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jeu_de_la_vie

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jeu_de_la_vie [2019/10/07 09:06] Camillejeu_de_la_vie [2019/10/18 15:08] Mushussu
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-====== **Documentation du projet "Jeu de la vie" réalisé pour Centre Sciences en 2019** ======+====== Documentation du projet "Jeu de la vie" réalisé pour Centre Sciences en 2019 ======
  
 ===== Introduction: ===== ===== Introduction: =====
  
 ==== Cadre ==== ==== Cadre ====
-L'organisme [[http://www.centre-sciences.org/|CentreSciences]] met en place une exposition sur l'informatique visant à faire comprendre quelques principes qui sous-tendent "l'intelligence artificielle". Trois réalisations ont été faites par Labomedia: le Jeu de la vie, le Casque de réalité virtuelle et l'installation Captcha. +L'organisme [[http://www.centre-sciences.org/|CentreSciences]] met en place une exposition sur l'informatique visant à faire comprendre quelques principes qui sous-tendent "l'intelligence artificielle". Trois réalisations ont été faites par Labomedia : le Jeu de la vie, le Casque de réalité virtuelle et l'installation Captcha. 
-==== Qu'est-ce que le jeu de la vie? ==== + 
-D'après Wikipedia +==== Qu'est-ce que le jeu de la vie ? ==== 
-//Le jeu de la vie est un automate cellulaire imaginé par John Horton Conway en 1970 et qui est probablement le plus connu de tous les automates cellulaires. +D'après Wikipedia 
 + 
 +Le jeu de la vie est un automate cellulaire imaginé par John Horton Conway en 1970 et qui est probablement le plus connu de tous les automates cellulaires. 
 Le jeu de la vie n’est pas un jeu, puisqu'il ne nécessite aucun joueur. **Il s’agit d’un automate cellulaire**, un modèle où chaque état conduit mécaniquement à l’état suivant à partir de règles pré-établies. Le jeu de la vie n’est pas un jeu, puisqu'il ne nécessite aucun joueur. **Il s’agit d’un automate cellulaire**, un modèle où chaque état conduit mécaniquement à l’état suivant à partir de règles pré-établies.
  
 Le « jeu » se déroule sur une grille à deux dimensions, théoriquement infinie (mais de longueur et de largeur finies et plus ou moins grandes dans la pratique), dont les cases — qu’on appelle des « cellules », par analogie avec les cellules vivantes — peuvent prendre deux états distincts : « vivante » ou « morte ». Le « jeu » se déroule sur une grille à deux dimensions, théoriquement infinie (mais de longueur et de largeur finies et plus ou moins grandes dans la pratique), dont les cases — qu’on appelle des « cellules », par analogie avec les cellules vivantes — peuvent prendre deux états distincts : « vivante » ou « morte ».
  
-**À chaque étape, l’évolution d’une cellule est entièrement déterminée par l’état de ses huit voisines** de la façon suivante :  \\+**À chaque étape, l’évolution d’une cellule est entièrement déterminée par l’état de ses huit voisines** de la façon suivante : 
 + 
 +  *  Une cellule morte possédant exactement trois voisines vivantes devient vivante (elle naît). 
 +  *  Une cellule vivante possédant deux ou trois voisines vivantes le reste, sinon elle meurt.
  
-  *  Une cellule morte possédant exactement trois voisines vivantes devient vivante (elle naît).\\ 
-  *  
-  *  Une cellule vivante possédant deux ou trois voisines vivantes le reste, sinon elle meurt.\\ // 
-  *  
 **La configuration de départ détermine entièrement l'évolution future**. Il existe des formes remarquables qui donnent naissance à des évolutions particulières: on a par exemple des formes périodiques qui vont faire alterner deux configurations. **La configuration de départ détermine entièrement l'évolution future**. Il existe des formes remarquables qui donnent naissance à des évolutions particulières: on a par exemple des formes périodiques qui vont faire alterner deux configurations.
 +
 =====Cahier des charges===== =====Cahier des charges=====
 Dans le cadre d'une exposition, il était nécessaire d'imaginer un dispositif interactif que les visiteurs pourraient manipuler. On s'est donc orienté vers une installation composée d'un plateau de jeu permettant de matérialiser la configuration initiale et un écran qui montrerait l'évolution. Cette évolution serait activée par l'appui sur un bouton ce qui laisse le temps au visiteur d'observer les figures générées et même d'anticiper la génération suivante. Dans le cadre d'une exposition, il était nécessaire d'imaginer un dispositif interactif que les visiteurs pourraient manipuler. On s'est donc orienté vers une installation composée d'un plateau de jeu permettant de matérialiser la configuration initiale et un écran qui montrerait l'évolution. Cette évolution serait activée par l'appui sur un bouton ce qui laisse le temps au visiteur d'observer les figures générées et même d'anticiper la génération suivante.
 Le tout devait être assez compact et transportable. Le tout devait être assez compact et transportable.
 +
 =====Réalisation===== =====Réalisation=====
 Les choix techniques ont été les suivants:\\ Les choix techniques ont été les suivants:\\
Ligne 42: Ligne 45:
  
