Les courbes de mouvement
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[edit] Avant-propos
Réalisé à partir de la proposition d'activité Représenter le mouvement sur une courbe, nous vous conseillons de suivre d'abord cette activité. On peut trouver d'autres activités de ce type dans la rubrique Ressources Squeak#En français. ...un prolongement impliquant la recherche en Arts Plastiques.
Explorer .....Expérimenter..
[edit] Les chemins de l'imagination
Il s'agit de faire tracer, sur un fond quadrillé, par un objet squeak que l'on programme, une ligne présentant les fréquences et les diverses amplitudes d'une activité physique dynamique que simule un second objet squeak piloté par la main. En examinant la marche à suivre qui est proposée, on s'aperçoit qu'elle comporte plusieurs niveaux :
- une aide pratique très concrète qui indique le degré de compétence requis et détaille les manoeuvres permettant de prendre en main le projet et de le faire fonctionner.
- une incitation à la réflexion sur la nature des résultats obtenus et des moyens employés.
- des propositions de recherche qui incitent à élargir l'expérimentation à des phénomènes parallèles ou différents.
- une invitation à s'adonner au plaisir de faire et de chercher.
La courbe qui résulte de la manœuvre suggérée par le texte se matérialise sur un fond propre aux analyses (un fond quadrillé ). Elle est le fruit d'une programmation par script (le déplacement orienté) et d'une manipulation (faire bouger avec la souris un objet qui en entraine un autre). Cela permet de visualiser les caractéristiques d'un tracé impulsé par la main , de le qualifier ou de le quantifier.
L'objectif est d'amener l'utilisateur à s'intéresser à des tracés qui s'apparentent à des phénomènes observés dans le domaine de la physique ou des mathématiques tout en privilégiant une approche ludique (expérimente, mais, surtout amuse toi ).
La question posée ici est de savoir si, en restant rigoureusement dans ce même contexte, on peut utiliser cette démarche et ce type de programmation en dehors de l'observation du champ de la physique, en privilégiant la partie exploration , expérimentation, mais aussi le plaisir de faire et, pourquoi pas ? de créer.
Nous allons donc commencer par analyser les moyens mis à notre disposition pour essayer de découvrir si nous pouvons les utiliser pour nous engager dans des voies nouvelles, puis nous proposerons quelques solutions non limitatives.
[edit] Les moyens employés
2 objets construits sur l'espace Dessin, placés chacun à l'intérieur d'un terrain de jeu et que l'on fait bouger de façon à ce que le déplacement du premier, l'objet directeur, sur son écran personnel, provoque celui du second, l'objet traceur, sur son propre écran .
Caractéristiques importantes
C'est l'objet directeur qui se déplace librement à l'intérieur de son terrain de jeu, sous l'impulsion de la main et c'est l'objet traceur qui est programmé pour DESSINER EN DIRECT LA COURBE DE CE MOUVEMENT à l'intérieur de son propre terrain de jeu (crayon baisse...vrai).
Le tracé de la courbe est provoqué par l'activation D'UN SCRIPT UNIQUE DE DEPLACEMENT (traceur avance de...) que l'on a construit à l'aide du catalogue des commandes de l'objet traceur.
Le traceur se déplace, par ricochet, parce qu'il est relation avec UNE DES 2 COORDONNEES de l'objet directeur ( position Y du traceur subordonnée à la position Y du directeur).
L'objet traceur ne reproduit donc pas à l'identique le déplacement de l'objet directeur puisqu'il n'enregistre et ne répercute sur son tracé que la position sur l'écran d'une des 2 coordonnées (x ou y) de l'objet directeur. De plus il est programmé de façon à avoir un mode de déplacement orienté, de gauche à droite (pivotement à 90° vers la droite de la flèche de direction), ou de bas en haut (flèche de direction orientée vers le haut), au rythme d'une avancée sur l'écran réduite à un seul pixel, ce qui fait qu'il produit un tracé qui enregistre successivement les changements de position de l'objet directeur.
