Digital Magnetic Poetry: Έλα δηαδξαζηηθό παηρλίδη αλαγλώξηζεο θίλεζεο θαη ρεηξνλνκηώλ

Transcript

1 ΔΘΝΙΚΟ ΚΑΙ ΚΑΠΟΓΙΣΡΙΑΚΟ ΠΑΝΔΠΙΣΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ ΥΟΛΗ ΘΔΣΙΚΩΝ ΔΠΙΣΗΜΩΝ ΣΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ ΚΑΙ ΣΗΛΔΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ ΠΣΤΥΙΑΚΗ ΔΡΓΑΙΑ Digital Magnetic Poetry: Έλα δηαδξαζηηθό παηρλίδη αλαγλώξηζεο θίλεζεο θαη ρεηξνλνκηώλ Μαξηάλζε. Γξηδηώηε Δπηβιέπνληεο: Ισάλλεο Ισαλλίδεο, Καζεγεηήο Γξ. Μαξία Ρνύζζνπ ΑΘΗΝΑ ΙΟΤΝΙΟ 2012

2 ΠΣΤΥΙΑΚΗ ΔΡΓΑΙΑ Digital Magnetic Poetry: Έλα δηαδξαζηηθό παηρλίδη αλαγλώξηζεο θίλεζεο θαη ρεηξνλνκηώλ Μαξηάλζε. Γξηδηώηε Α.Μ.: ΔΠΙΒΛΔΠΟΝΣΔ: Ισάλλεο Ισαλλίδεο, Καζεγεηήο Γξ. Μαξία Ρνύζζνπ

3 ΠΔΡΙΛΗΦΗ Η παξνχζα εξγαζία πξαγκαηεχεηαη ηνλ ζρεδηαζκφ θαη ηελ πινπνίεζε ελφο δηαδξαζηηθνχ εθπαηδεπηηθνχ παηρληδηνχ κε ηε ρξήζε ηερλνινγίαο αλαγλψξηζεο ρεηξνλνκηψλ θαη θηλήζεσλ ηνπ παίθηε. Σα ηειεπηαία ρξφληα, παξαηεξείηαη ζεκαληηθή εμέιημε ζηνλ ηνκέα Αιιειεπίδξαζεο Αλζξψπνπ Τπνινγηζηή θαη εηδηθφηεξα ζηελ ζρεδίαζε εθαξκνγψλ αλζξσπνθεληξηθήο αιιειεπίδξαζεο κε ηνλ ππνινγηζηή. ηα πιαίζηα απηήο ηεο αλζξσπνθεληξηθήο πξνζέγγηζεο, δεκηνπξγνχληαη νινέλα θαη πεξηζζφηεξεο Φπζηθέο Γηεπαθέο Υξήζηε, ζηηο νπνίεο ε αιιειεπίδξαζε γίλεηαη πιένλ κε θπζηθνχο ηξφπνπο, φπσο κε ηελ αθή, κε θσλεηηθέο εληνιέο, κε ρεηξνλνκίεο ή θηλήζεηο. Ιδηαίηεξε εμέιημε θαη ελδηαθέξνλ παξνπζηάδνπλ εθαξκνγέο πνπ βαζίδνληαη ζηελ αλαγλψξηζε θηλήζεσλ νιφθιεξνπ ηνπ ζψκαηνο ηνπ παίθηε. ηα πιαίζηα ηεο εμέιημεο ηέηνηνπ είδνπο εθαξκνγψλ, ε ζπγθεθξηκέλε πηπρηαθή εξγαζία έρεη σο ζηφρν ηνλ ζρεδηαζκφ θαη ηελ αλάπηπμε ελφο εθπαηδεπηηθνχ δηαδξαζηηθνχ παηρληδηνχ, ζην νπνίν ν παίθηεο ζα αιιειεπηδξά κε ην πεξηβάιινλ ηεο εθαξκνγήο κε θηλήζεηο ηνπ ζψκαηφο ηνπ. Πξφθεηηαη γηα έλα παηρλίδη ηφζν ςπραγσγηθνχ φζν θαη εθπαηδεπηηθνχ ραξαθηήξα, φπνπ ν παίθηεο κεηαθηλεί αληηθείκελα ηνπ γξαθηθνχ πεξηβάιινληνο κε θπζηθέο θηλήζεηο. Ο παίθηεο θαιείηαη κέζα απφ δχν δηαθνξεηηθέο δνθηκαζίεο λα απνδείμεη ηηο γλψζεηο ηνπ ζηα καζεκαηηθά αιιά θαη λα ρξεζηκνπνηήζεη ηε θαληαζία θαη ηε δεκηνπξγηθφηεηά ηνπ ζηε ζχλζεζε ειεχζεξνπ θεηκέλνπ απφ έλα ζχλνιν ιέμεσλ. Απψηεξνο ζθνπφο ηεο δηεξεχλεζεο γηα ηελ εθαξκνγή αλαγλψξηζεο θηλήζεσλ ηνπ ζψκαηνο ζε δηαδξαζηηθά παηρλίδηα είλαη ε επέθηαζε ηεο ηερλνινγίαο απηήο ζε εθπαηδεπηηθέο θαη φρη κφλν εθαξκνγέο. ΘΔΜΑΣΙΚΗ ΠΔΡΙΟΥΗ: Δπηθνηλσλία Αλζξψπνπ Η/Τ ΛΔΞΔΙ ΚΛΔΙΓΙΑ: Αλαγλψξηζε Υεηξνλνκηψλ, Αλίρλεπζε Κίλεζεο, ρεδίαζε Γηεπαθψλ, Φπζηθέο Γηεπαθέο Υξήζηε, Kinect SDK, νβαξά Παηρλίδηα

4 ABSTRACT This thesis presents the design and implementation of an interactive educational game using gesture and motion recognition technology. In recent years, the field of Human Computer Interaction has evolved greatly, especially with regards to the design of human-centered interfaces and interactive applications. As part of this human-centered approach, more and more Natural User Interfaces are being developed, where the interaction takes place naturally, for example through touch, voice commands, gestures or movements. In particular, there is increased development and interest in applications that are based on the recognition of the player s body movements. In the context of these developments, the goal of this thesis is to design and develop an interactive educational game, where the player will interact with the application s environment using body movement. The game s purpose is educational as well as recreational. The player s task is to shift digital objects displayed on the screen through natural body movements. Through two distinct challenges, the player is called to prove his/her knowledge in math, and also to use his/her imagination and creativity in free text composition. The ultimate goal of this work is to explore the use of full body recognition technology in the educational and human-centered context. SUBJECT AREA: Human Computer Interaction KEYWORDS: Gesture-based interaction, Gesture Recognition, Movement tracking, Interface Design, Natural User Interfaces, Kinect SDK, Serious Games.

5 ΔΤΥΑΡΙΣΙΔ Γηα ηε δηεθπεξαίσζε ηεο παξνχζαο Πηπρηαθήο Δξγαζίαο, ζα ήζεια λα επραξηζηήζσ ηνπο επηβιέπνληεο, Γξ. Μαξία Ρνχζζνπ θαη Καζ. Ισάλλε Ισαλλίδε, γηα ηελ θαζνδήγεζε ηνπο. Δπραξηζηψ επίζεο, φινπο φζνπο έιαβαλ κέξνο ζηελ δηαδηθαζία αμηνιφγεζεο ηεο εθαξκνγήο.

6 ΠΔΡΙΔΥΟΜΔΝΑ ΠΡΟΛΟΓΟ ΕΙΑΓΩΓΗ Αντικείμενο εργαςίασ Στόχοσ εργαςίασ Κίνητρα Διάρθρωςη τησ εργαςίασ ΘΕΩΡΗΣΙΚΟ ΤΠΟΒΑΘΡΟ Ειςαγωγή Εξζλιξη των Διεπαφϊν Χρήςτη Ο κόςμοσ των χειρονομιϊν Ταξινόμηςη Χειρονομιών Τεχνολογίεσ για την αναγνώριςη χειρονομιών Αλγόριθμοι για την διαχείριςη των χειρονομιών Αλληλεπίδραςη Ανθρϊπου Υπολογιςτή ςτην Εκπαίδευςη Εκπαιδευτικό Παιχνίδι Η Σημαςία τησ Αλληλεπίδραςησ Ανθρώπου Υπολογιςτή ςτα Εκπαιδευτικά Παιχνίδια Αναγνώριςη χειρονομιών ςτα εκπαιδευτικά παιχνίδια Συμπεράςματα ΦΕΣΙΚΕ ΕΡΓΑΙΕ Παιχνίδια με αναγνϊριςησ κίνηςησ και χειρονομιϊν Full Body Games Ground Fx Magnetic Poetry Games Original Magnetic Poetry Kit Online Woodlands Magnetic MATHS Συμπεράςματα ΦΕΔΙΑΜΟ Ειςαγωγή Ιδζα και ςενάριο Το Magnetic Poetry Επιλογή και προςαρμογή θζματοσ Σχεδιαςμόσ διεπαφήσ Αρχζσ ευχρηςτίασ Χαρακτηριςτικά εκπαιδευτικών παιχνιδιών Πρότυπα χαμηλήσ πιςτότητασ Αρχικά ςενάρια και αλλαγζσ Μορφή Παιχνιδιοφ... 47

7 4.4.1 Αρχική οθόνη Κατηγορία «Μαθηματικά» Κατηγορία «Λζξεισ» Σφνοψη ΤΛΟΠΟΙΗΗ Ειςαγωγή Τεχνολογίεσ που χρηςιμοποιήθηκαν Microsoft Kinect Microsoft Kinect for Windows SDK C# XAML Coding4Fun Kinect Toolkit Άλλα Διάρθρωςη Σφνοψη ΑΞΙΟΛΟΓΗΗ Ειςαγωγή Αξιολόγηςη Ευχρηςτίασ Εφαρμογϊν Διαδικαςία Αξιολόγηςησ Συμπεράςματα ΤΜΠΕΡΑΜΑΣΑ ΚΑΙ ΜΕΛΛΟΝΣΙΚΕ ΕΠΕΚΣΑΕΙ Αναςκόπηςη Συμπεράςματα Μελλοντικζσ επεκτάςεισ ΠΙΝΑΚΑ ΟΡΟΛΟΓΙΑ ΤΝΣΜΗΕΙ ΑΡΚΣΙΚΟΛΕΞΑ ΑΚΡΩΝΤΜΙΑ ΠΑΡΑΡΣΗΜΑ Ι: ΚΩΔΙΚΑ ΠΑΡΑΡΣΗΜΑ ΙΙ: ΕΓΦΕΙΡΙΔΙΑ ΠΑΡΑΡΣΗΜΑ ΙII: ΕΜΠΕΙΡΙΕ ΦΡΗΗ ΑΝΑΥΟΡΕ... 82

8 ΚΑΣΑΛΟΓΟ ΔΙΚΟΝΧΝ Δηθφλα 1: H εμέιημε ησλ δηεπαθψλ ρξήζηε Δηθφλα 2: To Data Glove Δηθφλα 3: Depth Image θαηαγξαθή απφ ην Kinect κε ρξήζε ηνπ Kinect SDK v Δηθφλα 4: Τπέξπζξε θσηνγξαθία πνπ δείρλεη ηηο θνπθίδεο laser πνπ εθπέκπνληαη απφ ην Kinect Δηθφλα 5: Σα 4 full body games ηεο Feedtank Δηθφλα 6: Σν παηρλίδη Color Shooter Δηθφλα 7: Σν παηρλίδη Two Touch ζην δηαδξαζηηθφ πάξθν Πνιπκήραλν ζηελ Αζήλα Δηθφλα 8: Tν παηρλίδη Duck and Jump Δηθφλα 9: Αλαπαξάζηαζε ιεηηνπξγίαο ηνπ Ground Fx Δηθφλα 10: Σν air hokey ζην δηαδξαζηηθφ πάξθν Πνιπκήραλν ζηελ Αζήλα Δηθφλα 11: Η εθαξκνγή Koi Pond Δηθφλα 12: Screenshot ηνπ παηρληδηνχ Magnetic Poetry Kit ( 33 Δηθφλα 13: Screenshot ηνπ παηρληδηνχ Woodlands Magnetic Maths Δηθφλα 14: Οκαδηθφ Magnetic Poetry ζε κεγάιν πίλαθα Δηθφλα 15: Πξφηππν ρακειήο πηζηφηεηαο ηεο ηειηθήο κνξθήο ηνπ Words Δηθφλα 16: Πξφηππν ρακειήο πηζηφηεηαο ηεο ηειηθήο κνξθήο ηνπ MATHS Δηθφλα 17: ηηγκηφηππν ηεο αξρηθήο νζφλεο ηνπ παηρληδηνχ Digital Magnetic Poetry Δηθφλα 18: ηηγκηφηππν ηεο αξρηθήο νζφλεο ηνπ ππν-παηρληδηνχ MATHS Δηθφλα 19: ηηγκηφηππν νζφλεο θαηά ηε δηάξθεηα ηνπ παηρληδηνχ MATHS Δηθφλα 20: ηηγκηφηππν ηεο νζφλεο ηεξκαηηζκνχ ζε πεξίπησζε ήηηαο, ηνπ ππφπαηρληδηνχ MATHS Δηθφλα 21: ηηγκηφηππν ηεο νζφλεο ηεξκαηηζκνχ ζε πεξίπησζε λίθεο, ηνπ ππφπαηρληδηνχ MATHS Δηθφλα 22: ηηγκηφηππν ηεο νζφλεο θαηά ηε δηάξθεηα ηνπ ππφ-παηρληδηνχ WORDS Δηθφλα 23: ηηγκηφηππν ηειηθήο νζφλεο ηνπ ππφ-παηρληδηνχ WORDS... 53

9 Δηθφλα 24: Σα ζεκεία (joints) ηνπ αλζξψπηλνπ ζθειεηνχ πνπ αλαγλσξίδεη ην Kinect Δηθφλα 25: Η θνλζφια Microsoft Kinect... 55

10 ΠΡΟΛΟΓΟ Η παξνχζα εξγαζία εθπνλήζεθε ζην ηκήκα Πιεξνθνξηθήο θαη Σειεπηθνηλσληψλ ηνπ Δζληθνχ Καπνδηζηξηαθνχ Παλεπηζηεκίνπ Αζελψλ σο πηπρηαθή εξγαζία. Η δηάξθεηα ηεο δηεμαγσγήο ηεο κέρξη θαη ηελ νινθιήξσζε ήηαλ έλαο ρξφλνο.