 {{:installationfinale2.jpeg?400|}} {{:installationfinale2.jpeg?400|}}
 +
 =====Matériel===== =====Matériel=====
 Un plateau de jeu dont un carré de 4x4 trous sont évidés de façon à laisser s'enfoncer des billes\\ Un plateau de jeu dont un carré de 4x4 trous sont évidés de façon à laisser s'enfoncer des billes\\
Ligne 51: Ligne 55:
 Une RaspberryPi pour la gestion des événements et l'affichage\\ Une RaspberryPi pour la gestion des événements et l'affichage\\
 Un écran Waveshare 1920x1080 pixels Un écran Waveshare 1920x1080 pixels
 +
 =====Logiciel===== =====Logiciel=====
 Un code python pour la prise en compte des billes et l'affichage du jeu de la vie Un code python pour la prise en compte des billes et l'affichage du jeu de la vie
 OS Raspbian version Buster (10.4 (?)) OS Raspbian version Buster (10.4 (?))
-Modifications de l'OS: +Modifications de l'OS:\\ 
--prise en compte du bouton marche/arrêt par un démon +-prise en compte du bouton marche/arrêt par un démon\\ 
--lancement du programme Jeu de la vie au démarrage de l'OS +-lancement du programme Jeu de la vie au démarrage de l'OS\\ 
-Sauvegarde du système complet sur une carte SD de secours: procédure +Sauvegarde du système complet sur une carte SD de secours: procédure\\ 
--copie de la carte SD d'origine +-copie de la carte SD d'origine\\ 
--copie sur une autre carte SD +-copie sur une autre carte SD\\ 
-Liste exhaustive du matériel: +Liste exhaustive du matériel:\\ 
-Photos +Photos\\ 
-Codes +Codes\\ 
-Schéma électrique pour les FSR +Le code a été écrit en python et utilise la bibliothèque pygame. Il s'agit de l'adaptation du code de Trevor Appleton, que l'on peut trouver détaillé ici:\\ 
-Schéma d'intégration  +http://trevorappleton.blogspot.com/2013/07/python-game-of-life.html\\ 
-Schéma de câblage sur la Raspberry+ 
 + 
 +======================================================= 
 + 
 +<code python> 
 +'' 
 +import pygame, sys\\ 
 +from pygame.locals import *\\ 
 +import random\\ 
 +import RPi.GPIO as GPIO\\ 
 +from time import sleep\\ 
 +'' 
 +'' 
 +GPIOCasesInit = {17:(9,4), 27:(10,4), 22:(11,4), 5:(12,4), 6:(9,5), 13:(10,5), 19:(11,5), 26:(12,5), 18:(9,6), 24:(10,6), 23:(11,6), 25:(12,6), 12:(9,7), 16:(10,7), 20:(11,7), 21:(12,7)}\\ 
 +assert len(GPIOCasesInit)==16\\ 
 +assert len(set(GPIOCasesInit.values()))==16\\ 
 +GPIO.setmode(GPIO.BCM)\\ 
 +'' 
 +'' 
 +for n in GPIOCasesInit: 
 +    GPIO.setup(n, GPIO.IN, pull_up_down=GPIO.PUD_DOWN) 
 +    GPIO.setup(14, GPIO.IN, pull_up_down=GPIO.PUD_UP) 
 +    GPIO.setup(15, GPIO.IN, pull_up_down=GPIO.PUD_UP) 
 +'' 
 +'' 
 +GPIO.add_event_detect(14, GPIO.FALLING)\\ 
 +GPIO.add_event_detect(15, GPIO.FALLING)\\ 
 +#Number of frames per second\\ 
 +FPS = 10\\ 
 + 
 +###Sets size of grid\\ 
 +WINDOWWIDTH = 1920\\ 
 +WINDOWHEIGHT = 1080\\ 
 +CELLSIZE = 40\\ 
 + 
 +#Check to see if the width and height are multiples of the cell size.\\ 
 +assert WINDOWWIDTH % CELLSIZE == 0, "Window width must be a multiple of cell size"\\ 
 +assert WINDOWHEIGHT % CELLSIZE == 0, "Window height must be a multiple of cell size"\\ 
 + 
 +#Determine number of cells in horizonatl and vertical plane\\ 
 +CELLWIDTH = WINDOWWIDTH / CELLSIZE # number of cells wide\\ 
 +CELLHEIGHT = WINDOWHEIGHT / CELLSIZE # Number of cells high\\ 
 + 
 +# set up the colours\\ 
 +BLACK =    (0,  0,  0)\\ 
 +WHITE =    (255,255,255)\\ 
 +DARKGRAY = (40, 40, 40)\\ 
 +GREEN =    (50,255,100)\\ 
 +RED =  (255, 0, 100)\\ 
 + 
