💎 FOCUS - Facial OpenCV Unearthing System

• 🎯 Objetivo

• 🍎 Diagrama de Classes

• 🥩 Dependências

• 🧟 Como rodar

• ⬇️ Baixar o projeto

Disciplina de Linguagem de Programação I e Laboratório

Esse foi um projeto desenvolvido por discentes do curso de Engenharia da Computação da Universidade Federal da Paraíba, curso este que pertence ao Centro de Informática, localizado na Rua dos Escoteiros S/N - Mangabeira - João Pessoa - Paraíba - Brasil. O programa decorrente do desenvolvimento do código foi empregado com o objetivo de permitir ao docente, utilizando de métodos avaliativos, calcular e atribuir as respectivas notas dos participiantes do projeto.

🌳 Autores:

• ⛏️ Eduardo Asfuri Carvalho
• 🪓 Lucas Henrique Vieira da Silva
• 🗡️ Marco Antonio de Vasconcelos Souza Filho

🌳 Docente:

• 🏹 Derzu Omaia

🎯 Objetivo:

O projeto tem como objetivo desenvolver um jogo utilizando uma biblioteca de Visão Computacional em C++ que consiga proporcionar uma boa jogabilidade a partir de entradas da câmera do usuário. O jogo deve ter como requisito:¹²

1. Utilizar classes e desenvolver o Diagrama de Classes
2. Rodar indefinidamente até que o usuário resolvar sair
3. Possuir um menu
4. Exibir a maior pontuação, a pontuação atual e sempre salvar a maior pontuação
5. Utilizar de uma Biblioteca de Visão Computacional ( OpenCV, Yolo ou OpenPose para detectar o jogador )
6. Possuir Jogabilidade/Usabilidade
7. Tocar sons de efeito

Temática

Resolvemos desenvolver o nosso jogo baseado na temática do Minecraft³⁴, mas com a perspectiva disponível (2D). O jogador deve tentar pegar o maior número de minérios, que concedem pontuações diferentes de acordo com sua raridade, enquanto evita ao máximo as TNTs, que reduzem sua pontuação.

Pontuação:

• Esmeralda: +22 pontos
• Diamante: +19 pontos
• Ouro: +17 pontos
• Redstone: +14 pontos
• Lápis-lazúli: +12 pontos
• Ferro: +10 pontos
• Cobre: +7 pontos
• Carvão: +5 pontos
• Dinamite: -100 pontos

🍎 Diagrama de Classes

🥩 Dependências

Este projeto foi desenvolvido utilizando funcionalidades da biblioteca padrão do C++⁵ e de duas bibliotecas externas, sendo elas a biblioteca OpenCV⁶ e a biblioteca SFML⁷. Abaixo, dissertamos sobre a utilidade de cada uma das bibliotecas e exemplos de recursos utilizados dentro do projeto:

Biblioteca Padrão⁵

• <iostream>: Usada para operações básicas de entrada e saída, como leitura de dados do teclado (std::cin) e escrita de dados na tela (std::cout).

  • Implementação: Por não precisar de entradas via terminal, foi utilizada somente para exibição de estados no terminal.

• <vector>: Fornece a classe std::vector, facilitando armazenar e manipular coleções de dados dinâmicos em formato de lista. A classe std::vector permite criar arrays dinâmicos que podem redimensionar automaticamente à medida que novos elementos são adicionados, que tornam sua utilização, a priori, intuitiva com os métodos da classe.

  • Implementação: Para organizar os sons, matrizes de canais, frames, etc.

• <fstream>: Fornece as classes para leitura e escrita em arquivos, como std::fstream, e seus respectivos métodos.

  • Implementação: Ao ler e escrever os dados em arquivos .txt, ou seja, é primordial para o salvamento dos dados de pontução, ao utilizar os métodos .open() e .close para a disposição do arquivo.

• <chrono>: Oferece funcionalidades para medição de tempo, temporizadores, e manipulação de intervalos de tempo, como o método chrono::steady_clock::now(); que é capaz de retornar o tempo.

  • Implementação: Utilizada para pegar o tempo atual durante a execução do programa e contar o tempo decorrido.

• <thread>: Suporte à execução paralela de código com múltiplas threads, facilitando a execução não concorrente do programa.

  • Implementação: Para tocar múltiplos sons ao mesmo tempo, no caso de múltipla interação do usuário.

Biblioteca OpenCV - Open Source Computer Vision Library⁶

A biblioteca OpenCV foi escolhida para ser a biblioteca responsável por captar e interpretar as informações vindas da câmera do usuário, sendo os componentes utilizados no projeto:

• <opencv2/core.hpp>: Fornece funções fundamentais de manipulação de matrizes e operações matemáticas.
• <opencv2/highgui.hpp>: Responsável pela exibição de imagens e vídeos, além de criar interfaces gráficas.
• <opencv2/imgproc.hpp>: Usada para processamento de imagens, como filtragem, transformações, e detecção de bordas.
• <opencv2/objdetect.hpp>: Realiza detecção de objetos, como faces, corpos, ou outros padrões.
• <opencv2/videoio.hpp>: Lida com captura e gravação de vídeos, acessando dispositivos de captura como câmeras.

