牟奕炫

在上期的基礎(chǔ)篇中， 我們借助MediaPipe 實(shí)現(xiàn)了對(duì)十個(gè)數(shù)的手勢(shì)識(shí)別（Windows 環(huán)境）。在此基礎(chǔ)之上我們借助樹莓派實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)易的“猜拳”游戲：用戶和樹莓派都隨機(jī)出“剪子包袱錘”（與數(shù)字2、5、0 的手勢(shì)一致）中的一種，由程序來(lái)判定輸贏（輸出文字信息），同時(shí)樹莓派也用不同顏色的LED 燈提示（也可以另外添加蜂鳴器或OLED 顯示屏）。

1．實(shí)驗(yàn)器材及連接

實(shí)驗(yàn)硬件包括樹莓派3B+ 主板一塊，古德微擴(kuò)展板一塊，攝像頭一個(gè)，紅色、綠色和黃色LED 燈各一支。將綠色和黃色LED 燈按照“長(zhǎng)腿正、短腿負(fù)”的原則，分別插入擴(kuò)展板的6 號(hào)和12 號(hào)引腳處即可。

2．庫(kù)模塊的添加、函數(shù)代碼的精簡(jiǎn)及LED 燈的初始化

接下來(lái)，給樹莓派通電啟動(dòng)操作系統(tǒng)，通過(guò)Windows 的遠(yuǎn)程桌面連接進(jìn)入Thonny 編輯器，開始Python 代碼的編寫。

將之前的“[01]Recognize_Number.py” 復(fù)制粘貼， 重命名為“[02]Finger_Game.py”。在庫(kù)模塊的導(dǎo)入部分，需要添加語(yǔ)句：“import random”、“import time”和“from gpiozero importLED”； 刪除計(jì)算矢量角度的finger_angle（point1，point2） 函數(shù)， 因?yàn)椴辉傩枰R(shí)別數(shù)字9（彎曲的食指）；再來(lái)精簡(jiǎn)finger_sign（tip_finger，list_data） 函數(shù)代碼：

只保留2、5 和0 三個(gè)數(shù)字的相關(guān)代碼，刪除其他7 個(gè)數(shù)字的手勢(shì)識(shí)別代碼，并將對(duì)應(yīng)的變量finger_sign 分別賦值為“剪子”、“包袱”和“錘”，也就是將手勢(shì)識(shí)別結(jié)果進(jìn)行重定義：當(dāng)檢測(cè)到食指指尖和中指指尖同時(shí)在“凸包”區(qū)域外時(shí)，則認(rèn)定該手勢(shì)為“剪刀”；當(dāng)檢測(cè)到五個(gè)指尖均在“凸包”區(qū)域外時(shí)，則認(rèn)定該手勢(shì)為“包袱”；當(dāng)在“凸包”區(qū)域外沒(méi)有檢測(cè)到有任何手指指尖時(shí)，則認(rèn)定該手勢(shì)為“錘”。

在main（） 主程序的初始化部分，需要添加對(duì)三支LED 燈的引腳定義語(yǔ)句：“Red_LED = LED（5）”、“Green_LED = LED（6）” 和“Yellow_LED =LED（12）”。

3．“while True：”部分代碼的修改

在程序的手勢(shì)識(shí)別后半部分，新建變量your_finger 并賦值為“finger_sign（tip_finger，list_data）”，作用是“接收”通過(guò)函數(shù)調(diào)用返回后的手勢(shì)識(shí)別結(jié)果；建立三種手勢(shì)名稱的變量guess_list，賦值為“[" 剪刀"，" 包袱"，" 錘"]”；再建立樹莓派隨機(jī)手勢(shì)變量raspi，賦值為“random.choice（guess_list）”，通過(guò)調(diào)用random庫(kù)中的choice（） 函數(shù)從guess_list 列表中隨機(jī)“抽取”一種手勢(shì)；建立變量win_list，賦值為“[[" 剪刀"，" 包袱"]，[" 包袱"，"錘"]，[" 錘"，" 剪刀"]]”（列表中嵌套列表數(shù)據(jù)），作用是列舉出三種“勝局”所對(duì)應(yīng)的對(duì)弈情況：“剪刀”勝“包袱”、“包袱”勝“錘”、“錘”勝“剪刀”。

接下來(lái)， 建立“if your_finger：” 選擇結(jié)構(gòu)（當(dāng)有手勢(shì)識(shí)別信息返回時(shí)），先分別打印輸出用戶和樹莓派各自的手勢(shì)：“print（" 您出的是："，your_finger）”、“print（" 樹莓派出的是："，raspi）”；然后對(duì)二者進(jìn)行判斷——如果相同（“if your_finger==raspi：”），則輸出提示信息“這是一場(chǎng)平局咯！”，并且控制黃色LED發(fā)光（“Yellow_LED.on（）”）； 如果二者所組合的列表是變量win_list 所存儲(chǔ)的任意一種“勝局”數(shù)據(jù)（“elif [your_finger，raspi] in win_list：”）， 則輸出提示信息“祝賀——您贏，樹莓派輸啦！”，并且控制綠色LED 燈發(fā)光（“Green_LED.on（）”）；如果不是以上兩種情況（else分支），則輸出提示信息“sorry——樹莓派贏，您輸啦！”，并且控制紅色LED 燈發(fā)光（“Red_LED.on（）”）。

添加時(shí)間延遲語(yǔ)句“time.sleep（3）”， 作用是確保LED 燈每次發(fā)光要持續(xù)3 秒鐘；然后，在進(jìn)入下一輪游戲之前關(guān)閉LED 燈：“Yellow_LED.off（）”、“Green_LED.off（）” 和“Red_LED.off（）”。

4．測(cè)試猜拳游戲的手勢(shì)識(shí)別

保存并運(yùn)行程序，分別在攝像頭前多次嘗試剪刀、包袱和錘的隨機(jī)手勢(shì)，樹莓派同樣也會(huì)隨機(jī)產(chǎn)生某種手勢(shì)。程序判斷出“輸贏”結(jié)果后，會(huì)在屏幕上顯示輸出相關(guān)的提示信息，同時(shí)所對(duì)應(yīng)顏色的LED燈也會(huì)發(fā)光（如圖）。

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