11 1. ΔΙΑΓΩΓΗ ε απηφ ην θεθάιαην απηφ παξνπζηάδεηαη ην αληηθείκελν απηήο ηεο εξγαζίαο, ν επηδησθφκελνο ζηφρνο ηεο, ηα θίλεηξα πνπ νδήγεζαλ ζηελ επηινγή ηνπ ζπγθεθξηκέλνπ ζέκαηνο θαη ηέινο ε δηάξζξσζε ηνπ θεηκέλνπ ηεο. 1.1 Αληηθείκελν εξγαζίαο Σν αληηθείκελν ηεο παξνχζαο εξγαζίαο είλαη ε ζρεδίαζε θαη αλάπηπμε ελφο εθπαηδεπηηθνχ παηρληδηνχ, ζην νπνίν ε αιιειεπίδξαζε γίλεηαη κέζσ Φπζηθψλ Υεηξνλνκηψλ (Natural Gestures) θαη αλαγλψξηζεο θηλήζεσλ ηνπ ρξήζηε (Motion Detection). Πξφθεηηαη γηα έλα παηρλίδη ζην νπνίν ν παίθηεο, ρσξίο λα θάλεη ρεηξηζκφ θάπνηαο ζπζθεπήο ή ρεηξηζηεξίνπ, αιιειεπηδξά κε ην γξαθηθφ πεξηβάιινλ κε ηελ θίλεζε ηνπ ζψκαηφο ηνπ θαη θπξίσο ησλ ρεξηψλ ηνπ. Σν παηρλίδη απεπζχλεηαη θπξίσο ζε καζεηέο δεκνηηθνχ, αιιά επεηδή ππάξρεη ε δπλαηφηεηα εχθνιεο αιιαγήο ησλ δεδνκέλσλ, ην πεξηερφκελν κπνξεί λα πξνζαξκνζηεί γηα ρξήζηεο δηαθφξσλ ειηθηψλ θαη επηπέδσλ. Πξνο ην παξφλ ππάξρνπλ δχν δηαθνξεηηθνί καζεζηαθνί ηνκείο πνπ πξαγκαηεχεηαη: ηα καζεκαηηθά θαη ε γιψζζα. Ο παίθηεο θαιείηαη λα κεηαθηλήζεη ζε έλα γξαθηθφ πεξηβάιινλ ζην νπνίν εκθαλίδνληαη ηα ρέξηα θαη ηα πφδηα ηνπ, ηα δηαζέζηκα αληηθείκελα κε λνχκεξα ή ιέμεηο αληίζηνηρα ψζηε λα εθπιεξψζεη θάζε θνξά ηνλ ζηφρν ηνπ. Η επηινγή, κεηαθίλεζε θαη απειεπζέξσζε ησλ αληηθείκελσλ γίλνληαη κε θηλήζεηο ησλ ρεξηψλ, φπσο ζα γηλφηαλ θαη ζε θάπνην θπζηθφ πεξηβάιινλ. Δπηπιένλ ν παίθηεο κπνξεί λα ρξεζηκνπνηήζεη ηα πφδηα ηνπ γηα θάπνηεο επηινγέο ζην παηρλίδη. Η ζρεδίαζε ηνπ παηρληδηνχ έγηλε κε βαζηθφ γλψκνλα ηηο αξρέο επρξεζηίαο ζηελ αιιειεπίδξαζε αλζξψπνπ ππνινγηζηή. 1.2 ηόρνο εξγαζίαο Ο ζηφρνο ηεο εξγαζίαο είλαη ε δεκηνπξγία ελφο εθπαηδεπηηθνχ παηρληδηνχ πνπ ζα πξνζθέξεη ζηνπο ρξήζηεο ηνπ κηα ελαιιαθηηθή εκπεηξία κάζεζεο, βαζηζκέλε ζηηο λέεο ηερλνινγίεο θαη ζηελ θπζηθή θίλεζε ησλ παηθηψλ. 1.3 Κίλεηξα Τπήξμαλ πνιιά θίλεηξα ηα νπνία κε ψζεζαλ ζηελ επηινγή ηνπ ζπγθεθξηκέλνπ ζέκαηνο γηα ηελ εθπφλεζε ηεο πηπρηαθήο κνπ εξγαζίαο. Αξρηθά, ε ζπκκεηνρή κνπ σο ρξήζηεο ζε παηρλίδηα αλαγλψξηζεο θηλήζεσλ θαη ρεηξνλνκηψλ κνπ θίλεζε ην ελδηαθέξνλ γηα ηελ πεξαηηέξσ εμεξεχλεζε ηεο ηερλνινγίαο απηήο. Η ζπγθεθξηκέλε ηερλνινγία είλαη θάηη 11

12 θαηλνχξην ζηελ αιιειεπίδξαζε αλζξψπνπ ππνινγηζηή κε πνιιέο δπλαηφηεηεο εμέιημεο ζε πάξα πνιινχο επηζηεκνληθνχο ηνκείο. Σν βαζηθφ ραξαθηεξηζηηθφ ηεο πνπ κνπ έιθπζε ην ελδηαθέξνλ είλαη ε μερσξηζηή εκπεηξία πνπ δεκηνπξγεί ζηνλ ρξήζηε, ν νπνίνο κπνξεί λα ρεηξηζηεί κηα εθαξκνγή απνθιεηζηηθά θαη κφλν κε ηηο θηλήζεηο ηνπ, ρσξίο λα απαηηείηαη ε πξσηχηεξε γλψζε ρεηξηζκνχ θάπνηνπ κεραληζκνχ. Απηφ δίλεη κηα λέα δηάζηαζε ζηηο ειεθηξνληθέο εθαξκνγέο θαη ηδηαίηεξα ζηηο εθαξκνγέο παηρληδηψλ, θαζψο γίλνληαη πιένλ Φπζηθέο Γηεπαθέο Υξήζηε. Πξφθεηηαη γηα κηα ηερλνινγία ε νπνία δηαξθψο εμειίζζεηαη, κε λέεο εθαξκνγέο δηαθφξσλ εηδψλ λα αλαπηχζζνληαη ζπλερψο ζε παγθφζκην επίπεδν. Σν γεγνλφο απηφ, επίζεο επεξέαζε ζεκαληηθά ηελ επηινγή κνπ. Δπηπιένλ, ζεσξψ ηδηαίηεξα ζεκαληηθή ηελ αλάπηπμε εθπαηδεπηηθψλ παηρληδηψλ ηα νπνία λα αθνινπζνχλ ηελ εμέιημε ησλ λέσλ ηερλνινγηψλ. Έηζη έλα αθφκε θίλεηξν ήηαλ ε δεκηνπξγία ελφο παηρληδηνχ πνπ λα κελ πεξηνξίδεηαη ζε ςπραγσγηθφ ζθνπφ, αιιά λα ζπλδπάδεη ηνλ εθπαηδεπηηθφ ραξαθηήξα κε ηελ ρξήζε ηεο ηερλνινγίαο αλαγλψξηζεο θίλεζεο, παξέρνληαο έηζη ζε κηθξνχο ζε ειηθία ρξήζηεο κηα δηαθνξεηηθή πξνζέγγηζε ηεο κάζεζεο. Σέινο, βαζηθφ θίλεηξν ήηαλ ε πξφζθαηε θπθινθνξία ηνπ Kinect for Windows SDK. Πξφθεηηαη γηα έλα software development kit ην νπνίν θπθινθφξεζε ε Microsoft ηνλ Ινχλην ηνπ 2011 θαη πεξηέρεη φιεο ηηο απαξαίηεηεο βηβιηνζήθεο θαη εξγαιεία γηα ηνλ πξνγξακκαηηζκφ εθαξκνγψλ γηα ηελ θνλζφια ηνπ Kinect 1. Η δπλαηφηεηα αλάπηπμεο κηαο εθαξκνγήο γηα κηα απφ ηηο ζπνπδαηφηεξεο θαη πην εμειηγκέλεο, απηή ηε ζηηγκή, ζπζθεπέο αλαγλψξηζεο θίλεζεο απνηέιεζε πνιχ ζεκαληηθφ θίλεηξν γηα ηελ ζρεδίαζε θαη πινπνίεζε απηνχ ηνπ παηρληδηνχ. Καζψο απηφ ην development kit είλαη κηα πνιχ πξφζθαηε θπθινθνξία ζηνλ ηνκέα ηνπ πξνγξακκαηηζκνχ ήηαλ ηδηαίηεξε πξφθιεζε ε εμεξεχλεζε ηνπ αιιά θαη ε αλάπηπμε κηαο εθαξκνγήο κε απηφ. 1.4 Γηάξζξσζε ηεο εξγαζίαο Η παξνχζα εξγαζία ρσξίδεηαη ζε ηξία κέξε: ην πξψην κέξνο (Κεθάιαηα 2 θαη 3) αλαιχνληαη θάπνηεο βαζηθέο ζεσξεηηθέο έλλνηεο πνπ ζρεηίδνληαη κε ην αληηθείκελν ηεο εξγαζίαο θαη παξνπζηάδνληαη θάπνηεο ήδε ππάξρνπζεο ζρεηηθέο εξγαζίεο θαη εθαξκνγέο. ην δεχηεξν κέξνο (Κεθάιαηα 4, 5 θαη 6) 1 (ηειεπηαία επίζθεςε 26/6/2012) 12

13 πεξηγξάθεηαη ε δηαδηθαζία ζρεδηαζκνχ θαη πινπνίεζεο ηεο εθαξκνγήο θαη ε γεληθφηεξε δνπιεηά πνπ έγηλε ζηα πιαίζηα ηεο εθπφλεζεο ηεο πηπρηαθήο εξγαζίαο. πγθεθξηκέλα ε δηάξζξσζε ησλ θεθαιαίσλ είλαη ε εμήο: Κεθάιαην 2: Πεξηγξαθή θάπνησλ βαζηθψλ ελλνηψλ, πνπ ζρεηίδνληαη κε ην ζεσξεηηθφ πιαίζην ζην νπνίν έγηλε ν ζρεδηαζκφο θαη ε πινπνίεζε ηεο εξγαζίαο Κεθάιαην 3: Παξνπζίαζε επηιεγκέλσλ εθαξκνγψλ, πνπ ζρεηίδνληαη κε ηελ εθαξκνγή πνπ αλαπηχρζεθε ζηελ παξνχζα εξγαζία. Κεθάιαην 4: Αλάιπζε ηνπ ζρεδηαζκνχ ηεο εθαξκνγήο, κέζσ ηεο πεξηγξαθήο ησλ ζρεδηαζηηθψλ επηινγψλ πνπ έγηλαλ. Κεθάιαην 5: Αλάιπζε ηεο ηειηθήο πινπνίεζεο ηνπ παηρληδηνχ πνπ αλαπηχρζεθε. Κεθάιαην 6: Αλαζθφπεζε ηεο ζπλνιηθήο εξγαζίαο, εμαγσγή ζπκπεξαζκάησλ θαη παξνπζίαζε πηζαλψλ κειινληηθψλ επεθηάζεσλ. Παξάξηεκα I : Παξνπζηάδνληαη θάπνηα ελδεηθηηθά θνκκάηηα απφ ηνλ θψδηθα ηεο εθαξκνγήο. Παξάξηεκα ΙΙ : Δγρεηξίδην ρξήζεο θαη εγθαηάζηαζεο ηνπ παηρληδηνχ. Παξάξηεκα ΙΙΙ : Πεξηγξαθή εκπεηξηψλ ρξήζεο, απφ δνθηκαζηηθέο ρξήζεο πνπ έγηλαλ κεηά ηελ νινθιήξσζε ηεο πινπνίεζεο. 13