Le script ci-contre met en relation les positions en Y du traceur et du directeur et produit un tracé progressant horizontalement et qui enregistre les changements de positions du directeur dans le sens vertical.
On peut adopter le même scénario en sélectionnant les X, ce qui donnera des tracés progressant verticalement et enregistrant les changements de positions du directeur dans le sens horizontal.
La courbe créée par l'objet traceur prend, en raison de cette écriture particulière du script, l'aspect d'un tracé à déroulement temporel quantifiable puisque le fond sur lequel se déplace le traceur est millimétré. En raison de cette trace laissée sur l'écran, cela assimile l'opération à celle d'un appareil enregistreur, un sismographe par exemple, ou un émetteur d'encéphalogrammes qui rendent compte, sous forme de courbes à amplitudes variables, des accidents de parcours et des développements dans le temps d'un phénomène physique subissant une perturbation, le tracé horizontal ou vertical uniforme étant synonyme de calme plat.
Le genre d'enregistrement ci-contre est recueilli, la plupart du temps, sur un support qui se déroule à l'horizontale pour faciliter la lecture temporelle.
Selon la nature de l'émetteur, (si c'est un appareil du type fax par exemple), les émissions de tracés peuvent aussi se dérouler à la verticale. Dans ce dernier cas, ce sont les coordonnées X de l'objet directeur qui sont mises en relation avec les coordonnées X de l'objet traceur.
Il ne reste plus qu'à imaginer, simuler et enregistrer des comportements qui vont imiter des phénomènes physiques dont on désire observer les variations, les intensités, les amplitudes. (Nous laissons volontairement de côté car ils sont assez semblables aux premiers, tous les tracés qui pourraient émaner de la sphère émotionnelle).
Considérés en eux-même, ces tracés graphiques peuvent présenter des structures linéaires agréables à regarder. On pourrait alors envisager de sortir du champ expérimental de la physique pour se placer sur celui de la production plastique.
Dans la série d'expérimentations que nous allons faire, nous allons négliger l'aspect enregistrement en temps réel de la manifestation d'une perturbation pour utiliser ce dispositif particulier comme un outil et nous chercherons quels aspects inédits et non informatifs on peut faire prendre à ces courbes de déplacement lorsque l'on se focalise sur les scripts qui les commandent.
Plusieurs possibilités s'offrent à nous :
- modifier l'aspect des courbes.
- changer l'environnement et les termes de la programmation
- piloter sans laisser de traces.
[edit] Modifier l'aspect des courbes
Avant d'aborder la recherche proprement dite, on signalera que l'on peut changer l'aspect des courbes , leur taille, leur couleur simplement en rajoutant quelques commandes spécifiques (taille et couleur du crayon) ou en agissant sur la commande de déplacement avec les flèches et les indicateurs qui permettent d'intervenir sur les paramètres.
Quelques exemples suivent.
[edit] Varier la taille et la couleur du traceur
Ici on propose de changer la taille et la couleur du crayon, d'inverser le sens du déplacement.
L'objet traceur se déplace spontanément dans une seule direction, horizontale ou verticale. Mais on peut, dans les 2 cas, envisager d'inverser le sens du déplacement si le chiffre de son avancée est positif ou négatif (traceur avance de ...1 ou ...-1).
De la même façon, on a la possibilité de modifier la taille et la couleur du trait tracé.
Pour obtenir une modification formelle permanente, on agit avant le démarrage du script. Une autre direction, une autre épaisseur de trait, une autre couleur : appuyer sur une des flèches vertes qui précèdent une valeur numérique, ou sur la case de la commande couleur pour obtenir une modification.
Mais on peut aussi faire évoluer les apparences du tracé lorsque le script est activé, en modifiant en continu les paramètres de la taille du crayon de la courbe en train de se construire : laisser appuyée la flèche verte de la taille du crayon quand le script est actif, par exemple, transforme une trait d'une largeur uniforme en une forme ayant des renflements variables.
On peut, également, avoir envie de composer des courbes entr'elles et de peupler l'espace de plusieurs courbes que l'on va agencer, superposer, entrecroiser, changer de taille ou de couleur, pour le seul plaisir de l'oeil.