 +BoxExample = {1:(3,10), 2:(15,10), 3:(2,11), 4:(4,11), 5:(10,11), 6:(14,11), 7:(16,11), 8:(3,12), 9:(9,12), 10:(10,12), 11:(11,12), 12:(14,12), 13:(16,12), 14:(15,13), 15:(4,16), 16:(9,16), 17:(10,16), 18:(14,16), 19:(16,16), 20:(17,16), 21:(5,17), 22:(8,17), 23:(11,17), 24:(14,17), 25:(15,17), 26:(17,17), 27:(3,18), 28:(4,18), 29:(5,18), 30:(9,18), 31:(11,18), 32:(10,19), 33:(25,17),34:(25,18),35:(26,18)}\\ 
 + 
 +def text_objects(text, font): \\ 
 +    textSurface = font.render(text, True, DARKGRAY)\\ 
 +    return textSurface, textSurface.get_rect()\\ 
 + 
 +def afficheInit(text, x, y):\\ 
 +    largeText = pygame.font.Font('freesansbold.ttf',75)\\ 
 +    TextSurf, TextRect = text_objects(text, largeText)\\ 
 +    TextRect.center = (x,y)\\ 
 +    DISPLAYSURF.blit(TextSurf, TextRect)\\ 
 +    pygame.display.update()\\ 
 +    #time.sleep(2)\\ 
 + 
 +#Draws the grid lines\\ 
 +def drawGrid():\\ 
 +    for x in range(0, WINDOWWIDTH, CELLSIZE): # draw vertical lines\\ 
 +        pygame.draw.line(DISPLAYSURF, DARKGRAY, (x,0),(x,WINDOWHEIGHT))\\ 
 +    for y in range (0, WINDOWHEIGHT, CELLSIZE): # draw horizontal lines\\ 
 +        pygame.draw.line(DISPLAYSURF, DARKGRAY, (0,y), (WINDOWWIDTH, y))\\ 
 + 
 + 
 +def drawGridExample():\\ 
 +    for n in BoxExample:\\ 
 +    pygame.draw.rect(DISPLAYSURF, RED, (BoxExample[n][0]*CELLSIZE, BoxExample[n][1]*CELLSIZE, CELLSIZE, CELLSIZE))\\ 
 + 
 +#Colours the cells green for life and white for no life\\ 
 +def colourGrid(item, lifeDict):\\ 
 +    x = item[0]\\ 
 +    y = item[1]\\ 
 +    y = y * CELLSIZE # translates array into grid size\\ 
 +    x = x * CELLSIZE # translates array into grid size\\ 
 +    if lifeDict[item] == 0:\\ 
 +        pygame.draw.rect(DISPLAYSURF, WHITE, (x, y, CELLSIZE, CELLSIZE))\\ 
 +    if lifeDict[item] == 1:\\ 
 +        pygame.draw.rect(DISPLAYSURF, GREEN, (x, y, CELLSIZE, CELLSIZE))\\ 
 + #   pygame.draw.rect(DISPLAYSURF, BLACK, (8*CELLSIZE, 3*CELLSIZE, CELLSIZE, CELLSIZE))\\ 
 +    return lifeDict[item]\\ 
 + 
 +#Creation un dictionnaire de l'ensemble des cellules\\ 
 +#Toutes les cellules sont "mortes" (valeur 0)\\ 
 +def blankGrid():\\ 
 +    gridDict = {}\\ 
 +    #Creation d un dictionnaire pour toutes les cellules de la grille\\ 
 +    for y in range (CELLHEIGHT):\\ 
 +        for x in range (CELLWIDTH):\\ 
 +            gridDict[x,y] = 0 #Toutes les cellules sont "mortes"\\  
 +    return gridDict\\ 
 + 
 +def startingGridInit(lifeDict, GPIOCasesInit):\\ 
 +    for ncapt in GPIOCasesInit:\\ 
 + if(GPIO.input(ncapt)!=0):\\ 
 +    lifeDict[GPIOCasesInit[ncapt]] = 1\\ 
 + # print('pion')\\ 
 + # print(ncapt)\\ 
 +    return lifeDict\\ 
 + 
 +#Determines how many alive neighbours there are around each cell\\ 
 +def getNeighbours(item,lifeDict):\\ 
 +    neighbours = 0\\ 
 +    for x in range (-1,2):\\ 
 +        for y in range (-1,2):\\ 
 +            checkCell = (item[0]+x,item[1]+y)\\ 
 +            if checkCell[0] < CELLWIDTH  and checkCell[0] >=0:\\ 
 +                if checkCell [1] < CELLHEIGHT and checkCell[1]>= 0:\\ 
 +                    if lifeDict[checkCell] == 1:\\ 
 +                        if x == 0 and y == 0: # negate the central cell\\ 
 +                            neighbours += 0\\ 
 +                        else:\\ 
 +                            neighbours += 1\\ 
 +    return neighbours\\ 
 + 
 +#determines the next generation by running a 'tick'\\ 
 +def tick(lifeDict):\\ 
 +    newTick = {}\\ 
 +    for item in lifeDict:\\ 
 +        #get number of neighbours for that item\\ 
 +        numberNeighbours = getNeighbours(item, lifeDict)\\ 
 +        if lifeDict[item] == 1: # For those cells already alive\\ 
 +            if numberNeighbours < 2: # kill under-population\\ 
 +                newTick[item] = 0\\ 