14 2. ΘΔΧΡΗΣΙΚΟ ΤΠΟΒΑΘΡΟ 2.1 Δηζαγσγή ε απηφ ην θεθάιαην αλαπηχζζεηαη ην ζεσξεηηθφ πιαίζην πνπ ππνζηεξίδεη ηελ αλάπηπμε ελφο παηρληδηνχ βαζηζκέλν ζηελ αλαγλψξηζε θίλεζεο θαη ρεηξνλνκηψλ. Αξρηθά πεξηγξάθεηαη ε εμειηθηηθή πνξεία ησλ δηεπαθψλ ρξήζηε, ζηε ζπλέρεηα αλαιχεηαη ε έλλνηα ηεο ρεηξνλνκίαο ζηα πιαίζηα ηεο επηθνηλσλίαο αλζξψπνπ ππνινγηζηή θαη νη δηάθνξεο ηερλνινγίεο κε ηηο νπνίεο επηηπγράλεηαη ε αλαγλψξηζε ηεο θίλεζεο θαη ησλ ρεηξνλνκηψλ θαη ηέινο αλαιχεηαη ε έλλνηα ηνπ παηρληδηνχ ππφ ην πξίζκα κηαο εθπαηδεπηηθήο δξαζηεξηφηεηαο. 2.2 Δμέιημε ησλ Γηεπαθώλ Υξήζηε Αξρηθά ζα νξίζνπκε ηελ έλλνηα ηεο δηεπαθήο ρξήζηε. Ωο δηεπαθή ρξήζηε ή user interface, κπνξεί λα νξηζηεί ν ρψξνο ζηνλ νπνίν πξαγκαηνπνηείηαη αιιειεπίδξαζε κεηαμχ ησλ αλζξψπσλ θαη ησλ κεραλψλ[3]. Ο ζηφρνο ηεο αιιειεπίδξαζεο απηήο κέζσ ηεο δηεπαθήο ρξήζηε, είλαη ε απνηειεζκαηηθή ιεηηνπξγία θαη ν έιεγρνο ηεο κεραλήο απφ ηνλ ρξήζηε, θαζψο θαη ε αλαηξνθνδφηεζε ηεο κεραλήο ζηνλ ρεηξηζηή ψζηε απηφο λα κπνξεί λα πάξεη ιεηηνπξγηθέο απνθάζεηο. Μηα δηεπαθή ρξήζηε πεξηιακβάλεη ηφζν ζηνηρεία πιηθνχ (hardware) φζν θαη ινγηζκηθνχ (software). Οη δηεπαθέο παξέρνπλ ηα απαξαίηεηα κέζα γηα εηζαγσγή δεδνκέλσλ (input) πνπ επηηξέπνπλ ζηνλ ρξήζηε λα ειέγμεη ην ζχζηεκα θαη εμαγσγή δεδνκέλσλ (output) πνπ επηηξέπνπλ ζην ζχζηεκα λα ππνδειψζεη ηα απνηειέζκαηα ηνπ ειέγρνπ απφ ηνλ ρξήζηε. Οη πξψηεο δηεπαθέο αλζξψπνπ-ππνινγηζηή πνπ αλαπηχρζεθαλ ήηαλ νη Γηεπαθέο Γξακκήο Δληνιψλ (Command Line Interfaces-CLIs). Οη δηεπαθέο απηέο αθνινπζνχζαλ ην κνληέιν αίηεζεο-απάληεζεο (request-response model), ζην νπνίν νη αηηήζεηο εθθξάδνληαλ σο γξαπηέο εληνιέο κέζα απφ έλα εμεηδηθεπκέλν ιεμηιφγην. Οη ρξήζηεο ησλ CLI ήηαλ ππνρξεσκέλνη αξρηθά λα εμνηθεησζνχλ κε ηελ ρξήζε ηνπ πιεθηξνινγίνπ θαη ζηε ζπλέρεηα λα κάζνπλ άξηζηα ην θσδηθνπνηεκέλν απηφ ιεμηιφγην εηζφδνπ, θαζψο ε ζχληαμε ησλ εληνιψλ ήηαλ απζηεξή θαη πεξίπινθε θαη δελ έδηλε ην πεξηζψξην ιάζνπο ζηνλ ρξήζηε. Αλ θαη νη CLI ζεσξήζεθαλ πνιχ ζεκαληηθή εμέιημε θαζψο πέξαζαλ ηνπο ππνινγηζηέο απφ ηελ επνρή ηνπ batch computing φπνπ δελ ππήξρε θακία 14

15 αιιειεπίδξαζε ζηε πξψηε δηεπαθή αλζξψπνπ-ππνινγηζηή, παξ φια απηά απαηηνχζαλ απφ ηνλ ρξήζηε ηδηαίηεξεο δεμηφηεηεο θαη ηα επίπεδα επρξεζηίαο πνπ πξνζέθεξαλ ήηαλ κεδακηλά [1]. Η κεγάιε αιιαγή ζηηο δηεπαθέο ρξήζηε, ήξζε κε ηελ εθεχξεζε ηνπ πνληηθηνχ, ε νπνία άλνημε λένπο δξφκνπο ζηελ αιιειεπίδξαζε ηνπο ρξήζηε κε ηνλ ππνινγηζηή θαη νδήγεζε ζηελ δεκηνπξγία ηεο πξψηεο Γηεπαθήο Γξαθηθνχ Πεξηβάιινληνο (Graphical User Interface GUI). Όηαλ ην πνληίθη αξρηθά αλαπηχρζεθε σο έλα νηθνλνκηθφηεξν κέζν πνπ ζα αληηθαζηζηνχζε ηα θσηεηλά-ζηπιφ (light-pens) θαλείο δελ είρε θαληαζηεί ηελ επαλάζηαζε πνπ ζα έθεξλε ζηηο δηεπαθέο ρξήζηε. Η ρξήζε ηνπ σο ζπζθεπή εηζφδνπ πνπ ην έθαλε δηάζεκν έγηλε ην 1970 κε ηελ ζρεδίαζε ηνπ Xerox Alto computer ηεο εηαηξίαο Xerox PARC, ελψ ν πξψηνο ππνινγηζηήο πνπ GUI ήηαλ ην κνληέιν Xerox 8010 Star [2]. ηε ζπλέρεηα ην GUI γλψξηζε κεγάιε επηηπρία θαη ε αλάπηπμή ηνπ ζπλερίδεηαη κέρξη θαη ζήκεξα. Η ρξήζε παξαζχξσλ (windows), επηθάλεηαο εξγαζίαο, θνπκπηψλ, κελνχ, εηθνληδίσλ, απιήο ζπκβνιηθήο γιψζζαο, είλαη κεξηθά απφ ηα ραξαθηεξηζηηθά ησλ Γξαθηθψλ πνπ θαηέζηεζαλ ηελ εμεξεχλεζε ηεο δηεπαθήο απφ ηνλ ρξήζηε κηα πνιχ πην εχρξεζηε θαη επράξηζηε δηαδηθαζία. Με ηελ πηνζέηεζε ησλ GUI, νη ππνινγηζηέο δελ απεπζχλνληαλ πιένλ ζηνπο εμεηδηθεπκέλνπο θαηαξηηζκέλνπο επαγγεικαηίεο, αιιά ζε κηα πνιχ επξχηεξε νκάδα ρξεζηψλ. Η επφκελε επαλάζηαζε ζηνλ θφζκν ηεο αιιειεπίδξαζεο αλζξψπνπ ππνινγηζηή ήξζε απφ ηηο Φπζηθέο Γηεπαθέο Υξήζηε (Natural User Interfaces NUIs). Η Φπζηθή Γηεπαθή Υξήζηε αθνξά ζε δηεπαθέο αλζξψπνπ-ππνινγηζηή νη νπνίεο είλαη 1) κε νξαηέο απφ ηνπο ρξήζηεο θαη 2) βαζίδνληαη ζηελ θπζηθφηεηα ή ζε θπζηθά ζηνηρεία [4]. Με ηνλ φξν «κε νξαηέο» ελλννχκε φηη ν ρξήζηεο θαηά ηε αιιειεπίδξαζή ηνπ κε ηνλ ππνινγηζηή δελ αληηιακβάλεηαη ηελ χπαξμε θάπνηαο δηεπαθήο θαζψο ν ππνινγηζηήο αληηδξά θαηά θάπνην ηξφπν κε αλζξψπηλε ζπκπεξηθνξά, δίλνληαο ηνπ ηελ αίζζεζε φηη αιιειεπηδξά καδί ηνπ κε θπζηθφ ηξφπν. Ο φξνο «θπζηθφηεηα» αλαθέξεηαη ζηνλ ζηφρν ηεο εκπεηξίαο ρξήζηε, φπνπ ε αιιειεπίδξαζε πξνθχπηεη σο θάηη θπζηθφ ρσξίο λα απαηηείηαη ε ρξήζε θαη ε πξναπαηηνχκελε γλψζε ρεηξηζκνχ νπνηαζδήπνηε ηερλεηήο ζπζθεπήο. Έηζη ν ρξήζηεο, ρσξίο θακία ηερληθή θαηάξηηζε, γλψζε ή πξνεγνχκελε εκπεηξία, κπνξεί κε απιέο θηλήζεηο ηνπ ζψκαηνο ηνπ, κε ηελ θσλή ηνπ ή ηελ γξαθή ηνπ λα αιιειεπηδξάζεη επηηπρψο κε ηελ δηεπαθή φπσο αθξηβψο αιιειεπηδξά ζηνλ θπζηθφ θφζκν. 15

16 Δηθόλα 1: H εμέιημε ησλ δηεπαθώλ ρξήζηε. (Wikipedia.com Natural User Interface) Μεξηθά παξαδείγκαηα Φπζηθψλ Γηεπαθψλ Υξήζηε είλαη: Multi-touch εθαξκνγέο O φξνο multi-touch αλαθέξεηαη ζε ζπζθεπέο αθήο πνπ έρνπλ ηελ ηθαλφηεηα λα αλαγλσξίδνπλ πάλσ απφ δχν ζεκεία επαθήο κε ηελ επηθάλεηα ηνπο. Σν γεγνλφο απηφ δίλεη ζηνπο ρξήζηεο κηα κεγάιε γθάκα δπλαηνηήησλ φπσο λα πεξηζηξέςνπλ εηθφλεο, λα κεηαθηλήζνπλ αληηθείκελα, αθφκα θαη λα δσγξαθίζνπλ ζηελ νζφλε ηεο ζπζθεπήο. Handwriting Recognition Με ηνλ φξν Handwriting Recognition ελλννχκε ηελ ηθαλφηεηα κηα ζπζθεπήο λα αλαγλσξίδεη ηελ γξαθή ελφο ρξήζηε. Έρνπλ αλαπηπρζεί εηδηθά δηακνξθσκέλεο ηακπιέηεο θαη επηθάλεηεο ζηηο νπνίεο ν ρξήζηεο γξάθεη κε κηα εηδηθή γξαθίδα θαη ε εθαξκνγή κπνξεί λα αλαγλσξίζεη ην θείκελν πνπ έρεη γξαθηεί. Speech recognition ή Voice User Interface Πξφθεηηαη γηα δηεπαθέο ζηηο νπνίεο ν ρξήζηεο αιιειεπηδξά κε ηνλ ππνινγηζηή ρξεζηκνπνηψληαο θσλεηηθέο εληνιέο. Γηεπαθέο αλαγλψξηζεο θσλήο είλαη ην voice dialing πνπ ρξεζηκνπνηείηαη ζε πνιιά θηλεηά ηειέθσλα, ην call routing θαη ε δηεξγαζία speech-to-text ε νπνία ρξεζηκνπνηείηαη απφ πνιινχο επεμεξγαζηέο θεηκέλνπ γηα λα κεηαθέξεη φηη ιέεη ν ρξήζηεο ζε θείκελν [8]. Η αλαγλψξηζε θσλήο ρξεζηκνπνηείηαη θαη 16

