1. 硬體介紹
(1) Lilypad Arduino
Arduino 是作為互動設計中經常出現的微型感應器,其電路板是由一顆可重複燒錄 的晶片(Mictocontorller)和一張電路板所組成,因晶片取得容易也非常適合製作於互 動裝置的使用,可簡單地與傳感器,各式各樣電子元件連接,例如:紅外線,超音波,
熱敏電阻,光敏電阻,伺服馬達等。然而,電子紡織品的種類很多,它們多是耐磨,因 此,有許多的藝術家與設計者使用「微型感應器 Lilypad」作為新的創作媒介,其中它 們功能包括舞蹈服飾的記錄舞者、運動、交互式紡織品(如圖 3-26 左圖所示),尤其 是紡織品服裝,扮演重要角色,緊密連接了美學。換言之,由於人們喜愛關注於自己的身 體服裝,除傳達一個人的性別宗教信仰和階級外,也方便於研究技術的實現與應用,富 有社會意義的時尚和美學設計應該隨在電子紡織品的研究。
LilyPad 無論從造型或是色彩上皆顯得較獨特,其為專門為穿戴式裝置所設計之,
雖然穿戴式互動產品設計仍有許多產品皆處於設計研究與開發的階段,但比起硬梆梆的 塑膠或金屬材質產品,即材質的多樣性與特性、使用性來講,在量產上仍有許多的問題,
但卻被視有潛力的科技設計,除此之外,在其 pad 上的小洞可輕易地利用導電線將其缝 於紡織品上,但相對於其他的 Arduino 微型感應器而言,Lilypad Arduino 卻稍微脆弱、
不易穩定,但它可以以縫面料安裝在電源、傳感器及導電線上,且 LilyPad Arduino 具 有 14 孔(如圖 3-26 右圖所示),所有孔皆可作為輸出與輸入, 此外,LilyPad Arduino 並非特別敏感水,若 LilyPad Arduino 不連接電源,即它可使用洗滌劑清洗,其裝置結 構如表 3-1 所示。
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圖 3- 19LilyPad Arduino
Microcontroller ATmega328V Operating Voltage 2.7-5.5 V
Input Voltage 2.7-5.5 V
Digital I/O Pins 14 (of which 6 provide PWM output) Analog Input Pins 6
DC Current per I/O Pin 40 mA
Flash Memory 16 KB (of which 2 KB used by bootloader)
SRAM 1 KB
EEPROM 512 bytes Clock Speed 8 MHz
表 3- 3:LilyPad Arduino 規格
(2) 三軸加速計(LilyPad Accelerometer)
三軸加速計是一款以 LilyPad system 為設計的三軸加速度計,如圖 3-27 所示,以 ADXL300 為基礎的類比加速計,可偵測關節移動及傾斜與震動。ADXL300 在每ㄧ軸 上輸出一個 0-3V 類比訊號,因此,需要知道相關類比電壓的重力和及使用三角來計算 實際角度,作為基本的動作感測器。每個 LilyPad 設計都有很大的連接 pad 可縫在衣服 上,除此,更具有多種的輸出、輸入,電源及感測板可以通用,且還可水洗。
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圖 3- 20 LilyPad Accelerometer
(3) LED
白光發光二極體(Light Emitting Diode,LED),具有無污染、長壽命、耐震動和 抗衝擊的鮮明特點,且具有效率高,壽命長,不易破損等傳統光源無法與之比較的優點,
因此,選擇此種 LED 燈作為互動裝置之一,再將其利用焊槍焊於 Lilypad Arduino 上的 pin 腳,通電後即可使其發亮,亦可省去電線的連接,如圖 3-27 所示。
圖 3- 21 白光發光二極體(LED)
(4) LilyPad USB Link
此為一款 USB 到 UART 板,如圖 3-29 左圖所示,可輕易改編 LilyPad 主機板,不 需要做焊接動作。這款板以 FTDI 的 FT232RL IC 為基礎,具備完整的 V2.0 USB 協 定。由於本次使用之藍牙裝置無法直接地傳送程式之 Lilypad Arduino 上,因此,須藉 由此 USB Link,將接收感應器數據(Arduino 與 Processing)之程式上傳至 Lilypad Arduino 上,如圖 3-29 右圖所示。
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圖 3- 22 LilyPad USB Link
(5) Bluetooth Mate
由 Sparkfun 針對 arduino 控制器所製作的藍芽版,其腳位與 FTDI 轉接器相同,