Le script de la courbe de mouvement change à ce moment là de statut et devient instrument de création plastique.
[edit] Varier la taille du déplacement
On peut avoir la curiosité de se demander ce qui va se passer si on décide de faire varier la valeur numérique de la commande avance de... qui jusqu'ici était de 1 pixel, et observer ce qui se produit.
Dans le déplacement vertical, les choses sont assez décevantes.
Mais, dans le déplacement horizontal, on obtient d'intéressants effets graphiques en tenant appuyée la flèche verte du chiffre des dimensions de la commande avance de... (à la fois dans le registre négatif et positif) :
ou en promenant la pipette de façon ralentie ou accélérée sur la surface de la mini palette de la commande couleur .
[edit] Changer l'environnement et les termes de la programmation
Jusqu'ici, nous avons suivi le modus opérandi proposé par le projet, à savoir, un objet traceur dans son terrain de jeu manipulé par un objet directeur placé lui aussi dans son propre terrain de jeu.
Nous allons essayer de savoir s'il est possible de modifier cet environnement tout en respectant le principe de la courbe de mouvement.
[edit] Traceur et directeur libres à l'écran
Le traceur et le directeur d'objet sont sortis de leur terrain de jeu et opèrent librement sur l'écran.
[edit] Tourner le traceur
Le script compte une commande supplémentaire tourne de... pour la création de nouveaux graphismes.
On peut faire des recherches en modifiant les paramètres numériques des commandes :
- Changer la longueur du déplacement
- Changer l'ouverture de l'angle de pivotement.
Le déplacement devient beaucoup plus rapide et se répercute d'un bord de l'écran à l'autre.
On voit se développer des graphismes entièrement différents.
Le script activé répartit les lignes programmées sur la surface de l'écran, dans un mouvement continuel de va et vient.
Autre modification des paramètres avec un positionnement fixe du directeur dans la partie médiane de l'écran.
Laisser tourner en continu, pendant un certain temps, un script peut parfois transformer un enchevêtrement de lignes en structure intéressante.
Remarques :
Dans les cas comme ceux présentés ci-dessus, pour que le graphisme soit d'un aspect satisfaisant pour l'oeil, il faut parfois se livrer à plusieurs expérimentations dont beaucoup seront stériles, car n'importe quelle dimension associée à n'importe quel angle ne crée pas forcément un résultat cohérent. On peut essayer de découvrir quelles sortes d'angles sont susceptibles de provoquer des incidences harmonieuses sur les regroupements de lignes.
Le script, une fois activé, tourne en continu et accumule les lignes jusqu'à saturation si on ne l'arrête pas. Une évaluation visuelle, qui s'appuie sur le ressenti de chacun, est indispensable et donne une dimension personnelle et sensible à ce type de recherche.
[edit] Le traceur suit l'objet directeur
Et si le traceur suivait de très près l'objet directeur ? C'est ce que nous proposons ici.
La position du traceur est complètement alignée sur celle de l'objet directeur (les x + les y). Les 2 objets vont donc coïncider sur l'écran. Cela permet d'utiliser le traceur comme un crayon de dessinateur. Cela ouvre la voie à de nombreux types de tracés.
Composition mixte : utilisation de l'objet directeur de façon dynamique (le directeur se déplace sur l'écran) ou statique, (le directeur se positionne sur un point fixe et laisse se développer la courbe : ici une rosace) pour une création graphique avec changements de taille et de couleurs.
[edit] Un objet directeur et plusieurs traceurs
Nous nous trouvons en présence de plusieurs possibilités que nous allons examiner l'une après l'autre :
[edit] Un objet directeur et 2 traceurs identiques
Il suffit de prendre un seul objet traceur dans le catalogue des objets ou de le fabriquer selon sa fantaisie sur l'espace dessin, et de le programmer dans le registre des Y ou des X.
En dupliquant cet objet, on duplique automatiquement son script et il n'est pas nécessaire faire apparaître ce dernier.