 +            elif numberNeighbours > 3: #kill over-population\\ 
 +                newTick[item] = 0\\ 
 +            else:\\ 
 +                newTick[item] = 1 # keep status quo (life)\\ 
 +        elif lifeDict[item] == 0:\\ 
 +            if numberNeighbours == 3: # cell reproduces\\ 
 +                newTick[item] = 1\\ 
 +            else:\\ 
 +                newTick[item] = 0 # keep status quo (death)\\ 
 +    return newTick\\ 
 + 
 +#main function\\ 
 +def main():\\ 
 + 
 +    ps14=0\\ 
 +    ps15=0\\ 
 +    cs14=0\\ 
 +    cs15=0\\ 
 +#    GPIOCasesInit = {17:(9,4), 27:(10,4), 22:(11,4), 5:(12,4), 6:(9,5), 13:(10,5), 19:(11,5), 26:(12,5), 12:(9,6), 23:(11,6), 25:(12,6), 21:(9,7), 16:(10,7), 20:(11,7)}\\ 
 +    etat=0\\ 
 +    FLAG_PUSH = 0\\ 
 +    pygame.init()\\ 
 +    global DISPLAYSURF\\ 
 +    FPSCLOCK = pygame.time.Clock()\\ 
 +    DISPLAYSURF = pygame.display.set_mode((WINDOWWIDTH,WINDOWHEIGHT), pygame.FULLSCREEN)\\ 
 +    pygame.display.set_caption('Game of Life')\\ 
 +    DISPLAYSURF.fill(WHITE)\\ 
 +#    GPIOCasesInit=valCaptInit()\\ 
 +    lifeDict = blankGrid() #Creation un dictionnaire de cellules, initialisation a zero\\ 
 +    #lifeDict = startingGridInit(lifeDict,GPIOCasesInit) # Remplissage du dictionnaire de depart\\ 
 +    #Colours the live cells, blanks the dead\\ 
 +    for item in lifeDict:\\ 
 +        colourGrid(item, lifeDict)\\ 
 +    drawGrid()\\ 
 +    pygame.display.update()\\ 
 +    while True: #main game loop\\ 
 +        for event in pygame.event.get():\\ 
 +        if event.type == QUIT:\\ 
 +                pygame.quit()\\ 
 +                sys.exit()\\ 
 + if event.type == pygame.KEYUP:\\ 
 + DISPLAYSURF = pygame.display.set_mode((WINDOWWIDTH,WINDOWHEIGHT), pygame.RESIZABLE)\\ 
 + cs14=GPIO.input(14)\\ 
 + cs15=GPIO.input(15)\\ 
 + if ps14!=cs14: \\ 
 + print('ps14', ps14)\\ 
 + print('cs14', cs14)\\ 
 + if(etat==0):\\ 
 + afficheInit('Disposez les pions sur le plateau', WINDOWWIDTH/2, WINDOWHEIGHT/2-300)\\ 
 + afficheInit('et appuyez sur SUIVANT', WINDOWWIDTH/2, (WINDOWHEIGHT/2-200)) \\ 
 + afficheInit('Quelques exemples:', WINDOWWIDTH/2, WINDOWHEIGHT/2-100)\\ 
 + drawGridExample()\\ 
 + pygame.display.update()\\ 
 + #passage a etat suivant\\ 
 +# if GPIO.event_detected(14):\\ 
 + if(ps14==1 and  cs14==0):\\ 
 + doit_demarrer=False\\ 
 + nb_viv=0\\ 
 + for elem in GPIOCasesInit:\\ 
 + if(GPIO.input(elem)):\\ 
 + doit_demarrer = True\\ 
 + nb_viv+=1\\ 
 + print(GPIOCasesInit[elem])\\ 
 + print('nb_viv', nb_viv)\\ 
 + if doit_demarrer: \\  
 + etat=1\\ 
 + lifeDict = startingGridInit(lifeDict, GPIOCasesInit)\\ 
 + 
 + else:\\ 
 + etat=0\\ 
 + elif(etat==1):\\ 
 + if(ps15==1 and cs15==0):\\ 
 +# if GPIO.event_detected(15): 
 + etat=0 
 + lifeDict=blankGrid() 
 + if(ps14==1 and cs14==0): 
 +# if GPIO.event_detected(14): 
 +        #runs a tick 
 + nb_viv=0 
 + lifeDict = tick(lifeDict) 
 + print('suite'
 + for item in lifeDict: 
 + if(lifeDict[item]): 
 + nb_viv=nb_viv+1 
 + print(nb_viv) 
 + if(nb_viv==0): 
 + print('vide'
 + etat=0 
 +        #Colours the live cells, blanks the dead 
 +        for item in lifeDict: 
 +            colourGrid(item, lifeDict) 
 + drawGrid() 
 +        pygame.display.update()  
 + #if(nb_viv==0): 
 + # etat=0   
 + ps14=cs14 
 + ps15=cs15 
 + sleep(0.1)  
 +        #FPSCLOCK.tick(FPS) 
 +         
 +if __name__=='__main__': 
 +    main() 
 + 
 + 
 +'' 
 +</code> 
 +======================================================= 
 + 
 + 
 + 
 +Schéma électrique pour les FSR\\ 
 +Schéma d'intégration \\ 
 +Schéma de câblage sur la Raspberry\\
  