17 απφ ηελ θνλζφια ηνπ Kinect δίλνληαο ζηνλ ρξήζηε ηελ δπλαηφηεηα λα ειέγρεη θάπνηεο παξακέηξνπο ηνπ παηρληδηνχ κε θσλεηηθέο εληνιέο. Facial Recognition Με ηελ ρξήζε ηεο ηερλνινγίαο αλαγλψξηζεο πξνζψπνπ, ν ρξήζηεο κπνξεί λα αιιειεπίδξαζε κε ηελ εθαξκνγή κε εθθξάζεηο ή θηλήζεηο ζεκείσλ ηνπ πξνζψπνπ ηνπ. Μηα εηδηθή θαηεγνξία ηνπ facial recognition είλαη ην eye-tracking, ζην νπνίν πξαγκαηνπνηείηαη αλαγλψξηζε ηεο θίλεζεο ηεο θφξεο ηνπ καηηνχ. Gesture recognition ηηο δηεπαθέο πνπ ρξεζηκνπνηνχλ αλαγλψξηζε θίλεζεο, ν ρξήζηεο αιιειεπηδξά κε ηνλ ππνινγηζηή κε ρεηξνλνκίεο ή θηλήζεηο ηνπ ζψκαηφο ηνπ. Έηζη ν ρξήζηεο κπνξεί λα ειέγμεη ηελ εθαξκνγή θπζηθά, ρσξίο θάπνην ηερλεηφ κέζν λα παξεκβάιιεηαη κεηαμχ απηνχ θαη ηνπ ππνινγηζηή. Η αλαγλψξηζε θίλεζεο είλαη έλαο πνιχ ζεκαληηθφο ηνκέαο ζηελ εμέιημε ηεο επηθνηλσλίαο αλζξψπνπ ππνινγηζηή θαη πνιιέο NUI δηεπαθέο απαζρνινχληαη κε απηφλ. Η αλαγλψξηζε θίλεζεο απνηειεί θαη ηε βάζε ηεο παξνχζαο εθαξκνγήο γηα απηφ θαη δελ ζα επεθηαζνχκε πεξηζζφηεξν εδψ. ηε ζπλέρεηα πεξηγξάθνληαη αλαιπηηθά πεξηζζφηεξα ζρεηηθά κε ηηο ηερλνινγίεο πνπ ρξεζηκνπνηεί αιιά θαη ηηο δηάθνξεο εθαξκνγέο πνπ έρνπλ αλαπηπρζεί. Όπσο είδακε νη εθαξκνγέο πνπ αλαπηχζζνληαη απνθηνχλ νινέλα θαη πεξηζζφηεξν αλζξσπνθεληξηθή πξνζέγγηζε. Οη ρξήζηεο ησλ ππνινγηζηηθψλ εθαξκνγψλ πεξλάλε ζηαδηαθά απφ ηνπο έκπεηξνπο εηδήκνλεο ηνπ παξειζφληνο ζε θαζεκεξηλνχο ρξήζηεο ρσξίο λα απαηηείηαη απφ απηνχο ηδηαίηεξε θαηάξηηζε γηα ηελ ρξήζε ηεο εθαξκνγήο. Η αλάπηπμε ησλ εθαξκνγψλ πξνρσξάεη κε γλψκνλα ηελ επρξεζηία θαη ε αιιειεπίδξαζε ηνπ ρξήζηε κε ηνλ ππνινγηζηή γίλεηαη κε νινέλα θαη πην θπζηθφ ηξφπν. Η αλαγλψξηζε ρεηξνλνκηψλ είλαη έλαο ηνκέαο, κεηαμχ άιισλ, πνπ έρεη παίμεη κεγάιν ξφιν ζηελ αλάπηπμε ηέηνησλ αλζξσπνθεληξηθψλ εθαξκνγψλ. ηε ζπλέρεηα παξνπζηάδνληαη αλαιπηηθφηεξα νη έλλνηεο θαη ηα είδε ηεο ρεηξνλνκίαο θαζψο θαη νη ηερληθέο αλαγλψξηζεο θαη αλαπαξάζηαζήο ηεο απφ αλάινγα ζπζηήκαηα. 17

18 2.3 Ο θόζκνο ησλ ρεηξνλνκηώλ Οη θηλήζεηο θαη νη ρεηξνλνκίεο απνηεινχλ βαζηθφ θνκκάηη ηεο επηθνηλσλίαο ησλ αλζξψπσλ. Οη ρεηξνλνκίεο ρξεζηκνπνηνχληαη σο ηξφπνο έθθξαζεο ζε θαζεκεξηλή βάζε, απφ φινπο ηνπο αλζξψπνπο αλεμαξηήησο ειηθίαο, εζληθφηεηαο ή κνξθσηηθνχ επηπέδνπ. Δίλαη κηα απφ ηηο θπξηφηεξεο θαη πην δηαδεδνκέλεο κνξθέο επηθνηλσλίαο θαη γη απηφ παίδεη πνιχ ζεκαληηθφ ξφιν ζηνλ ηνκέα ηεο αιιειεπίδξαζεο αλζξψπνπ ππνινγηζηή. Με ηνλ φξν «ρεηξνλνκία» αλαθεξφκαζηε ζε εθθξαζηηθέο θηλήζεηο ηνπ ζφκαηνο πνπ πεξηιακβάλνπλ θπζηθέο θηλήζεηο ησλ δαρηχισλ, ησλ ρεξηψλ, ηνπ θεθαιηνχ, ηνπ πξνζψπνπ ή ηνπ ζψκαηνο κε ζθνπφ 1) ηελ κεηαθνξά θάπνηα πιεξνθνξία κε λφεκα 2) ηελ αιιειεπίδξαζε κε ην πεξηβάιινλ [5]. H Αλαγλψξηζε Υεηξνλνκηψλ (Gesture Recognition) ζηελ επηζηήκε ησλ ππνινγηζηψλ αθνξά ζηελ αλαγλψξηζε θαη εξκελεία αλζξψπηλσλ θηλήζεσλ κέζσ καζεκαηηθψλ αιγνξίζκσλ. Η κειέηε θαη ραξηνγξάθεζε ησλ ρεηξνλνκηψλ απνηειεί κηα πνιχ δχζθνιε δηαδηθαζία, θαζψο, ζε αληίζεζε κε ηηο γιψζζεο νκηιίαο, δελ ππάξρνπλ ζαθείο θαλφλεο θαη νξηζκνί γηα ην ζχλνιν ησλ ρεηξνλνκηψλ. Η ρξήζε θαη ην είδνο ησλ ρεηξνλνκηψλ δηαθέξνπλ ζε θάζε άηνκν, αιιά αθφκε θαη ζην ίδην άηνκν ν ηξφπνο θαη ν ρξφλνο πνπ επηιέγεη λα ρξεζηκνπνηήζεη κηα ρεηξνλνκία δηαθέξεη αλάινγα ηελ πεξίζηαζε. Έρνπλ γίλεη πνιιέο πξνζπάζεηεο ηαμηλφκεζεο ησλ ρεηξνλνκηψλ ζε θαηεγνξίεο. ηε ζπλέρεηα παξνπζηάδνληαη κεξηθέο απφ απηέο ηηο θαηεγνξηνπνηήζεηο Σαμηλόκεζε Υεηξνλνκηώλ Αξρηθά νη ρεηξνλνκίεο κπνξνχλ λα ρσξηζηνχλ ζε ζηαηηθέο, φπνπ ν ρξήζηεο παίξλεη κηα ζπγθεθξηκέλε ζέζε ή κνξθή, θαη ζε δπλακηθέο [5]. Έλα παξάδεηγκα ζηαηηθήο ρεηξνλνκίαο είλαη φηαλ δείρλνπκε θάηη κε ην δάρηπιν ή φηαλ θάλνπκε ην ζήκα stop κε ηελ παιάκε. Παξαδείγκαηα δπλακηθψλ ρεηξνλνκηψλ είλαη ην γλέςηκν ηνπ θεθαιηνχ, ή ην θνχλεκα ηνπ ρεξηνχ. Μηα άιιε θαηεγνξηνπνίεζε ησλ ρεηξνλνκηψλ έγηλε απφ ηνλ Kendon [5][6], ν νπνίνο πεξηγξάθεη ηα εμήο είδε ρεηξνλνκηψλ: Gesticulation: Η απζφξκεηε θίλεζε ζεκείσλ ηνπ ζψκαηνο, θπξίσο ηεο παιάκεο ή ηνπ ρεξηνχ, ζπλνδεπφκελε απφ νκηιία. Απηέο νη απζφξκεηεο θηλήζεηο απνηεινχλ πεξίπνπ ην 90% ησλ αλζξψπηλσλ ρεηξνλνκηψλ. Δίλαη νη θηλήζεηο πνπ θάλνπκε φηαλ κηιάκε κε θάπνηνλ απφ θνληά, αθφκε θαη φηαλ κηιάκε ζην ηειέθσλν. 18

19 Language-like gestures: Μηα θίλεζε ε νπνία ελζσκαηψλεηαη ζε κηα νκηιία, αληηθαζηζηψληαο κηα ιέμε ή κηα θξάζε. Pantomimes: Υεηξνλνκίεο πνπ έρνπλ ζθνπφ λα απεηθνλίζνπλ αληηθείκελα ή πξάμεηο, αθνινπζνχκελεο ή κε απφ νκηιία. Έλα παξάδεηγκα είλαη φηαλ θάπνηνο ιέεη «έζηξηςα ην ηηκφλη αξηζηεξά» θαη παξηζηάλεη κε ηα ρέξηα ηνπ φηη θξαηάεη ην ηηκφλη θαη ηελ θίλεζε πνπ θάλεη φηαλ νδεγεί. Emblems: Ο νξηζκφο απηφο αθνξά ρεηξνλνκίεο πνπ αληηπξνζσπεχνπλ γλσζηά ζχκβνια φπσο γηα παξάδεηγκα ν ζρεκαηηζκφο V κε ηα δάρηπια γηα ηελ αλαθνξά ζηελ ιέμε Victory (λίθε) ή ε ρξήζε «αγελψλ» ρεηξνλνκηψλ. Sign language: Η λνεκαηηθή γιψζζα, απνηειεί ην πην ζαθψο νξηζκέλν θαη ην πην εχθνιν ζηελ αλαγλψξηζε ζχλνιν ρεηξνλνκηψλ, αθνχ αθνινπζνχληαη ζπγθεθξηκέλνη θαλφλεο γξακκαηηθήο θαη ιεμηινγίνπ γηα ηελ θάζε ρεηξνλνκία. Μηα δηαθνξεηηθή ηαμηλφκεζε ησλ ρεηξνλνκηψλ κπνξεί λα γίλεη κε βάζε ην κέινο ηνπ ζψκαηνο πνπ ηηο παξάγεη [5]. Απηή ε ηαμηλφκεζε, νδεγεί θαη ζηελ δηαθνξνπνίεζε ησλ ηνκέσλ πνπ αζρνινχληαη κε ηελ αλαγλψξηζε θηλήζεσλ ζηελ επηθνηλσλία αλζξψπνπ ππνινγηζηή: Υεηξνλνκίεο παιάκεο θαη ρεξηνύ (hand and arm gestures): Η θαηεγνξία απηή πεξηιακβάλεη αλαγλψξηζε θηλήζεσλ κε ηελ παιάκε (hand recognition), δείμηκν κε ηα δάρηπια (pointing recognition), αλαγλψξηζε θηλήζεσλ νιφθιεξνπ ηνπ ρεξηνχ, αλαγλψξηζε λνεκαηηθήο γιψζζαο θιπ. Έλα παξάδεηγκα pointing recognition είλαη ην Put-That-There 2, έλα project πνπ αλαπηχρζεθε απφ ην ΜIT θαη βαζηδφηαλ ζηελ αλαγλψξηζε ηεο ρεηξνλνκίαο δεημίκαηνο ηνπ ρξήζηε ζε ζπλδπαζκφ κε ηελ αλαγλψξηζε θσλήο γηα ηελ κεηαθίλεζε εηθνληθψλ αληηθεηκέλσλ. Υεηξνλνκίεο θεθαιηνύ θαη πξνζώπνπ (head and face gestures): κεξηθά παξαδείγκαηα ηέηνησλ ρεηξνλνκηψλ είλαη ην θνχλεκα ηνπ θεθαιηνχ, ην γλέςηκν, ην ζήθσκα ησλ θξπδηψλ, ην άλνηγκα ηνπ ζηφκαηνο, ε θαηεχζπλζε ηνπ βιέκκαηνο, αιιά θαη νη εθθξάζεηο ζπλαηζζεκάησλ φπσο θφβνπ, έθπιεμεο, ραξάο θιπ. Κάπνηνη ηνκείο αλαγλψξηζεο πνπ αζρνινχληαη κε απηή ηελ θαηεγνξία ρεηξνλνκηψλ είλαη ην facial recognition, φπνπ αλαγλσξίδνληαη νη εθθξάζεηο ηνπ πξνζψπνπ ή νη θηλήζεηο ηνπ ζηφκαηνο, ησλ θξπδηψλ θιπ, ην eye-tracking, 2 Put-that-there: Voice and Gesture at graphics interface 19

