Tentacles es un prototipo de iluminación interactiva, desarrollado a partir  de una interpretación de los experimentos de los primeros alquimistas por encerrar la luz. En cuanto al material lumínico utilizado, se combinan dos fuentes de iluminación:

–      Luminaria fluorescente de reactancia electrónica de tipo T5, regulable, de una longitud de 1,5m.

–      Proyección de luz a través de un proyector de vídeo conectado a un ordenador.

El ejercicio da lugar a un dispositivo interactivo que modifica las condiciones lumínicas en función de la posición del usuario en el ámbito de alcance de la pieza.

La documentación que se presenta corresponde a un estudio previo, en el que se pusieron a punto las cuestiones técnicas, con vistas a realizar su implantación en el espacio público.

Este trabajo es el resultado personal del seminario de proyectos interactivos, impartido por Emanuelle Mazza y David Cuartielles, en Febrero de 2010, en la facultad de BBAA de San Carlos de Valencia.

Marco conceptual: La alquimia de la luz

Desde muy al inicio, una de las obsesiones de los alquimistas consistía en intentar atrapar la luz en el interior de una caja hermética. Cuando se abría la caja en plena oscuridad certificaban el fracaso de sus experimentos.

Tenemos documentados los primeros experimentos de «burghers of Schilda» de intentar encerrar la luz en el interior de una caja. Una metáfora de este concepto constituye la relación entre la fuente de luz “física” – el tubo fluorescente – y la luz proyectada por el proyector de vídeo: La luz proyectada alarga sus tentáculos en busca de la persona que interactúa con ella, derramándose por el suelo. Cuanto mayores son sus tentáculos, se va vaciando la luz encerrada en el interior del tubo fluorescente y este se va apagando, reduciendo su intensidad. Cuando los tentáculos de luz se recogen, la luz vuelve a encerrarse dentro del tubo, que aumenta su intensidad lumínica. La relación entre las dos fuentes de luz se basa en este concepto.

Objetivos

En el momento que se realizó el prototipo, tenía lo siguientes objetivos principales:

  • Conseguir controlar la intensidad lumínica del tubo fluorescente a través de la placa Arduino, como interfaz de comunicación entre la luminaria y el dispositivo sensor que proporciona la información. En este caso una videocámara actúa como sensor, mediante el sistema de detección “computer visión”.
  • Entrar en contacto con el sistema de detección de presencia por ordenador, a través de la videocámara, obteniendo los datos necesarios para controlar el dispositivo lumínico. En este caso, el software utilizado para obtener datos de posición y presencia de usuarios en el ámbito de la pieza es el programa GAMUZA.
  • Programar una visualización gráfica para ser proyectada en forma de luz, interactiva, mediante el programa PROCESSING. El objetivo es tomar como punto de partida un programa existente que se adapte a los criterios formales de la pieza, y adaptarlo al prototipo.
  • Poner en práctica el sistema de comunicación entre programas, en este caso Processing, Arduino y Gamuza. El lenguaje será el protocolo OSC (Open Sound Control)
  • Ofrecer una representación visual mediante la luz interactiva, que responda a la base conceptual del proyecto, la alquimia de la luz.

Descripción técnica del prototipo

El objetivo de controlar la luminaria fluorescente ha sido más complicado de lo que parecía en un principio. La luminaria a controlar (luminaria de 35W de la marca OSRAM), está dotada de una reactancia electrónica regulable mediante un sistema de regulación entre 0-10V.

La primera prueba para conectar la reactancia fluorescente a la placa Arduino consistió en conectar el PIN Analógico de salida de la placa Arduino – que nos da una potencia de 5V al sistema de regulación de la luminaria, amplificándolo con un pequeño condensador. A priori, parecía sencillo que el PWM de Arduino, modulara la señal de salida hacia el sistema de regulación de la luminaria entre 0V y 5V, que amplificada por el condensador conseguiría regular su intensidad. No fue así. Este sistema no funcionó, por una cuestión de “Resistencia”[1] propia del sistema de regulación de la luminaria.

Fig. 43 : Esquema gráfico de identificador de los pines del  CHIP AMPLIFICADOR, modelo JR94AF LM386N-1, según ficha técnica del componente.