 =====Retour d'expérience===== =====Retour d'expérience=====
Ligne 83: Ligne 331:
 Le mieux pour simuler la pression du doigt c’est une « goutte d’eau », pieds autocollants antidérapant en forme de demi-hémisphère sur les cylindres Le mieux pour simuler la pression du doigt c’est une « goutte d’eau », pieds autocollants antidérapant en forme de demi-hémisphère sur les cylindres
  
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 > Le 19.07.2019 11:01, Guy Antoine a écrit : > Le 19.07.2019 11:01, Guy Antoine a écrit :
 >> Bonjour Camille >> Bonjour Camille
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 >> en plexi mais c'est très "moches" comparés à ceux en bois peints >> en plexi mais c'est très "moches" comparés à ceux en bois peints
 >> Donc on vérifieras au règlage s'il faut les lester. >> Donc on vérifieras au règlage s'il faut les lester.
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 Modifications en vue de la version 2: Modifications en vue de la version 2:
 Il s'avère que la détection par les FSR n'est pas assez robuste. Il faut souvent un appui supplémentaire sur les billes de la part de l'utilisateur. Le mieux serait d'utiliser un contact mécanique du type contacteur ou interrupteur Il s'avère que la détection par les FSR n'est pas assez robuste. Il faut souvent un appui supplémentaire sur les billes de la part de l'utilisateur. Le mieux serait d'utiliser un contact mécanique du type contacteur ou interrupteur
  
jeu_de_la_vie.txt · Dernière modification : 2020/10/29 14:03 de serge