20 Υεηξνλνκίεο ζώκαηνο (body gestures): Απηή ε θαηεγνξία αθνξά θηλήζεηο ηνπ ζψκαηνο ζην ζχλνιφ ηνπ, φπσο ν βεκαηηζκφο, ην πήδεκα, ε πεξηζηξνθή ηνπ ζψκαηνο, ε θισηζηά, ην ζθχςηκν ηνπ ζψκαηνο θιπ. Παξαδείγκαηα αλαγλψξηζεο ηέηνησλ ρεηξνλνκηψλ είλαη νη ζπζθεπέο full body 3 Dimensional Recognition, φπσο ην Kinect ηεο Microsoft Σερλνινγίεο γηα ηελ αλαγλώξηζε ρεηξνλνκηώλ Όπσο έρεη θαλεί έσο ηψξα, νη ρεηξνλνκίεο παίδνπλ πνιχ ζεκαληηθφ ξφιν ζηνλ θπζηθφ ηξφπν αιιειεπίδξαζε ηνπ ρξήζηε κε ηνλ ππνινγηζηή. Παξ φια απηά, ε αλαγλψξηζε θαη ε θαηεγνξηνπνίεζε ηνπο απνηεινχλ κηα αξθεηά πνιχπινθε θαη δχζθνιε δηαδηθαζία. Έηζη νη εθαξκνγέο πνπ βαζίδνληαη απνθιεηζηηθά ζηελ αλαγλψξηζε ρεηξνλνκηψλ, απαηηνχλ ηελ ρξήζε εηδηθά δηακνξθσκέλσλ εξγαιείσλ θαη ηερληθψλ, ψζηε ε αλαγλψξηζε απηή λα γίλεηαη κε φζν ην δπλαηφλ κεγαιχηεξε αθξίβεηα. ηε ζπλέρεηα παξνπζηάδνληαη ελ ζπληνκία κεξηθέο ηερληθέο πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη απφ εθαξκνγέο αλαγλψξηζεο ρεηξνλνκηψλ: Wired Gloves Σα wired gloves είλαη εηδηθά δηακνξθσκέλεο ζπζθεπέο νη νπνίεο ελζσκαηψλνληαη ζην ρέξη ηνπ ρξήζηε ζαλ γάληηα θαη ρξεζηκνπνηνχληαη ζε εθαξκνγέο πνπ ιεηηνπξγνχλ κε ηελ αλαγλψξηζε ηνπ ρεξηνχ. Υάξε ζηνλ κεγάιν αξηζκφ αηζζεηήξσλ πνπ έρνπλ ελζσκαησκέλνπο, κπνξνχλ λα παξέρνπλ ζηνλ ππνινγηζηή δεδνκέλα γηα ηελ ζέζε, ηελ πεξηζηξνθή θαη ηελ θαηεχζπλζε ηνπ ρεξηνχ. Κάπνηεο πνιχ γλσζηέο ζπζθεπέο απηνχ ηνπ είδνπο είλαη ην DataGlove, ην νπνίν ήηαλ θαη ην πξψην πνπ ζρεδηάζηεθε θαη ην CyberGlove ην νπνίν ζρεδηάζηεθε αξγφηεξα θαη κπνξνχζε λα αληρλεχζεη επηπιένλ ηελ πεξηνρή αλάκεζα ζηα δάρηπια θαη ην ιχγηζκα ηνπ θαξπνχ. Δπίζεο έρνπλ αλαπηπρζεί θαη ζπζθεπέο εμνπιηζκέλεο κε εηδηθνχο αηζζεηήξεο πνπ δίλνπλ ζηνλ ρξήζηε ηελ αίζζεζε ηεο αθήο. Οη ζπζθεπέο wired gloves ρξεζηκνπνηνχληαη αξθεηά ζε εθαξκνγέο εηθνληθήο πξαγκαηηθφηεηαο. Παξά φκσο ηελ εμαηξεηηθή αθξίβεηα πιεξνθνξηψλ πνπ παξέρνπλ, έρνπλ δχν βαζηθά κεηνλεθηήκαηα. Πξψηνλ φηη ην θφζηνο θαηαζθεπήο ηνπο είλαη πνιχ πςειφ θαη δεχηεξνλ φηη είλαη κηα ηερλνινγία άβνιε πξνο ηνλ ρξήζηε, αθνχ ηνπο ππνρξεψλεη λα θνξνχλ ζπλέρεηα ην εηδηθφ γάληη [6]. 20

21 Δηθόλα 2: To Data Glove Gesture Controllers Οη gesture controllers, είλαη ζπζθεπέο νη νπνίεο ιεηηνπξγνχλ ζαλ πξνέθηαζε ηνπ ζψκαηνο ηνπ ρξήζηε θαη ρξεζηκνπνηνχληαη ζε controller-based εθαξκνγέο. Οη ζπζθεπέο απηέο ζπλδένληαη κε θάπνην ζεκείν ηνπ ζψκαηνο ηνπ ρξήζηε θαη κεηαδίδνπλ θάπνηεο απφ ηηο θηλήζεηο ηνπ ζην ινγηζκηθφ. Έλα παξάδεηγκα ηέηνηαο εθαξκνγήο είλαη ε θνλζφια ηνπ Wii 3 ε νπνία ρξεζηκνπνηεί κηα ζπζθεπή gesture controller, ην Wii Remote, γηα λα αλαγλσξίζεη ηελ θίλεζε ηνπ ρεξηνχ ηνπ παίθηε. Vision-based Οη δχν παξαπάλσ ηερλνινγίεο πνπ αλαθέξακε, έρνπλ ην θνηλφ φηη ν ρξήζηεο ρξεζηκνπνηεί θάπνην εμάξηεκα γηα λα κπνξέζεη λα αιιειεπηδξάζεη κε ηνλ ππνινγηζηή. ηηο vision based εθαξκνγέο, ε αιιειεπίδξαζε γίλεηαη ρσξίο λα απαηηείηαη ε ρξήζε θάπνηεο εμσηεξηθήο ζπζθεπήο απφ ηνλ ρξήζηε. [6] Οη εθαξκνγέο απηέο, δελ έρνπλ ηφζν κεγάιε αθξίβεηα ζηελ αλίρλεπζε ρεηξνλνκηψλ φζν π.ρ. ηα wired gloves, πξνζθέξνπλ φκσο πεξηζζφηεξε θπζηθφηεηα ζηελ ρξήζε ηνπο. Γηα ηνλ ιφγν απηφ ε vision based ηερλνινγία είλαη απηή πνπ ρξεζηκνπνηείηαη πεξηζζφηεξν ζε εθαξκνγέο πνπ βαζίδνληαη ζηελ αλαγλψξηζε θηλήζεσλ νιφθιεξνπ ηνπ ζψκαηνο, φπσο δηάθνξα full body games. Η πινπνίεζε ηεο ηερλνινγίαο απηήο, βαζίδεηαη ζηελ ρξήζε θακεξψλ νη νπνίεο θαηαγξάθνπλ ην ζθεληθφ πεξηβάιινλ ηνπ ρξήζηε. Απηφ κπνξεί λα γίλεη κε ηηο εμήο ηερληθέο: 3 (Σειεπηαία επίζθεςε 26/6/2012) 21

22 Stereo Cameras Η ρξήζε δχν θακεξψλ ζε δηαθνξεηηθά ζεκεία ηνπ ρψξνπ, δίλεη ηελ δπλαηφηεηα κηαο πξνζεγγηζηηθήο αλαπαξάζηαζεο ηξηψλ δηαζηάζεσλ ηνπ ρψξνπ. Έηζη ζε ζπλδπαζκφ κε ηελ ηερληθή ηεο αλίρλεπζεο ησλ θηλήζεσλ, νη θηλήζεηο ηνπ παίθηε κπνξνχλ λα αληρλεπζνχλ ζε ηξηζδηάζηαηε θιίκαθα. Depth Imaging H ηερλνινγία ηνπ Depth Imaging είλαη κηα ηερλνινγία ε νπνία εμειίζζεηαη ξαγδαία ηα ηειεπηαία ρξφληα. θνπφο ηνπ depth imaging είλαη ε ηξηζδηάζηαηε θαηαγξαθή θαη αλαπαξάζηαζε ηνπ ρψξνπ. Απηφ πξαγκαηνπνηείηαη κε ηελ δεκηνπξγία ελφο ράξηε βάζνπο (depth map) ν νπνίνο πξφθεηηαη νπζηαζηηθά γηα κία εηθφλα πνπ αλαπαξηζηά κε δηαθνξεηηθά ρξψκαηα φηη θαηαγξάθεηαη απφ κηα θάκεξα. Σν δηαθνξεηηθφ βάζνο ζηελ εηθφλα αλαπαξηζηάηαη κε δηαθνξεηηθφ ρξψκα. Έηζη ππάξρεη κηα ηξηζδηάζηαηε αλαπαξάζηαζε ηνπ ρψξνπ. Δηθόλα 3: Depth Image θαηαγξαθή από ην Kinect κε ρξήζε ηνπ Kinect SDK v1.0. Η αλίρλεπζή ηνπ βάζνπο πινπνηείηαη κε ηελ ρξήζε εηδηθψλ θακεξψλ, φπσο νη time-offlight cameras ή κε εηδηθνχο αηζζεηήξεο. Οη time-of-flight cameras γηα λα αληρλεχζνπλ ηελ απφζηαζε ελφο αληηθεηκέλνπ κεηξάλε ηνλ ρξφλν πνπ ρξεηάδεηαη κηα δέζκε θσηφο λα θηάζεη ζην αληηθείκελν θαη λα επηζηξέςεη κεηά ηελ αληαλάθιαζή ζηελ επηθάλεηα ηνπ. Η κέζνδνο απηή έρεη ην κεηνλέθηεκα ηεο θαζπζηέξεζεο ζηελ κέηξεζε κέρξη ην θσο λα αλαθιαζηεί θαη λα γπξίζεη ζηελ θάκεξα. Μηα άιιε ηερλνινγία πνπ ρξεζηκνπνηείηαη ζε depth sensors (αηζζεηήξεο βάζνπο) θαη δελ έρεη απηφ ην κεηνλέθηεκα, είλαη ε ηερλνινγία 22

23 light coding ηελ νπνία ρξεζηκνπνηεί θαη ην Kinect ηεο Microsoft. ηνπο αηζζεηήξεο πνπ ρξεζηκνπνηνχλ light coding, ππάξρεη κηα πεγή laser πνπ παξάγεη ζπλερψο αφξαην θσο (ζρεδφλ ζην κήθνο θχκαηνο ησλ ππέξπζξσλ), ην νπνίν κέζσ ελφο εηδηθνχ θίιηξνπ δηαζπάηαη ζε πνιχ κηθξέο θνπθίδεο. Οη θνπθίδεο απηέο πξνβάιινληαη ζην πεξηβάιινλ κπξνζηά απφ ηνλ αηζζεηήξα. ηε ζπλέρεηα κε εηδηθνχο ππνινγηζκνχο ππνινγίδεηαη ε απφζηαζε θάζε θνπθίδαο απφ ηνλ αηζζεηήξα [9]. Η ηερληθή απηή δίλεη ην πιενλέθηεκα φηη ε αλίρλεπζε αληηθεηκέλσλ κπνξεί λα γίλεη θάησ απφ νπνηαδήπνηε ζπλζήθε θσηηζκνχ. Δηθόλα 4: Τπέξπζξε θσηνγξαθία πνπ δείρλεη ηηο θνπθίδεο laser πνπ εθπέκπνληαη από ην Kinect (Wikipedia.gr Kinect) Αθνχ έρεη θαηαγξαθεί ε ηξηζδηάζηαηε εηθφλα θαη έρεη δεκηνπξγεζεί ν depth map, κεηά είλαη εχθνιε ε αλίρλεπζε θίλεζεο. Με ηελ ηερληθή θαηαγξαθήο frame-by-frame (θαξέθαξέ) θαηαγξάθεηαη έλαο αξηζκφο θαξέ ην δεπηεξφιεπην θαη ζηε ζπλέρεηα κε θαηάιιεινπο αιγφξηζκνπο ζπγθξίλνληαη νη δηαθνξεηηθνί depth map ησλ frames θαη αληρλεχεηαη νπνηαδήπνηε αιιαγή ζην πεξηβάιινλ Αιγόξηζκνη γηα ηελ δηαρείξηζε ησλ ρεηξνλνκηώλ Μέρξη ηψξα αλαθεξζήθακε ζε ζπζθεπέο θαη ηερληθέο πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη γηα ηελ αλίρλεπζε ηεο θίλεζεο. Απφ ηε ζηηγκή πνπ ζα αληρλεπηεί, ν ππνινγηζηήο πξέπεη λα αλαιχζεη θαη λα δηαρεηξηζηεί κε ην θαηάιιειν ινγηζκηθφ ηηο θηλήζεηο ηνπ παίθηε. Όζσλ αθνξά ηηο vison-based εθαξκνγέο ππάξρνπλ δχν δηαθνξεηηθά είδε αιγνξίζκσλ πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη γηα ηελ εξκελεία ησλ θηλήζεσλ[7]. Οη Appearance-Based θαη νη 3D 23