Si l'on utilise la réglette des commandes Go - Step - Stop, les 2 scripts sont automatiquement activés et l'on obtient un comportement identique en double exemplaire.
L'écriture d'un seul script est donc suffisante.
[edit] Un objet directeur et des traceurs différenciés
L'objet directeur pilote plusieurs traceurs identiques mais au comportement différencié.
La démarche est la même au départ :
- Un seul objet est dessiné et dupliqué , ce qui entraîne la duplication de son script.
- Mais si on désire obtenir des variantes, il faut ouvrir chaque nouveau script avec la poignée œil bleu de son halo pour le modifier et utiliser également la réglette des commandes .
Nous devons, à ce moment là, aménager les différents exemplaires du script unique. On peut également réorienter un des objets en le faisant pivoter avec la poignée bleu foncée de son halo.
[edit] Des traceurs aux comportements différenciés
Si les formes sont hétérogènes, chacune aura son script personnel rédigé selon les impératifs des buts poursuivis, et l'ensemble sera activé de la même façon.
Nous allons prendre un exemple concret avec le projet ci-dessous .
Nous avons 8 objets traceurs animés par un seul objet directeur :
- la loupe, et les déplacements se font dans toutes les directions.
- 4 insectes se déplacent sur l'axe des Y , 2 abeilles et le ver à 2 têtes.
- 3 se déplacent sur l'axe des X, la mouche, une abeille et les moustiques.
Le jeu de la duplication dans les pilotages en série :
Pour les abeilles et les moustiques, on a donc dessiné un seul exemplaire de chacun et obtenu la duplication de leur forme et de leur script.
Mais on a voulu diversifier les comportements.
On a donc ouvert les scripts de chaque forme dupliquée et modifié, dans chacun, le chiffre des avancées, l'angle et la direction du pivotement, la vitesse de déplacement.
Pour cela on a utilisé les opérateurs internes de chaque commande, et joué sur les petites flèches vertes qui précèdent ou suivent chaque paramètre et proposent des choix :
- Augmenter ou diminuer une valeur numérique, passer d'un chiffre négatif à un chiffre positif etc.
- Ajouter, multiplier, diviser.
Dans le script de abeille1 et abeille2, nous voyons les différences qui ont été introduites et le moyen employé au niveau des coordonnées (y + 88) pour obtenir une amplification du mouvement.
De la même façon, on peut envisager des alignements qui ne se feront pas automatiquement sur l'objet directeur (la loupe), mais dune façon décalée.
Ici, nous avons la mouche qui suit les mouvement de la loupe dans le registre des Y et les 3 moustiques qui s'alignent sur la position de la mouche, mais se décalent en cascade vers l'arrière (- 88 , - 76 , - 55 ).
Changer de position la mouche sans utiliser la loupe déplace les moustiques.
L'horloge de chaque script propose, en la tenant appuyée, un petit menu sur lequel on peut choisir le nombre de répétitions du script dans l'intervalle d'une seconde, ce qui accélère également ou ralentit un mouvement.
Nous avons ici, d'un côté, un déplacement circulaire de l'abeille se répétant à un rythme de 8 avancées à la seconde, ce qui donne une vitesse moyenne.
De l'autre, nous avons un déplacement plus important (23 pixels) à un rythme plus lent d'un saut par seconde, qui essaie d'imiter les caractéristiques du vol saccadé de la mouche.
L'ensemble de ces dispositifs permet de créer des mouvements diversifiés, plus aléatoires et plus en accord avec ceux des insectes dans la réalité.
Remarque :
Un son, pris dans la bibliothèque des sons préenregistrés de la commande joue son..., accompagne l'animation du projet. Son rythme de répétition a été ralenti en se servant de l'horloge d'un des scripts.
Il serait intéressant d'utiliser la page multimedia du catalogue des objets pour fabriquer soi-même une sonorisation adaptée, ce qui n'a pas été fait ici, mais permettrait de profiter plus largement de l'éventail des possibilités de Squeak.
