FTIR Multitouch Table

Idee

Bau eines Multitouch-Tisches, der die verhinderte Totalreﬂektion von infrarotem Licht, auch Evaneszenz genannt, in einem durchlässigen Medium nutzt. Mittels Blob-Tracking können dann die Fingerspitzen verfolgt werden, die durch eine diﬀuse Schicht, auf die ein Beamerbild projeziert wird, auf eine Kamera mit Infrarotbandﬁlter treﬀen. Dieses Projekt ermöglicht es zu einem Bruchteil der Kosten eines Fertiggerätes, Multitouch-Benutzerschnittstellen im bytewerk zu entwicklen und zu testen.

Todo-Liste

es fehlen noch patente Halterungen fuer Kamera und Spiegel
eine Arretierung fuer den Beamer (um ihn nicht jedes mal neu ausrichten zu muessen) waere cool.

Verantwortlich

Thomas "fake" Jakobi
Markus Platzdasch
Andreas Schustek
Daniel Reinhardt

Umsetzung

Grobe Konstruktion

Nach kurzen Experiementen, wie gross das Beamerbild des von der Hochschule fuer angewandte Wissenschaften FH Ingolstadt zur Verfuegung gestellten Beamers auf kurze Entfernungen ist, haben wir uns fuer eine Groesse von 75cmx57,5cm fuer die Acrylglasplatte entschieden. Diese haben wir bei acrylglas-shop.com bestellt, die den wunderbaren Service anbieten, die Kanten fuer einen geringen Aufpreis bereits aufzupolieren.

Fuer die Silikonkautschuk-Schicht haben wir auf das in FTIR-Kreisen sehr beliebte Elastosil M4641 von der Wacker Chemie AG zurueckgegriffen. Das ist nicht so einfach in kleinen Portionen zu bekommen - gluecklicherweise gibt es aber in Wien (zufaellig eine Stadt in die wir oefters kommen) ein Geschaeft namens "Farben Wolf", die das Zeugs aus den 10kilo-Gebinden in 1-Kilo Dosen abfuellt. Die kosten aber immernoch an die 60 EUR pro Portion (und da das Verhaeltnis Haerter zu Kautschuk nicht veraendert werden sollte - nicht mal ein kleines bisschen - ist zu empfehlen, fuer eine Platte unserer Groesse ein ganzes "Set" von diesen zu verwenden. Rein rechnerisch sollte die Haelfte reichen - fuer Mutige / Sparsame). Ein sehr gutes Video (mit toller Musik *g*) die das Auftragen des Silikonkautschuks erklaert findet sich auf YouTube.

Bei den elektronischen Bauteilen haben wir auf den lokalen Anbieter Pollin Electronics zurueckgegriffen. Die IR-LEDs sind hier mit einem Stueckpreis von 15 cent vergleichsweise guenstig. Sie strahlen Licht im Bereich von 940nm aus - fuer den Einsatzzweck waere eher etwas niedrigeres Interessant, so um die 850nm, da hier mehr Lichtfluss erzeugt wird. Sollte aber trotzdem reichen ;)

Mittels dem genialen LED series parallel array calculators haben wir uns nach der ca-Massgabe von einer LED alle 1.5 bis 2 cm auf 16 Rails von jeweils 9 LEDs festgelegt, was uns auf eine LED ca. alle 1.8 cm gebracht hat.

Der Rahmen ist aus Aluminium aufgebaut. Die Konstruktion ist am einfachsten im Google Sketchup File nachzuvollziehen.

Die Infrarotkamera ist eine PS3 Eye cam, deren Infrarotfilter entfernt wurde, und an dessen Stelle ein altes Stueck Diskette Infrarotbandfilter spielt. Die Anleitung dazu gibt es hier. Der ganze Prozess ist auch in 2 schoenen Youtube Videos zu sehen: Teil 1 und Teil 2.

Inzwischen haben wir - faul wie wir sind - einfach eine fixfertig gemoddete PS3 Kamera bei peauproductions.com bestellt, die mit einem passenden 940nm Infrarotbandpassfilter und einem m12-Standardgewinde ausgestatt ist. Passend fuer unsere Konstruktion dazu gleich ein Objektiv mit 3,7mm und 73 Grad FOV - das passt bei einem Abstand von ca. 1m von der Projektionsflaeche gut. Mittels des Bandpassfilters ist es jetzt voellig egal, was der Beamer darstellt, und das Tracking der Blobs funktioniert traumhaft! Die Kameras sind eine Investition die sich lohnt.

Das Google SketchUp Modell sollte einen ziemlich guten Einblick in die Rahmenkonstruktion geben. Die LEDs sind hier durchverbunden, das ist natuerlich unsinn, die LEDs sind ja zu Neunergruppen zusammengefasst. Das Modell: Datei:Ftir-table-0.6.skp

Infrarotlicht und du

Bei den ersten Spielen mit der Infrarotkamera und den IR-LEDs sind folgende Bilder entstanden:

Test-Rail loeten
Test-Rail: noch ein U-Profil.
Test-Rail in Infrarot
Das beste Bier der Welt unter Infrarot

Bau

Test des Beamers zur best. d. Groesse
Innerer Rahmen zugeschnitten
Innerer Rahmen mit Loechern
LEDs drin und an!
Sicht von oben
Blobtest: Sicht von unten
Seitliche ansicht
Aeusserer Rahmen fertig
Natuerlich aufklappbar
XLR-Connector eingebaut
Innen neu verkabelt etc...

Video

Dieses Video entstand mit einem einfachen Zeichenpapier als Diffuser, das auf der Unterseite angebracht war. Der leichte Wellenwurf sorgt hier fuer eine zum Teil zu starke diffusion der FTIR-Blobs... Die Oberflaeche war mit einem duennen Oelfilm ueberzogen.

Groesstes Hindernis bei diesem ersten Testlauf war der dann als Bug #422 gemeldete fehlende merge nach osx/linux einer aenderung im windows-code in community core vision ("tbeta"), der inzwischen behoben ist.

Das lustige "herumwandern" des ganzen Bildes bei der Pictures-Demo ist der verzweifelte Versuch der Videobearbeitungssoftware, das Bild zu stabilisieren ^^

Weblinks

FTIR Multitouch and Display Device: [1]