24 Based Model αιγφξηζκνη. ηελ πξψηε πξνζέγγηζε, νη θηλήζεηο αλαγλσξίδνληαη θαηεπζείαλ απφ ηελ εηθφλα ή ην βίληεν, νπφηε ε αλαπαξάζηαζε ηνπ ζψκαηνο δελ κπνξεί λα είλαη ηξηζδηάζηαηε. Κάπνηνη ηέηνηνη αιγφξηζκνη βαζίδνληαη ζε 2D (δηζδηάζηαηα) κνληέια ηνπ αλζξψπηλνπ ζψκαηνο. Απηή ε πξνζέγγηζε ρξεζηκνπνηείηαη θπξίσο ζε εθαξκνγέο αλαγλψξηζεο ησλ ρεξηψλ. ηελ πξνζέγγηζε ησλ 3D model αιγνξίζκσλ ρξεζηκνπνηνχληαη νγθνκεηξηθά κνληέια ή κνληέια ζθειεηνχ σο βάζε γηα ηελ αλαγλψξηζε θαη ηελ δηαρείξηζε ησλ θηλήζεσλ ηνπ παίθηε. ηα κνληέια ζθειεηνχ ην ζψκα αλαπαξίζηαηαη απφ έλα εηθνληθφ κνληέινπ αλζξψπηλνπ ζθειεηνχ ζην νπνίν είλαη ραξηνγξαθεκέλα ζπγθεθξηκέλα ζεκεία ηνπ αλζξψπηλνπ ζψκαηνο. Η αλάιπζε ηεο θίλεζεο γίλεηαη ρξεζηκνπνηψληαο ηελ ζέζε θαη ηελ θαηεχζπλζε απηψλ ησλ ζεκείσλ θαη ηελ ζρέζε πνπ έρνπλ κεηαμχ ηνπο δχν δηαθνξεηηθά ζεκεία (γηα παξάδεηγκα ηελ γσλία κεηαμχ δχν αξζξψζεσλ (joints) θαη ηελ ζρεηηθή ηνπο απφζηαζε ή θαηεχζπλζε). 2.4 Αιιειεπίδξαζε Αλζξώπνπ Τπνινγηζηή ζηελ Δθπαίδεπζε Δθπαηδεπηηθό Παηρλίδη Πξηλ νξίζνπκε ηελ έλλνηα ηνπ εθπαηδεπηηθνχ παηρληδηνχ πξέπεη λα νξίζνπκε ηελ έλλνηα ηνπ ζνβαξνχ παηρληδηνχ. νβαξό παηρλίδη (serious game) νλνκάδεηαη ην παηρλίδη πνπ έρεη ζρεδηαζηεί έρνληαο σο βαζηθφ ζηφρν θάπνηνλ δηαθνξεηηθφ απφ απηφλ ηεο θαζαξήο ςπραγσγίαο.[10] Έλα ηέηνην παηρλίδη ελψ κπνξεί λα είλαη θαη δηαζθεδαζηηθφ, ν θχξηνο ζηφρνο ηεο ζρεδίαζεο ηνπ είλαη λα ιχζεη έλα πξφβιεκα. Ο φξνο «ζνβαξφ» ρξεζηκνπνηείηαη θπξίσο γηα πξντφληα πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη ζε θιάδνπο φπσο ζηελ εθπαίδεπζε, ζηελ πγεία, ζηελ άκπλα, ζηελ κεραληθή θαη αιινχ. Ο βαζηθφο ζθνπφο ελφο ζνβαξνχ παηρληδηνχ είλαη ζπλήζσο λα εμαζθήζεη ή λα εθπαηδεχζεη ηνπο ρξήζηεο δίλνληαο ηνπο ηαπηφρξνλα κηα δηαζθεδαζηηθή εκπεηξία, ελψ κπνξεί λα έρεη θαη άιινπο ζθνπνχο φπσο ε δηαθήκηζε ή ε πξνψζεζε πξντφλησλ. Σα ζνβαξά παηρλίδηα δελ απνηεινχλ είδνο παηρληδηψλ, φπσο γηα παξάδεηγκα ηα video games, αιιά κηα θαηεγνξία παηρληδηψλ κε δηαθνξεηηθνχο ζθνπνχο. Η θαηεγνξία απηή πεξηιακβάλεη κεηαμχ άιισλ ηα εθπαηδεπηηθά παηρλίδηα. Δπνκέλσο, σο εθπαηδεπηηθφ παηρλίδη κπνξεί λα νξηζηεί ην ζνβαξφ παηρλίδη πνπ έρεη ζρεδηαζηεί κε εθπαηδεπηηθφ ζθνπφ. Σα εθπαηδεπηηθά παηρλίδηα είλαη νκαδηθά ή αηνκηθά θαη ζθνπφ έρνπλ λα θάλνπλ ηνπο ρξήζηεο ηνπο λα απνθηήζνπλ γλψζεηο πάλσ ζε θάπνηα αληηθείκελα, λα δηεπξχλνπλ ηηο ηδέεο ηνπο, λα θαηαλνήζνπλ γεγνλφηα θαη θνπιηνχξεο θαη λα βνεζεζνχλ ζηελ δηαδηθαζία ηεο κάζεζεο [12]. 24

25 2.4.2 Η εκαζία ηεο Αιιειεπίδξαζεο Αλζξώπνπ Τπνινγηζηή ζηα Δθπαηδεπηηθά Παηρλίδηα Έλα θνκκάηη ηνπ θιάδνπ ηεο Αιιειεπίδξαζεο Αλζξψπνπ Τπνινγηζηή αζρνιείηαη κε εθπαηδεπηηθέο εθαξκνγέο. Απηφ ζπκβαίλεη δηφηη ε αλζξσπνθεληξηθή πξνζέγγηζε είλαη πνιχ ζεκαληηθή ζε ηέηνηνπ είδνπο εθαξκνγέο. Απφ ηε ζηηγκή πνπ ζθνπφο ησλ εθπαηδεπηηθψλ παηρληδηψλ είλαη ν ρξήζηεο λα απνθηήζεη γλψζεηο ζα πξέπεη λα είλαη φζν ην δπλαηφλ πεξηζζφηεξν εχρξεζηεο θαη λα ζρεδηάδνληαη κε επίθεληξν ηηο αλάγθεο ηνπ ρξήζηε. Δπηπιένλ ε εθπαηδεπηηθή δηαδηθαζία πξέπεη λα ζπκβαδίδεη κε ηελ ζπλερή εμέιημε ησλ ηερλνινγηθψλ κέζσλ. Οινέλα θαη πεξηζζφηεξα εθπαηδεπηηθά ζπζηήκαηα πηνζεηνχλ λέεο ηερλνινγίεο θαη εθπαηδεπηηθά εξγαιεία γηα ηελ δηδαζθαιία καζεκάησλ. Η ρξήζε λέσλ ηερλνινγηψλ κε θηιηθά πξνο ηνλ ρξήζηε πεξηβάιινληα αιιειεπίδξαζεο απφ ηελ κηα πξνθαιεί ην ελδηαθέξνλ ησλ εθπαηδεπφκελσλ θαη θαζηζηά ηελ εθπαηδεπηηθή δηαδηθαζία πην επράξηζηε θαη απφ ηελ άιιε παξέρεη πνηθίιεο κνξθέο αλαπαξάζηαζεο θαη κεηάδνζεο ηεο γλψζεο πνπ κε δηαθνξεηηθνχο ηξφπνπο ζα ήηαλ ηδηαίηεξα δχζθνιε ή θαη αδχλαηε Αλαγλώξηζε ρεηξνλνκηώλ ζηα εθπαηδεπηηθά παηρλίδηα ηελ πξνεγνχκελε παξάγξαθν παξνπζηάζηεθε ε ζεκαζία ηεο αιιειεπίδξαζεο αλζξψπνπ ππνινγηζηή ζηηο εθπαηδεπηηθέο εθαξκνγέο. Ο θιάδνο ηεο αλάπηπμεο εθαξκνγψλ ζε πεξηβάιινληα θπζηθήο αιιειεπίδξαζεο θαη εηδηθά ν ηνκέαο ησλ εθαξκνγψλ κε αλαγλψξηζε θίλεζεο έρεη δείμεη ηδηαίηεξν ελδηαθέξνλ ζηελ ζρεδίαζε εθπαηδεπηηθψλ εθαξκνγψλ. Σν γεγνλφο φηη ε αλαγλψξηζε ρεηξνλνκηψλ επηηξέπεη ζηνλ ρξήζηε λα ρεηξηζηεί ηελ εθαξκνγή κφλν κε ηηο θηλήζεηο ηνπ, ρσξίο θακία πξναπαηηνχκελε ηερληθή γλψζε, θαζηζηά ηελ ηερλνινγία απηή ηελ πιένλ θαηάιιειε γηα ηελ αλάπηπμε εθαξκνγψλ κε εθπαηδεπηηθφ ραξαθηήξα. Με ηελ ρξήζε ηεο ηερλνινγίαο αλαγλψξηζεο θίλεζεο θαη ρεηξνλνκηψλ κπνξνχλ λα αλαπηπρζνχλ ειεθηξνληθέο εθπαηδεπηηθέο εθαξκνγέο θαηάιιειεο αθφκα θαη γηα ηηο νκάδεο ρξεζηψλ πνπ δελ έρνπλ εμνηθεησζεί κε ηνπο ππνινγηζηέο, φπσο κηθξήο ειηθίαο παηδηά ή κεγάινη άλζξσπνη πνπ δελ έρνπλ ρξεζηκνπνηήζεη ππνινγηζηή. Απηφ είλαη έλα ηδηαίηεξα ζεκαληηθφ βήκα γηα ηελ εθπαηδεπηηθή δηαδηθαζία ηφζν παηδηψλ (π.ρ. ζρνιείν) φζν θαη ελειίθσλ (π.ρ. ζεκηλάξηα). Παξάδεηγκα εθαξκνγήο απηήο ηεο ηερλνινγίαο είλαη ν ηζηνρψξνο KinectEDucation 4 ζηελ νπνία ζπκκεηέρνπλ πξνγξακκαηηζηέο, δάζθαινη θαη καζεηέο θαη παξνπζηάδνπλ 4 (Σειεπηαία επίζθεςε 26/6/2012) 25

26 εθπαηδεπηηθέο εθαξκνγέο κε ην Kinect ηεο Microsoft θαηάιιειεο γηα ζρνιηθά πεξηβάιινληα. Η εθαξκνγή πνπ αλαπηχρζεθε ζηα πιαίζηα απηήο ηεο εξγαζίαο απνηειεί έλα εθπαηδεπηηθφ παηρλίδη κε ζέκα ηα καζεκαηηθά θαη ηελ γιψζζα θαη ν ρεηξηζκφο ηνπ γίλεηαη κε ηηο θηλήζεηο ηνπ παίθηε. 2.5 πκπεξάζκαηα ην θεθάιαην απηφ αλαπηχρζεθε ην ζεσξεηηθφ ππφβαζξν ζην νπνίν βαζίζηεθε ν ζρεδηαζκφο ηεο εθαξκνγήο ηεο παξνχζαο εξγαζίαο. Αξρηθά πεξηγξάθεθε ε εμέιημε ησλ δηεπαθψλ ρξήζηε θαη ε έλλνηα ησλ θπζηθψλ δηεπαθψλ. ηε ζπλέρεηα παξνπζηάζηεθε ε έλλνηα ησλ ρεηξνλνκηψλ θαη ε ζχλδεζή ηνπο κε ηελ αιιειεπίδξαζε αλζξψπνπ ππνινγηζηή. Σέινο αλαπηχρζεθε ε έλλνηα ηνπ εθπαηδεπηηθνχ παηρληδηνχ θαη ν ξφινο ηεο αιιειεπίδξαζεο αλζξψπνπ ππνινγηζηή ζηηο εθπαηδεπηηθέο εθαξκνγέο. ην επφκελν θεθάιαην παξνπζηάδνληαη θάπνηεο εξγαζίεο ζρεηηθέο κε ην ζεσξεηηθφ ππφβαζξν πνπ παξνπζηάζηεθε. 26

27 3. ΥΔΣΙΚΔ ΔΡΓΑΙΔ ε απηφ ην θεθάιαην παξνπζηάδεηαη κηα επηινγή απφ εθαξκνγέο θαη παηρλίδηα πνπ αλαπηχρζεθαλ κε ηελ ηερλνινγία αλαγλψξηζεο θίλεζεο θαη ρεηξνλνκηψλ θαζψο θαη θάπνηα εθπαηδεπηηθά παηρλίδηα πνπ βαζίδνληαη ζηελ ινγηθή ηνπ παηρληδηνχ magnetic poetry. 3.1 Παηρλίδηα κε αλαγλώξηζεο θίλεζεο θαη ρεηξνλνκηώλ Έρνπλ αλαπηπρζεί δηάθνξα παηρλίδηα θαη εθαξκνγέο πνπ βαζίδνληαη ζηελ αλαγλψξηζε θίλεζεο θαη ρεηξνλνκηψλ. ηε ζπλέρεηα παξνπζηάδνληαη θάπνηα απφ ηα παηρλίδηα απηά. Σα παηρλίδηα πνπ επηιέρηεθαλ γηα λα παξνπζηαζηνχλ, βαζίδνληαη ζε θηλήζεηο νιφθιεξνπ ηνπ ζψκαηνο, φπσο θαη ε εθαξκνγή ηεο ζπγθεθξηκέλεο εξγαζίαο θαη φρη κφλν ζε θηλήζεηο ησλ ρεξηψλ ηνπ παίθηε Full Body Games Σα Full Body Games είλαη 4 δηαθνξεηηθά παηρλίδηα πνπ ιεηηνπξγνχλ κε ηελ αλαγλψξηζε θηλήζεσλ νιφθιεξνπ ηνπ ζψκαηνο ηνπ παίθηε. Ο παίθηεο ζηέθεηαη κπξνζηά απφ κηα κεγάιε νζφλε ζηελ νπνία πξνβάιιεηαη ε ζηινπέηα ηνπ θαζψο θαη ηα γξαθηθά ηνπ παηρληδηνχ. ηε ζπλέρεηα ν παίθηεο ρξεζηκνπνηψληαο κφλν ηηο θηλήζεηο ηνπ ζψκαηφο ηνπ αιιειεπηδξά κε ην παηρλίδη [13]. Δηθόλα 5: Σα 4 full body games ηεο Feedtank (feedtank.com) 27

28 Σα 4 παηρλίδηα πνπ κπνξεί λα παίμεη ν παίθηεο είλαη: Color Shooter: θνπφο ηνπ παηρληδηνχ είλαη ν παίθηεο λα ζηνρεχζεη θηλνχκελα πνιχρξσκα ηεηξάγσλα ζηελ νζφλε. Γηα λα ην πεηχρεη απηφ θαιείηαη λα αθνπκπήζεη κε νπνηνδήπνηε ζεκείν ηνπ ζψκαηφο ηνπ 3 ζπγθεθξηκέλα ηεηξάγσλα (δηαθνξεηηθνχ ρξψκαηνο ην θαζέλα) ηα νπνία απνηεινχλ ηα «φπια» ηνπ. Δηθόλα 6: Σν παηρλίδη Color Shooter (feedtank.com) Two Touch ε απηφ ην παηρλίδη εκθαλίδνληαη ζηελ νζφλε δηαθνξεηηθνχ ρξψκαηνο κπάιεο θηλνχκελεο απφ πάλσ πξνο ηα θάησ. Ο παίθηεο πξέπεη λα κελ αθήζεη θακία κπάια λα θηάζεη ζην θάησ κέξνο ηεο νζφλεο. Γηα λα ην πεηχρεη απηφ πξέπεη λα αθνπκπάεη κε δχν νπνηαδήπνηε ζεκεία ηνπ ζψκαηνο ηνπ δχν κπάιεο ηνπ ίδηνπ ρξψκαηνο ηαπηφρξνλα θαη ηφηε απηέο εμαθαλίδνληαη. 28

