquests dispositius i, per l’altra, veurem per a quins casos d’´us han estat utilitzats. La Figura 2.1 il.lustra l’evoluci´oen el temps dels dispositius d’entrada m´es usuals en vide- ojocs i entorns virtuals. 2.2 El passat Els dispositius d’aquesta secci´ohan caigut en des´us. Tot i que encara es pot trobar algun videojoc o algun altre tipus d’aplicaci´oal mercat que en faci ´us, entre els productes en desenvolupament i els que surten al mercat, el seu ´us espec´ıfic ´es molt minoritari o pr`acticament inexistent. 2.2.1 Joystick El joystick ´es un dispositiu d’entrada que consta d’una palanca i diversos botons. La palanca t´ela seva part inferior fixada. Fent for¸ca amb una m`a, la palanca es pot inclinar en dues direccions, sobre el pla de suport del dispositiu. Quan es deixa d’aplicar for¸ca sobre la palanca, aquesta tendeix a tornar a la posici´od’equilibri. L’´us del joystick es va importar des d’altres ind´ustries, com la ind´ustria aeron`autica o la d’elements mec`anics. L’any 1967, la videoconsola Magna- vox Odyssey va ser la primera en incorporar joysticks per a videojocs, que inicialment eren de funcionament anal`ogic [1]. L’any 1977, amb l’aparici´ode 12 13 Figura 2.1: Diagrama temporal de l’aparici´ode diferents dispositius. (a) (b) (c) Figura 2.2: Joysticks de diferents `epoques. a) Joystick TAC-2, dels anys 80. b) Joystick de la videoconsola Magnavox Odyssey 2, final dels anys 1970. c) Joystick Freedom de Logitech, actual. l’Atari 2600, es van introduir al mercat els joysticks digitals, amb un nou connector l’especificaci´odel qual va ser l’est`andar durant un llarg periode de temps [2] . Dins dels videojocs, la plataforma on m´es s’ha implantat i on m´es import`ancia ha tingut ´es la de les m`aquines recreatives. Podem observar aquests joysticks i un de modern a la Figura 2.2. Us´ del joystick L’´us del joystick ha disminuit molt en els ´ultims anys, en part degut a l’apari- ci´odels sticks anal`ogics en els gamepads que permeten un control direccional anal`ogic a la vegada que mantenen els avantatges del gamepad. Per aquest motiu, s’analitzaran dos exemples d’´us d’aquest dispositiu: un d’antic, de quan era un dispositiu d’´us general en les videoconsoles, i un altre d’un dels usos espec´ıfics que encara avui en dia conserva. • Galaga (Figura 2.3a i Figura 2.3b): Es tracta d’un joc de naus, publicat 14 l’any 1981, que funciona sobre una m`aquina recreativa. El m`etode d’entrada al joc era una palanca de joystick, la funci´odel qual era controlar el moviment de la nau del jugador, i un bot´oque tenia per funci´oque la nau dispar´es contra els enemics [3]. Aquest ´us del joystick, com a manera de controlar el moviment d’all`oque representa l’usuari dins del joc, ja sigui en forma de nau, de personatge, o quelcom diferent, en un entorn on es permet el moviment en dues direccions, ´es el m´es caracter´ıstic d’aquest dispositiu, especialment en les d`ecades dels 80 i els inicis dels 90, quan tenien una major proporci´od’´us.