Una vez descubierto que la Resistencia de la luminaria impedía el camino “lógico” para llegar a controlarla, se introdujo un CHIP AMPLIFICADOR (Fig.43), modelo JR94AF LM386N-1, que permite la conexión entre la placa Arduino y la Luminaria fluorescente. Este componente dispone de 8 pines que se conectan con Arduino, la luminaria, y la toma de tierra, según el siguiente esquema:

Fig. 44. Esquema de conexiones de la pieza desde la placa Arduino hasta la regulación de la luminaria.

Una vez conectado el amplificador, se consiguió regular el fluorescente mediante un potenciómetro conectado a Arduino. El próximo paso era definir qué tipo de datos iban a controlar la intensidad de la luminaria fluorescente. Tal como se define en el marco conceptual, la intensidad de la luminaria será función de la cantidad de luz proyectada, que a su vez depende de la presencia y de la posición del usuario en el ámbito de actuación; los tentáculos de luz salen de su zona estable cuando el sistema detecta una presencia y se alargan buscando su posición, por lo que cuanta mayor sea la longitud de los tentáculos la proporción de luz proyectada será mayor, y viceversa.

El dato de proporción de luz proyectada se obtiene mediante un muestreo en tiempo real de los puntos de la proyección mediante el comando “GET” de Processing: sobre el total de puntos negros (ausencia de proyección) muestreados, se detectan los que tienen color blanco (luz proyectada), y se establece una proporción que irá desde el 10% hasta el 80% de luz aproximadamente. Este dato resultante se mapea entre los valores de 0 y 254, y se envían a través del protocolo OSC al programa de control de Arduino, que envía este dato a través de PWM al amplificador y a la luminaria, finalizando el proceso de control.

Una vez controlada la luminaria, hay que poner a punto el sistema de detección de presencia y posición a través de la cámara. Para ello se ha utilizado la cámara USB de la PayStation3 como sensor, y el programa GAMUZA 1.0 (realizado por Emanuelle Mazza) como sistema de interpretación de imagen y envío de datos. Una vez ubicada la cámara en su posición, y optimizados los parámetros del programa GAMUZA para la correcta detección de la posición, se establece una conexión entre GAMUZA y Processing – que es la plataforma sobre la que se ha programado la proyección de tentáculos de luz – a través del protocolo OSC. Gamuza envía una cadena de datos en tiempo real, sobre la cantidad de blobs (formas en movimiento) dentro de la escena, y su posición dentro de un sistema cartesiano de coordenadas (X,Y) de cada uno de ellos. La animación de Processing recibe esos datos, que condicionan el comportamiento de la visualización para conseguir que los tentáculos se muevan en la dirección de la posición del usuario. Con esta operación se cierra el ciclo de flujos de información entre los diferentes componentes del prototipo.

El prototipo solo funciona para un único usuario, debido a que la programación de Processing no ha sido adaptada para leer una cadena de datos de varias posiciones en el espacio. Este será uno de los puntos en los que la programación deberá evolucionar.

Por último, en cuanto a la programación de los tentáculos de luz, ha sido realizada en Processing, tomando como punto de partida una animación interactiva para ordenador, cuyos tentáculos se movían en función de la posición del ratón. La pieza se llama “splouch” y está firmada por “grgrdvrt”[2].

Una vez descargada la base, se han realizado varias modificaciones en el código para adaptarlo a las necesidades de la pieza:

  • se ha estabilizado la posición del origen de los tentáculos,
  • se han cambiado ciertos patrones de dirección hasta reducir la aleatoriedad del movimiento de los tentáculos,
  • se han sustituido los datos de posición del ratón por los recibidos a través del protocolo OSC desde el programa GAMUZA.

Diagrama de interacción

Fig. 45   : Diagrama de interacción de la pieza en el espacio público

Diagrama de flujos

Fig. 46 : Diagrama de flujos de información entre los diferentes elementos que componen la pieza.

Resultados/ Conclusiones

A nivel conceptual, y teniendo en cuenta las limitaciones técnicas, de tiempo y espaciales durante el seminario, los resultados de la pieza son totalmente positivos, y creo que tiene un potencial muy interesante a la hora de su instalación en el espacio público.

La combinación de dos fuentes de luz, una física y otra proyectada, otorga una dimensión física a la intervención que se separa de las proyecciones de vídeo sobre las fachadas de los edificios, que proliferan más y más en las ciudad actual, con las que no muestro afinidad, por su carácter ambicioso y  su espectacularidad fuera de la inserción urbana.