29 Δηθόλα 7: Σν παηρλίδη Two Touch ζην δηαδξαζηηθό πάξθν Πνιπκήραλν ζηελ Αζήλα ( Duck and Jump Δδψ ν παίθηεο θαιείηαη λα απνθχγεη θηλνχκελα αληηθείκελα πνπ εκθαλίδνληαη ζηελ νζφλε. Πξέπεη λα πάξεη ηέηνηα ζηάζε κε ην ζψκα ηνπ, ψζηε λα κελ ηνλ πεηχρνπλ ηα θηλνχκελα ηνπβιάθηα. Δηθόλα 8: Tν παηρλίδη Duck and Jump Sorter ην παηρλίδη απηφ, εκθαλίδνληαη ζηελ νζφλε ζηαζεξά ηξείο δηαθνξεηηθέο θαηεγνξίεο είηε ρξσκάησλ είηε ζρεκάησλ θαη θαηά ηε δηάξθεηα ηνπ παηρληδηνχ θηλνχληαη δηάθνξα αληηθείκελα δηαθνξεηηθνχ ρξψκαηνο ή ζρήκαηνο. θνπφο ηνπ παίθηε είλαη κε θηλήζεηο ησλ 29

30 ρεξηψλ ηνπ λα κεηαθηλήζεη ηα αληηθείκελα πνπ εκθαλίδνληαη ζηελ νζφλε θαη λα ηα θαηεπζχλεη ζηελ θαηάιιειε θαηεγνξία πνπ ηαηξηάδεη ην θαζέλα. Όια ηα παξαπάλσ παηρλίδηα είλαη αηνκηθά αιιά θαη νκαδηθά αθνχ κπνξνχλ λα παίμνπλ πνιινί παίθηεο ηαπηφρξνλα ζε θάζε παηρλίδη. Έρνπλ ζρεδηαζηεί απφ ηελ εηαηξία Feedtank 5 θαη έρνπλ ηνπνζεηεζεί ζε δηάθνξεο ηερλνινγηθέο εθζέζεηο αλά ηνλ θφζκν. Μηα απφ απηέο ήηαλ θαη ην δηαδξαζηηθφ πάξθν «Πνιπκήραλν» 6 ζηελ Αζήλα, πνπ ιεηηνχξγεζε ζηελ Διιάδα γηα δχν ζπλερφκελεο ρξνληέο θαη θηινμέλεζε κηα πνηθηιία δηαδξαζηηθψλ εθπαηδεπηηθψλ παηρληδηψλ. Σελ έθζεζε κπνξνχζαλ λα επηζθεθηνχλ άηνκα φισλ ησλ ειηθηψλ θαη λα απνθηήζνπλ ηελ εκπεηξία αιιειεπίδξαζεο κε παηρλίδηα λέσλ ηερλνινγηψλ Ground Fx Σν Ground Fx είλαη κηα ηερλνινγία πνπ αλαπηχρζεθε απφ ηελ εηαηξία GestureTek 7 ζηελ νπνία νη ρξήζηεο ειέγρνπλ κε απιέο θηλήζεηο θαη ρεηξνλνκίεο, δηαδξαζηηθά πεξηβάιινληα πνπ πξνβάιινληαη ζην έδαθνο. Με ην Ground Fx κπνξεί λα δεκηνπξγεζεί έλα εηθνληθφ δπλακηθφ έδαθνο ζε νπνηαδήπνηε επίπεδε επηθάλεηα. Σν ζχζηεκα απνηειείηαη απφ έλαλ projector ν νπνίνο πξνβάιιεη ην γξαθηθφ πεξηβάιινλ ζην έδαθνο, κηα θάκεξα ππεξχζξσλ (IR camera) γηα ηελ αλίρλεπζε ησλ θηλήζεσλ θαη κηα tracking camera ε νπνία θαηαγξάθεη ηνλ ρψξν. Έηζη ν παίθηεο ρσξίο λα θάλεη ρξήζε θαλελφο ηερλνινγηθνχ εξγαιείνπ κπνξεί λα αιιειεπηδξάζεη κε ην εηθνληθφ έδαθνο απιά πεξπαηψληαο πάλσ ηνπ θαη θάλνληαο θηλήζεηο κε ην ζψκα ηνπ[14]. 5 (Σειεπηαία επίζθεςε 26/6/2012) 6 (Σειεπηαία επίζθεςε 26/6/2012) 7 (Σειεπηαία επίζθεςε 26/6/2012) 30

31 Δηθόλα 9: Αλαπαξάζηαζε ιεηηνπξγίαο ηνπ Ground Fx (Gesturetek.com) Η GestureTek έρεη αλαπηχμεη δηάθνξεο εθαξκνγέο θαη δπλακηθά πεξηβάιινληα κε ηελ ηερλνινγία απηή. Δπηιεθηηθά, δχν απφ απηέο είλαη: Air Hockey Πξφθεηηαη γηα έλα παηρλίδη ζην νπνίν δχν παίθηεο (ή δχν νκάδεο παηθηψλ) παίδνπλ έλαλ αγψλα hockey ζην εηθνληθφ γήπεδν. πγθεθξηκέλα ν projector πξνβάιεη ζην έδαθνο έλα εηθνληθφ γήπεδν hockey θαη κηα εηθνληθή κπάια. Μφιηο νη παίθηεο «εηζέιζνπλ» ζηνλ ρψξν ηνπ γεπέδνπ ην παηρλίδη μεθηλάεη. Όηαλ έλαο παίθηεο πιεζηάζεη ηελ «κπάια» θαη θάλεη ηελ θίλεζε ηεο θισηζηάο κε ην πφδη ηνπ, ε πξνβνιή ηεο εηθνληθήο κπάιαο απηφκαηα κεηαθηλείηαη πξνο ηελ θαηεχζπλζε πνπ ηελ «θιψηζεζε» ν παίθηεο. ηελ θίλεζε ηεο κπάιαο παίδεη ξφιν θαη ε ηαρχηεηα κε ηελ νπνία ν παίθηεο έθαλε ηελ θίλεζε ηεο θισηζηάο, θαζψο θαη ηα δηάθνξα εκπφδηα ηα νπνία κπνξεί λα ζπλαληήζεη ε κπάια φπσο έλαο άιινο παίθηεο ή ηα φξηα ηνπ γεπέδνπ. Κάζε θνξά πνπ ζπλαληά εκπφδην ζπκπεξηθέξεηαη φπσο αθξηβψο θαη ζηελ πξαγκαηηθφηεηα, αλαθιάηαη δειαδή αλάινγα κε ηελ γσλία θαη ηελ ηαρχηεηα πνπ πξνζθξνχεη. Απηή ε νκαιή θαη πξνζαξκνζκέλε ζηελ πξαγκαηηθφηεηα θίλεζε ηεο εηθνληθήο κπάιαο δίλεη ζηνλ παίθηε ηελ αίζζεζε ελφο πξαγκαηηθνχ αγψλα hockey. Η GestureTek έρεη θπθινθνξήζεη θαη κηα παξφκνηα έθδνζε κε γήπεδν πνδνζθαίξνπ. 31

32 Δηθόλα 10: Σν air hokey ζην δηαδξαζηηθό πάξθν Πνιπκήραλν ζηελ Αζήλα. ( Koi Pond ηελ εθαξκνγή Koi Pond, κηα εηθνληθή ιίκλε πξνβάιιεηαη ζην έδαθνο. Όηαλ θάπνηνο πεξπαηήζεη ζηελ πεξηνρή πνπ βξίζθεηαη ε ιίκλε ην «λεξφ» ηεο ηαξάζζεηαη. Η θίλεζε ηνπ λεξνχ αιιά θαη ησλ λνχθαξσλ ηεο ιίκλεο, γίλεηαη αλάινγα κε ηελ θίλεζε ηνπ ρξήζηε πνπ ζα αληρλεπηεί, γηα παξάδεηγκα αλ θάπνηνο θηλεζεί γξήγνξα ηα λεξά γίλνληαη «ηαξαρψδε». Έηζη ν ρξήζηεο κε θηλήζεηο ηνπ ζψκαηνο ηνπ ειέγρεη ηελ θίλεζε ηνπ εηθνληθνχ λεξνχ πνπ πξνβάιιεηαη ζην έδαθνο. Δηθόλα 11: Η εθαξκνγή Koi Pond (Gesturetek.gr Ground Fx) 32

33 3.2 Magnetic Poetry Games Σν παξαδνζηαθφ παηρλίδη Magnetic Poetry 8. ήηαλ απηφ πνπ απνηέιεζε ηελ βαζηθή έκπλεπζε γηα ην παηρλίδη πνπ αλαπηχρζεθε ζηελ παξνχζα εξγαζία. Γηα ηνλ ιφγν απηφ, ζεψξεζα ζεκαληηθφ λα θάλσ κηα αλαθνξά ζε θάπνηεο απφ ηηο ήδε ππάξρνπζεο ειεθηξνληθέο εθδνρέο ηνπ παηρληδηνχ. Παξαθάησ παξνπζηάδνληαη δχν δηαδηθηπαθά παηρλίδηα πνπ αθνινπζνχλ ηελ ινγηθή ηνπ παξαδνζηαθνχ Magnetic Poetry Original Magnetic Poetry Kit Online Πξφθεηηαη γηα κηα εθαξκνγή πνπ έρεη αλαπηχμεη ε ίδηα ε εηαηξία πνπ βγάδεη θαη ηελ θιαζζηθή έθδνζε ηνπ παηρληδηνχ κε ηνπο καγλήηεο, ε MagPo. ηελ εθαξκνγή απηή δίλεηαη ε δπλαηφηεηα ζηνπο ρξήζηεο λα παίμνπλ κηα δηαδηθηπαθή έθδνζε ηνπ παηρληδηνχ. πγθεθξηκέλα εκθαλίδεηαη ζηελ νζφλε έλαο αξηζκφο απφ καγλήηεο, φπνπ ν θαζέλαο πεξηέρεη κηα ιέμεη. Ο παίθηεο κπνξεί λα κεηαθηλήζεη ηηο ιέμεηο νπνπδήπνηε ζέιεη κέζα ζηελ νζφλε, ψζηε λα ζρεκαηίζεη ηελ θξάζε ή ην θείκελν πνπ επηζπκεί. Έηζη ν παίθηεο κέζα απφ ηελ ειεπζεξία πνπ ηνπ παξέρεη ην παηρλίδη, δηεπξχλεη ηελ θαληαζία ηνπ θαη ηελ δεκηνπξγηθφηεηα ηνπ ελψ παξάιιεια καζαίλεη λέεο ιέμεηο, αιιά θαη εμνηθεηψλεηαη κε ηελ ζσζηή ρξήζε ησλ ιέμεσλ ψζηε λα δεκηνπξγήζεη κηα νξζή πξφηαζε. Δηθόλα 12: Screenshot ηνπ παηρληδηνύ Magnetic Poetry Kit ( 8 (Σειεπηαία επίζθεςε 22/6/2012) 33