Biblioteca SFML - Simple and Fast Multimedia Library⁷

A biblioteca SFML foi escolhida para ser responsável pela reprodução de áudios (efeitos sonoros) no projeto. A decisão de utilizá-la foi tomada principalmente por sua capacidade de reproduzir áudios de maneira paralela (não bloqueante), o que a torna uma escolha preferível em relação à biblioteca de áudio do sistema operacional. Por ser uma biblioteca leve e importante, a mesma está importada dentro do projeto para garantir uma reprodução de áudio eficiente e sem sobrecarregar o desempenho do sistema.

Seu componente de inclusão:

• <SFML/Audio.hpp>: Utilizada para manipulação de áudio, incluindo reprodução de sons e música.

🧟 Como rodar

Se você pensa que o emoji deste tópico é um zumbi à toa, pode ter certeza de que está enganado! Brincadeiras à parte, o processo para rodar no Windows requer um pouco de paciência e perseverança.

Atenção: Lembre de baixar o projeto e extraí-lo devidamente do .zip.

Bash - Linux ou Mac

Requisitos

• Um compilador c++, recomendamos o clang++ ou o g++
• Um terminal de linha de comando

Para instalar o OpenCV no Linux recomendamos o Tutorial do Docente Mas de maneira geral - Requer o pkg previamente instalado e configurado:

sudo apt install libopencv-dev

Para compilar

g++ FOCUS.cpp `pkg-config --cflags opencv4` `pkg-config --libs --static opencv4` -o FOCUS.out

Para rodar

./FOCUS.out

Passo-a-passo Completo

No Windows

Requisitos

• Um compilador c++, recomendamos o clang++ ou o g++
• Um terminal de linha de comando
• Recomendamos a utilização da IDE⁸ Visual Studio 2022⁹
• Muita Paciência

Para instalar o OpenCV no Windows recomendamos os seguinte tutorial:

Tutorial para instalar o OpenCV - Precisa fazer a build com o CMake OBS.: Caso o erro abaixo apareça, ou algum semelhante, recomendamos o uso do seguinte booleano ao realizar a build pelo CMake

OPENCV_VS_VERSIONINFO_SKIP com o value 1

C:/msys64/mingw64/bin/../lib/gcc/x86_64-w64-mingw32/13.2.0/../../../../x86_64-w64-mingw32/bin/ld.exe: i386 architecture of input file `CMakeFiles\opencv_core.dir/objects.a(vs_version.rc.obj)' is incompatible with i386:x86-64 output
collect2.exe: error: ld returned 1 exit status
modules\core\CMakeFiles\opencv_core.dir\build.make:1952: recipe for target 'bin/libopencv_core4100.dll' failed
mingw32-make[2]: * [bin/libopencv_core4100.dll] Error 1
CMakeFiles\Makefile2:1864: recipe for target 'modules/core/CMakeFiles/opencv_core.dir/all' failed
mingw32-make[1]: * [modules/core/CMakeFiles/opencv_core.dir/all] Error 2
Makefile:164: recipe for target 'all' failed
mingw32-make: * [all] Error 2

Após a instalação, é necessário vincular o diretório nas variáveis de ambiente do Windows e vincular o diretório no Visual Studio. Para isso, recomendamos o seguinte vídeo:

• Assistir do minuto 1:40 até o 6:40, capítulos "Linking Environment Variables" e "Linking OpenCV Libraries"

Tutorial para vincular o OpenCV

O Visual Studio disponibiliza um botão de compilar e rodar, recomendamos sempre o modo release.

OBS.: Não garantimos que o processo funcionará, e ele pode se tornar obsoleto. Recomendamos o uso de informações auxiliares e complementares de fontes externas. Em caso de dúvidas sobre o processo descrito acima, entre em contato conosco. Utilizamos de barra normal ('/') considerando um ambiente como Git Bash, WSL e PowerShell, considere utilizar de barra invertida ('\') em caso de não compilar

Footnotes

1. C++ ↩

2. Visão Computacional ↩

3. Minecraft ↩

4. Todos os direitos de imagens e recursos do jogo pertencem a Mojang Studios. Nenhuma cópia deste jogo foi distribuída por meio de venda. Não recomendamos a reutilização das imagens aqui utilizadas ↩

5. Biblioteca Padrão do C++ ↩ ↩²

6. Biblioteca OpenCV ↩ ↩²

7. Biblioteca SFML ↩ ↩²

8. IDE ↩

9. Visual Studio ↩