因此,可與 arduino pro、Arduino Pro mini、Arduino LilyPad 直接相連。Bluetooth Mate 具高度整合,為一款簡單有效使用的藍芽解決方案,其傳輸鮑率於 9600 至 115200bps;傳輸距離經測試可達 100M;內嵌穩壓系統,可使用 3.3V~6VDC 電 壓;具 frequency hopping 跳頻,可在 RF 環境中使用(如 WiFi);操作頻率 2.4~2.524 GHz;操作電壓 3.3V-6V;尺寸大小 1.75x0.65",如圖 3-30 所示。
圖 3- 23 Bluetooth Mate
(6) 其他裝置
除上述之裝置外,在此作品的裝置材料中,尚有使用到棉質導線(LilyPad Starter Kit),如圖 3-25 左圖所示,棉質導線就像通了電力的縫線,可將各種電子元件固定於
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衣服上,此導線為一個鍍銀的棉線,因可以攜帶電子電力或訊號,且為一個較厚的棉線,
具有更低的電阻,可使用手工縫製穿戴於服裝上,為 LilyPad 使用之特殊縫紉導線,如 圖 3-31。
圖 3- 24 LilyPad 使用之特殊縫紉導線、執行器與電池匣
(7) 互動裝置電路圖與其完成品
圖 3- 25 互動裝置製作過程圖形(左圖)與完成品(中間圖)
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圖 3- 26 互動裝置 2. 軟體介紹
(1) Arduino
Arduino 軟體是以 Arduino 為開發環境設計,使用的語法和 C/C++相仿,實際上底 層使用的是 avr-gcc 的編譯器,骨子裡流的就是 C/C++的血液,稍具 C/C++程式設計 經驗,很容易就能上手。如下圖 3-33 為 Arduino IDE 執行的畫面,中間為程式撰寫區,
下方是相關的訊息顯示區。
圖 3- 27 Arduino 數值接收程式介面
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(2) Processing
Processing 是一個架構在 Java 之上,專門為電子藝術創、學生、設計專業而生 的程式語言,擅長處理 2D、3D 圖形,也能夠處理動態影像、圖形處理、顏色模型,
甚至還支援鍵盤、滑鼠之外的輸入設備。Processing 是以 Java Applet 的方式輸出,
也可以在支援 Java 的手機上播放,亦可導入或導出二維和三維格式,如圖 3-34 所示。
Processing 是針對以視覺呈現為主的應用,提供簡易的程式環境輕量的開發,並 著重於動畫互動與及時回饋等功能。Processing 設計者的初衷是讓創作者能利用程式 碼快速描繪(sketch)腦中的想法,隨著過去幾年的積極推廣與開發,Processing 已經不 僅止於「草案」的描繪,它已被大量採用於進階的實務應用上。Processing 原本只是 針對藝術家與設計師所創造的 Java 延伸套件,現在已經進化成為大型專案經常採用的 快速原型與完整解決方案,包括裝置藝術、動畫、舞台、以及複雜的資料視覺化應用。
圖 3- 28 Processing 程式介面與程式撰寫之圖形 3. 展場環境介紹
圖 3- 29 展場環境
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4. 現場工作
本作品於現場環境的測試中除了與舞者進行溝通外,亦包含了其它相關的零碎之項 目,包括互動裝置與電腦的連接測試、環境的佈置等。由於本次作品主要內容為碎 形圖形與舞者間的即興互動表演,且由於表演須在近乎密閉、橢圓形舞台且黑暗之 環境下進行,因此,於彩排中,如圖 3-36,舞著正式穿戴其互動裝置,除了讓舞者 暖身、適應場地之外,亦須讓舞者瞭解如何與碎形圖形和音樂進行互動,即讓舞者 適應手中配戴之互動裝置,使舞者能於現場表演環境中即興表演,並與圖形融為一 體,如圖 3-37 左圖所示,其為舞者配合現場音樂之即興暖身狀況,並同時測試互動 裝置上的藍牙接收器與電腦之連線溝通,右圖為舞者實際配戴互動裝置於手腕中之 情況,使舞者測試、瞭解與圖形之互動情形,如此,亦使舞者清楚地明白瞭解於後 之表演形態與內容。
圖 3- 30 舞著正式穿戴其互動裝置
圖 3- 31 現場測試與彩
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碎形舞動表現之三:
在無背景、近全黑的環境中,舞者 與碎形圖形呈現半透明的圖形與明 亮的裝置互動,突顯了裝置與圖形 的表現。
表 3- 4 漫舞作品現場示意圖(本研究整理)
3-1.5 介面感知說明
本作品之舞體採用「肢體輪廓」感知作為感測,並運用三軸加速度計偵測身體運動,
其作品展示呈現的身體動量偵測,互動行為分析如下:
隨機模式:即現場舞者即性舞蹈,由舞者肢體的大量擺動時,在運動瞬間補捉影像 產生動量的位置,依據肢體對應的畫面產生及時的影像回饋。此模式在肢體運動中產生 的碎形圖形,將肢體彷彿為畫筆一般,繪畫出相對的圖形運用,出現產生對應的畫面暫 留,最後逐漸淡出。
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