Le projet, à télécharger et étudier :
Dans cet exercice, on assiste à un déplacement de l'objectif :
- On passe de l'intérêt porté à une trace à celui porté à l'objet lui-même.
- On prend en compte davantage le comportement de l'insecte au détriment de la trace qu'il laisse, qui devient, de ce fait, secondaire.
Nous avons ainsi introduit un soupçon de narratif dans notre propos, ce qui nous amène à la dernière partie de ce chapitre, le pilotage des objets qui ne laissent pas de traces.
[edit] Piloter sans laisser de traces
[edit] Deux objets et un directeur
Dans le projet METEO, on propose de gérer simultanément 2 objets avec un seul objet directeur
Le projet météo reprend le dispositif du projet « représenter le mouvement sur une courbe », c'est-à-dire que nous avons 2 terrains de jeu, un pour l'objet directeur, et un autre, paysager, pour les 2 objets pilotés, avec cette différence, c'est l'objet directeur qui se déplace sur un fond quadrillé qui permettra d'évaluer la modalité des changements de positions .
L'objectif du panneau illustré sera d'amener, en manipulant le ballon rouge, les 2 acteurs de la machine météorologique (la poupée russe et la grenouille), à montrer conjointement le même état du temps pour un jour donné :
La commande avance de..., n'est pas utilisée ce qui supprime la progression irréversible dans une direction des objets acteurs et subordonne plus étroitement leurs déplacements (avant et arrière, vers le haut ou vers le bas) à celui de l'objet directeur. Ce qui fait que ces acteurs vont pouvoir suivre plus fidèlement le mouvement de la main qui manipule le directeur.
Les deux objets étant différents, chacun devra avoir son script personnel de déplacement, réduit ici à une seule commande.
La poupée russe bouge horizontalement sur l'axe des X et peut occuper successivement et dans le désordre une position qui illustre telle ou telle caractéristique du temps à un moment donné (beau fixe Lundi, nuageux Mardi, variable Mercredi, etc.)
La grenouille elle, monte et descend verticalement sur l'axe des Y ,et peut, de la même façon, se placer en face des symboles qui représentent les mêmes variations du temps météorologique.
Le problème posé est de déplacer le directeur de façon à faire occuper par les deux acteurs qu'il dirige des emplacements qui renvoient à la même réalité.
Le terrain de jeu quadrillé permet de repérer les caractéristiques du déplacement de l'objet directeur.
Une solution peut être cherchée pour amener l'objet directeur à tracer la courbe de ses déplacements.
Le projet, à télécharger et étudier :
[edit] Une multitude d'objets et deux directeurs
Dans le projet SOUS-MARIN, on propose de gérer de façon discontinue une multitude d'objets avec 2 objets directeurs.
Ce projet ne pose pas un problème particulier qu'il faut résoudre, comme dans le cas précédent. Il est de nature descriptif et montre une situation ; un nageur et des poissons immergés dans un milieu sous-marin qui évoluent simplement et dont deux boutons directeurs (un pour chaque catégorie d'objets) vont permettre d'influer épisodiquement et séparément sur les déplacements.
Le type de fonctionnement choisi : un terrain de jeu pour les 2 directeurs (un curseur rouge et un vert) et 3 terrains de jeu pour les objets acteurs placés comme autant de fenêtres percées au travers de la paroi d'un sous-marin.
Il y aura 2 catégories de scripts seulement :
- un script 'poissons'
- un script 'masque'
Le masque est piloté par le curseur1, les poissons par le curseur2.
Tous les scripts jouent sur le même axe de déplacement, celui des y, ce qui permet de monter ou de descendre séparément sur la surface de l'écran, chaque groupe d'objets.
Le masque se déplace sans interruption de façon circulaire. Le poisson circule à l'horizontale. Pour ce dernier, il a fallu faire appel à un dispositif particulier de la scène et rajouter une commande dans le script :
- On a choisi, dans le menu de chacune des trois scènes dans lesquelles le poisson se déplace, la mention
options de la scèneet dans le sous-menu de cette option, on a supprimé la sélectionbarrière(oupousse dehors). - Dans le script, il a fallu rajouter la commande
enroulequi permet à un objet en déplacement de disparaître d'un côté et de réapparaître de l'autre, donnant ainsi l'impression d'un mouvement perpétuel.