En cuanto a las conclusiones técnicas hay que tener muy en cuenta la gran dificultad para trabajar con la detección de presencia a través de la cámara de vídeo, en cuanto a parámetros de ajuste del programa que se utilice para la interpretación de datos (GAMUZA, PureData). Esta dificultad se acentúa más si cabe en el espacio público:

  • La elección de la posición de la cámara en el espacio ha de ser estudiada en profundidad, en función del tipo de datos que queramos escoger. En este caso, al querer situar los usuarios en el espacio, la posición idónea sería totalmente cenital, como una imagen aérea.
  • Cuando la posición de la cámara está fijada, se define el fondo de imagen inmóvil, a través del comando “background substraction”, de manera que todo aquello que quede inmóvil será obviado por el sistema que detectará únicamente los datos de los nuevos elementos que entren en la escena.
  • El hecho que la luz del dispositivo modifica las condiciones lumínicas de la zona analizada por la cámara, cambia los parámetros de detección y desajusta los algoritmos; ante un cambio de iluminación ciertos elementos del fondo cambian de apariencia, lo que desajusta el sistema y sus mediciones. Este sistema de detección no funciona adecuadamente si no se garantiza unas condiciones de iluminación constantes. Como eso es imposible en el espacio público, es necesario optar por cámaras con sistema de infrarrojos, siempre que se quiera trabajar en el espacio público.

Trabajo futuro

Como evolución final de la pieza, me planteo su instalación en el espacio público, estudiando las condiciones espaciales del contexto en el cual se ubicará.

Con motivo de la exposición de proyectos de máster en la galería “la clínica mundana” de Valencia, la pieza tiene prevista su instalación en el espacio exterior de acceso a la galería. Las condiciones del espacio son buenas, ya que se trata de un espacio acotado en dimensiones –la calle es muy estrecha– lo que permite que los elementos de la pieza –luminaria fluorescente y proyección– tengan una escala adecuada al espacio, y no queden como elementos anecdóticos sin repercusión en la percepción espacial; así el usuario  o paseante encontrará la pieza en su recorrido, con lo que se favorece la interacción y la participación.  Además, el limitado ancho propicia que la detección de posición a través de la cámara abarque la anchura total del espacio.

Fig. 48 : Entorno donde se ubicará la pieza “Tentacles”, a instalar en el acceso a la sala “La Clínica Mundana” de Valencia, en Septiembre 2010.

Una vez definidas los componentes del dispositivo y los flujos de interacción, a la hora de instalarlo en el espacio público hay que tener en cuenta  los siguientes ajustes y ampliaciones en la pieza final:

–      multi-usuario, de manera que varios usuarios puedan interactuar simultáneamente con la iluminación. Esto es un requisito importante para el éxito de la pieza en el espacio público. Se trataría de establecer varios grupos de tentáculos (con un máximo de 4 por ejemplo) que se dividieran para dirigirse a cada uno de los usuarios cuya posición está definida por la cámara.

–      Video tracking, detección de posición de los usuarios en el espacio: al tratarse de un espacio público con iluminación cambiante, la detección se realizaría con cámaras con filtros IR.

–      Reactiva al sonido, de manera que cuando se detecte un alto nivel de sonoro en frecuencias bajas (que corresponden a los vehículos) las proyecciones de luz se recojan en torno a los tubos fluorescentes regulables. La incorporación del sonido a la pieza es algo que se ha estudiado en el ejercicio que presento a continuación.


Fig. 49 : Foto-montaje explicativo de la pieza “Tentacles”. Cuando no detecta presencia, la proyeccióón de tentáculos queda recogida en torno al tubo fluorescente y la luminaria está en su máxima intensidad de luz.


Fig. 50: Foto-montaje explicativo de la pieza “Tentacles”. Cuando detecta presencia, la proyección de tentáculos se expande hacia la posición/es de los usuarios, aumenta el porcentaje de luz proyectada, y disminuye proporcionalmente la intensidad de luz del tubo fluorescente.

[1] Colocando el voltímetro, programado para medir resistencia, y conectado al sistema de regulación, David Cuartielles detectó el porqué no funcionaba el sistema que se había pensado inicialmente.

[2] grgrdvrt , ; En linea, [consulta 10/01/2010]  Documento html en “http://www.rmx.cz/monsters/2009-08/splouch/index.html”