34 3.2.2 Woodlands Magnetic MATHS Πξφθεηηαη γηα κηα δηαδηθηπαθή εθαξκνγή ζηελ νπνία νη ρξήζηεο θαινχληαη λα ιχζνπλ θάπνηεο καζεκαηηθέο πξάμεηο. ην ηακπιφ ηνπ παηρληδηνχ ππάξρνπλ αλαθαηεκέλεο δηάθνξεο εμηζψζεηο θαζψο θαη ηα απνηειέζκαηα ηνπο. Ο παίθηεο κπνξεί λα κεηαθηλήζεη ηα θνπηάθηα κε ηηο εμηζψζεηο θαη κε ηα απνηειέζκαηα ζηνλ ρψξν ηνπ παηρληδηνχ, νπνπδήπνηε ζέιεη απηφο. θνπφο είλαη ν παίθηεο λα ηαηξηάμεη ζσζηά ηα απνηειέζκαηα κε ηηο εμηζψζεηο. Σν γεγνλφο φηη ε ινγηθή ηνπ παηρληδηνχ βαζίδεηαη ζηελ ειεπζεξία θηλήζεσλ ηνπ Magnetic Poetry, ην θαζηζηά έλα δεκηνπξγηθφ παηρλίδη καζεκαηηθψλ, ζην νπνίν ν παίθηεο δελ θαιείηαη απιψο λα ζπκπιεξψζεη ηελ απάληεζε ζε δνζείζεο πξάμεηο, αιιά λα πεηξακαηηζηεί κε απηέο θαη λα δεκηνπξγήζεη ηηο δηθέο ηνπ απαληήζεηο ειέγρνληαο ζηε ζπλέρεηα ηελ νξζφηεηά ηνπο[16]. Δηθόλα 13: Screenshot ηνπ παηρληδηνύ Woodlands Magnetic Maths ( 3.3 πκπεξάζκαηα ην θεθάιαην απηφ παξνπζηάζηεθαλ θάπνηεο ελδεηθηηθέο εθαξκνγέο αλαγλψξηζεο θίλεζεο θαη ρεηξνλνκηψλ, θαζψο θαη θάπνηα δηαδηθηπαθά εθπαηδεπηηθά παηρλίδηα πνπ ε ινγηθή ηνπο βαζίδεηαη ζην παξαδνζηαθφ παηρλίδη Magnetic Poetry. Παξ φια απηά, δελ έρεη αλαπηπρζεί έσο ηψξα θάπνην εθπαηδεπηηθφ παηρλίδη ην νπνίν λα ζπλδπάδεη ηελ επρξεζηία ησλ εθαξκνγψλ αλαγλψξηζεο θίλεζεο θαη ηελ δεκηνπξγηθή εθπαηδεπηηθή ινγηθή ηνπ Magnetic Poetry. Σν γεγνλφο απηφ ιεηηνχξγεζε σο θίλεηξν γηα αλάπηπμε ηεο ζπγθεθξηκέλεο εθπαηδεπηηθήο εθαξκνγήο γηα ην Kinect, ζηελ νπνία ν παίθηεο δνθηκάδεη ηηο γλψζεηο ηνπ ζηα καζεκαηηθά θαη ηελ δεκηνπξγηθφηεηα ηνπ ζηελ ζχληαμε θεηκέλνπ, 34

35 αιιειεπηδξψληαο φκσο κε θπζηθφ θαη δηαζθεδαζηηθφ ηξφπν κε ηελ δηεπαθή. ηε ζπλέρεηα παξνπζηάδεηαη ε δηαδηθαζία ζρεδηαζκνχ ηεο εθαξκνγήο απηήο. 35

36 4. ΥΔΓΙΑΜΟ 4.1 Δηζαγσγή ην θεθάιαην απηφ παξνπζηάδνληαη νη ζρεδηαζηηθέο επηινγέο πνπ αθνινπζήζεθαλ θαηά ηνλ ζρεδηαζκφ θαη ηελ αλάπηπμε ηεο εθαξκνγήο. Αξρηθά πεξηγξάθεηαη ην ζελάξην ηνπ παηρληδηνχ, ηνπο ιφγνπο πνπ επηιέρζεθε ε ζπγθεθξηκέλε ηδέα θαη πσο ε ηδέα απηή εμειίρζεηε. ηε ζπλέρεηα αλαιχνληαη θάπνηεο ζρεδηαζηηθέο αξρέο θαη θαλφλεο πνπ αθνινπζήζεθαλ θαη παξάιιεια παξνπζηάδεηαη ην αξρηθφ πξφηππν ηεο εθαξκνγήο θαζψο θαη νη αιιαγέο πνπ έγηλαλ ζε απηφ. Σέινο πεξηγξάθεηαη ην ηειηθφ παηρλίδη, ε δηάξζξσζή ηνπ, νη κεραληζκνί πνπ ρξεζηκνπνηεί θαη ηα δχν ππφ-παηρλίδηα πνπ πεξηιακβάλεη. 4.2 Ιδέα θαη ζελάξην ε απηφ ην ππνθεθάιαην παξνπζηάδεηαη αξρηθά ην παξαδνζηαθφ παηρλίδη magnetic poetry θαη ζηε ζπλέρεηα νη ιφγνη πνπ επηιέρζεθε σο ζέκα γηα ηελ ζπγθεθξηκέλε εθαξκνγή Σν Magnetic Poetry Σν Magnetic Poetry είλαη έλα παηρλίδη ειεχζεξεο δεκηνπξγίαο πξνηάζεσλ απφ καγλήηεο πνπ πεξηέρνπλ ιέμεηο. Η ζπζθεπαζία ηνπ παηρληδηνχ απνηειείηαη απφ έλαλ αξηζκφ καγλεηψλ θαη ν θάζε καγλήηεο έρεη γξακκέλε πάλσ ηνπ κηα ιέμε ε νπνία κπνξεί λα είλαη νπνηνδήπνηε κέξνο ηνπ ιφγνπ (ξήκα, επίζεην, άξζξν, αλησλπκία θιπ) ή αθφκα θαη θαηάιεμε (-ing, -s, θιπ.). Ο παίθηεο ηνπνζεηεί φινπο ηνπο καγλήηεο ζε κηα επηθάλεηα πνπ ηνπο καγλεηίδεη (π.ρ. ςπγείν) θαη δεκηνπξγεί πξνηάζεηο, πνηήκαηα, θείκελα βάδνληαο ηνπο καγλήηεο-ιέμεηο ζηελ ζεηξά πνπ ζέιεη. Η ηδέα ηνπ παηρληδηνχ αιιά θαη ε πξψηε θπθινθνξία ηνπ έγηλε απφ ηνλ Dave Kapell, ν νπνίνο ζηελ πξνζπάζεηα ηνπ λα γξάςεη ζηίρνπο γηα ηξαγνχδηα έγξαςε ζθφξπηεο ιέμεηο ζε κηθξά ραξηηά θαη ηνπο άιιαδε ζέζε κέρξη λα ηνπ έξζεη έκπλεπζε γηα θάπνην ζηίρν[15]. Πξφθεηηαη ινηπφλ γηα έλα παηρλίδη ην νπνίν δηεπξχλεη ηελ θαληαζία θαη ηελ δεκηνπξγηθφηεηα ηνπ παίθηε ελψ παξάιιεια πξνσζεί ηελ ζπλεξγαζία φηαλ παίδεηαη νκαδηθά. Δπίζεο απνηειεί έλαλ πνιχ επράξηζην ηξφπν εθκάζεζεο ηεο γιψζζαο θαη ηεο ζχληαμεο πξνηάζεσλ. 36

37 Δηθόλα 14: Οκαδηθό Magnetic Poetry ζε κεγάιν πίλαθα ( Δπηινγή θαη πξνζαξκνγή ζέκαηνο Η αξρηθή ζθέςε πνπ ππήξρε, πξηλ αθφκα επηιεγεί ην ηειηθφ ζέκα, ήηαλ ε δεκηνπξγία ελφο παηρληδηνχ αλαγλψξηζεο θίλεζεο κε εθπαηδεπηηθφ ραξαθηήξα ην νπνίν ζα ζρεηηδφηαλ κε απιέο καζεζηαθέο έλλνηεο φπσο ε ρξήζε ηεο γιψζζαο ή βαζηθέο καζεκαηηθέο πξάμεηο. θνπφο ηνπ παηρληδηνχ ζα ήηαλ ν παίθηεο λα εμνηθεησζεί κε απηέο ηηο έλλνηεο κέζα απφ κηα εθαξκνγή κε επράξηζην θαη δηαδξαζηηθφ πεξηβάιινλ. ηελ επηινγή ηνπ magnetic poetry σο βαζηθφ πιαίζην κηαο ηέηνηαο εθαξκνγήο, ζπληέιεζε πξψηνλ ν δεκηνπξγηθφο θαη παξάιιεια εθπαηδεπηηθφο ηνπ ραξαθηήξαο, πνπ αλαθέξζεθε ζηελ πξνεγνχκελε παξάγξαθν, θαη δεχηεξνλ ην γεγνλφο φηη είλαη έλα παηρλίδη πνπ πεξηιακβάλεη σο βαζηθφ ηνπ ζηνηρείν ηελ έλλνηα ηεο θίλεζεο. Ο παίθηεο πξέπεη λα κεηαθηλεί ζπλερψο ηνπο καγλήηεο πάλσ ζηελ επηθάλεηα, ψζηε λα ζρεκαηίζεη ηελ θξάζε πνπ επηζπκεί. Απηφ ην θάλεη έλα θαηάιιειν παηρλίδη γηα λα πινπνηεζεί κε αλαγλψξηζε θίλεζεο θαη ρεηξνλνκηψλ ηνπ παίθηε, αθνχ ζα ηνπ δίλεηαη ε δπλαηφηεηα λα κεηαθηλεί ηνπο εηθνληθνχο καγλήηεο κε ηηο θηλήζεηο ηνπ. Σν παηρλίδη ινηπφλ πνπ πινπνηήζεθε πξφθεηηαη γηα έλαλ ζπλδπαζκφ ησλ ραξαθηεξηζηηθψλ ηνπ παξαδνζηαθνχ παηρληδηνχ magnetic poetry, κε ηελ επρξεζηία θαη ηα πιενλεθηήκαηα ηεο αλαγλψξηζεο θίλεζεο. Έηζη, ελψ ην βαζηθφ πιαίζην παξακέλεη ην ίδην (ζθνπφο ηνπ παίθηε είλαη λα κεηαθηλεί έλαλ αξηζκφ καγλεηψλ ζηνλ ρψξν, φπνπ απηφο επηζπκεί), γίλνληαη φια ζε έλα εηθνληθφ πεξηβάιινλ, κε 37

38 απνηέιεζκα λα δεκηνπξγνχληαη πνιιά πεξηζψξηα επέθηαζεο θαη βειηίσζεο ηνπ παξαδνζηαθνχ παηρληδηνχ. Γηα παξάδεηγκα, ην πεξηερφκελν ησλ ιέμεσλ κπνξεί εχθνια λα αιιάδεη πξηλ απφ θάζε παηρλίδη θαη λα πξνζαξκφδεηαη ζην γλσζηηθφ επίπεδν ηνπ παίθηε. Δπηπιένλ, εθηφο απφ ηελ παξαδνζηαθή δεκηνπξγία ειεχζεξσλ πξνηάζεσλ, πξνζηέζεθε ζην παηρλίδη θαη άιιε κηα επηινγή, απηή ησλ καζεκαηηθψλ. Η επηινγή απηή είλαη έλαο ζπλδπαζκφο ηνπ magnetic poetry θαη καζεκαηηθψλ παηρληδηψλ, ζηελ νπνία ν παίθηεο θαιείηαη λα απνδείμεη ηηο γλψζεηο ηνπ ζηα καζεκαηηθά. Έηζη ην παηρλίδη απνηειείηαη νπζηαζηηθά απφ δπν δηαθνξεηηθά ππφ-παηρλίδηα, απφ ηα νπνία ν παίθηεο κπνξεί λα επηιέμεη. Καη νη δχν πινπνηήζεηο ησλ θαηεγνξηψλ απηψλ πεξηγξάθνληαη αλαιπηηθά ζην ππνθεθάιαην ρεδηαζκόο δηεπαθήο Έλαο πνιχ ζεκαληηθφο παξάγνληαο γηα ηηο δηεπαθέο πνπ ρξεζηκνπνηνχλ αλζξσπνθεληξηθή πξνζέγγηζε είλαη ε επρξεζηία ηνπ ζπζηήκαηνο. Γηα λα επηηεπρζεί ε απαηηνχκελε επρξεζηία πξέπεη λα αθνινπζνχληαη θάπνηεο αξρέο θαη θαλφλεο ζρεδίαζεο θαζ φιε ηελ δηάξθεηα αλάπηπμεο θαη ζρεδηαζκνχ ηεο δηεπαθήο. ην ππνθεθάιαην απηφ παξνπζηάδνληαη νη θαλφλεο ζρεδίαζεο πνπ αθνινπζήζεθαλ θαηά ηελ ζρεδίαζε θαη πινπνίεζε ηεο εθαξκνγήο. ηε ζπλέρεα πεξηγξάθεηαη ην πξφηππν ρακειήο πηζηφηεηαο πνπ αξρηθά δεκηνπξγήζεθε θαη νη αιιαγέο πνπ έγηλαλ ζε απηφ κέρξη ε εθαξκνγή λα πάξεη ηελ ηειηθή ηεο κνξθή Αξρέο επρξεζηίαο Όπσο αλαθέξακε, θχξην ραξαθηεξηζηηθφ κηαο εθαξκνγήο πξέπεη λα είλαη ν πςειφο βαζκφο επρξεζηίαο. Καηά ηνλ ζρεδηαζκφ ηνπ ζπγθεθξηκέλνπ παηρληδηνχ ιήθζεθαλ ππφςε νη αθφινπζνη θαλφλεο ζρεδίαζεο. Βαζηθέο αξρέο επρξεζηίαο Οη βαζηθέο αξρέο γηα ηελ ππνζηήξημε ηεο επρξεζηίαο ζε έλα ζχζηεκα κπνξνχλ λα νξγαλσζνχλ ζε ηξεηο θχξηεο θαηεγνξίεο [17]: Δπθνιία εθκάζεζεο (learnability) Αθνξά ζηελ επθνιία κε ηελ νπνία λένη ρξήζηεο κπνξνχλ λα αιιειεπηδξάζνπλ κε ην ζχζηεκα θαη λα επηηχρνπλ κέγηζηε απφδνζε Δπειημία(flexibility) Αθνξά ζηελ πνιιαπιφηεηα ησλ ηξφπσλ κε ηνπο νπνίνπο κπνξνχλ λα αληαιιάζνπλ πιεξνθνξία ν ρξήζηεο θαη ην ζχζηεκα. 38