Ces dispositions se répercutent sur les nouveaux scripts à chaque duplication du poisson.
Dans un premier temps, tous les poissons sont du type 'sardine' et, si l'on active la réglette qui met en service tous les scripts, ils se déplacent en rang d'oignons, les uns derrière ou sur les autres et sur le même niveau.
Aussi, pour simuler un banc de poissons il faut créer des décalages dans le sens vertical (plus haut, plus bas).
Nous avons déjà vu que la différenciation dans les comportements passe aussi par la vitesse de déplacement, aussi a-t-on utilisé l'horloge de certains scripts pour provoquer des déplacements plus rapides.
Dans cet ensemble de poissons nous constatons la présence d'autres variétés.
On aurait pu dessiner plusieurs catégories et construire plusieurs scripts supplémentaires, Mais il a été procédé différemment.
Quelques sardines ont été amenées successivement sur l'écran de la Palette et transformées en poissons différents par gommage et modifications des formes et des couleurs.
De retour sur l'écran Monde, ces nouveaux poissons conservent le même statut et le même script dont on peut aménager le fonctionnement.
Il ne reste plus qu'à organiser le spectacle.
On peut dupliquer les poissons et les placer indifféremment sur l'une ou l'autre scène, ils se déplacent de la même façon et peuvent donner l'illusion de passer d'un écran à l'autre.
On peut faire monter ou descendre le banc de poissons ainsi que le nageur, le même mouvement est répercuté simultanément sur tous les écrans.
Le projet, à télécharger et étudier :
D'autres genres de gestion de déplacements d'objets appartenant à des domaines différents peuvent être trouvés.. Cela est laissé à l'initiative de chacun.
CONSEIL PRATIQUE : Quand on désire que les objets d'un projet se déplacent sur un fond décoré qui situe une action, (ici un paysage, ou un fond marin), ce fond doit être créé sur l'espace Dessin.
Mais au lieu de rejoindre cet écran en utilisant le pinceau du bandeau orange des actions situé en bas de l'écran, il faut cliquer soit sur le fond de l'écran Monde, soit sur celui du terrain de jeu, en appuyant sur Alt, ce qui fait apparaître le halo et la poignée grise qui annonce dessiner sur le fond.
Le décor créé grâce à la palette, une fois terminé, viendra se plaquer sur le fond Monde et en arrière des différents objets dont il ne perturbera pas les déplacements.
Il faut savoir, cependant, que si un objet doit laisser une trace (crayon baissé...vrai) elle s'inscrira sur le fond Monde lui-même ou sur le fond du terrain de jeu, derriere le décor qui pourra la masquer entièrement ou partiellement.
[edit] En conclusion
Dans un premier temps, on s'aperçoit que la programmation utilisée pour réaliser les courbes de mouvements jointe aux possibilités offertes par Squeak Etoy (les ressources des différents menus, l'espace Dessin etc.) constituent un intéressant outil de création .
On peut supposer que les aptitudes créatrices sollicitées par ce genre d'exercices sont une des spécificités de la recherche en arts plastiques et ne s'exercent que dans ce domaine. Mais il faut compter avec l'esprit des vases communicants , et la recherche en liberté peut être transversale et générer l'envie chez le jeune expérimentateur de voir ce qui se passe si : .... quand il fait des exercices en relation avec les math ou la physique et l'amener à imaginer des situations non prévues au démarrage.
Pour en revenir à notre point de départ, le projet sur la représentation du mouvement par une courbe, ...et si on faisait intervenir d'autres facteurs dans la logique de ces déplacements ?, si on comparait..... ? si..... ?
Un seul exemple, mais combien d'autres possibilités ?
Ce qui tend à prouver que rationalité et imagination ne sont pas incompatibles et peuvent s'exercer dans tous les domaines.
