Před tím, když jsem byl ještě chlapec, měly naše počítačové myši kuličky. Byly to mechanická zařízení, která měřila otáčení kuličky ve dvou osách. Potom se objevily optické myši a všechno se změnilo. Měly lepší přesnost, vyšší rychlost a nevyžadovaly čistění. I moderní trackbally, jako ten, který používám pro ochranu zápěstí, používají optické senzory. Tyto optické senzory jsou podobné těm nalezeným ve digitálních fotoaparátech, takže Doktor Volt udělal něco přirozeného a přeměnil starou optickou myš v funkční digitální fotoaparát.
Optické senzory počítačové myši a CMOS (komplementární kov-oxid-polovodič) senzor moderního digitálního fotoaparátu jsou si podobné na povrchu, protože oba vytváří dvourozměrné pole pixelů. Optická myš analyzuje rozdíly mezi snímky, aby určila, jak daleko se pohybovala a v jakém směru. Optické myši tedy nespoléhají na hladké, rovnoměrné povrchy: pixely vypadají stejně, takže nemohou rozpoznat rozdíly mezi snímky. Optická myš však nepotřebuje vysoké rozlišení ani barevnost k provedení své úlohy, takže tyto senzory se nedají srovnávat ani s nejlevnějšími digitálními fotoaparáty z před několika desetiletí.
V tomto případě Doktor Volt použil senzor z starší optické myši, který má rozlišení 18×18 pixelů. S pomocí svého spolehlivého osciloskopu četl výstupní signál z tohoto senzoru. Senzor vydává tabulku hexadecimálních hodnot pro každý z 324 pixelů v každém snímku. Poté použil vývojovou desku ESP32 k čtení těchto dat a zobrazení je jako obraz na již dříve vytvořeném webovém rozhraní pro jiný projekt.
Surový pixelový signál přímo ze senzoru je pro lidské oko prakticky nesrozumitelný kvůli své nízké rozlišovací schopnosti. Proto se Doktor Volt rozhodl použít interpolaci, aby dosáhl lepších výsledků. Interpolační algoritmy vytvářejí nové datové body na základě omezeného souboru dat. Existuje mnoho různých algoritmů vhodných pro konkrétní aplikace. Doktor Volt zjistil, že kubická interpolace funguje dobře v tomto případě. Je to trochu jako scény „Vylepšit video!“ v počítačových programách CSI a může vytvářet obraz s vyšším rozlišením na základě snímků s nízkým rozlišením.
To fungovalo pro objekty přímo pod senzorem, ale Doktor Volt jej chtěl použít jako fotoaparát. Proto vytiskl držák pro CS-mount objektivy pro Raspberry Pi. To umožnilo fotoaparátu zaostřit na objekty umístěné v mírné vzdálenosti.
Výsledky nejsou stále perfektní – vůbec se nepřiblížily ztracenému Game Boy Camera z 90. let. Ale je skvělé vidět, že ze základní myši vytvářející počítačové obrazovky vychází rozpoznatelné obrazy.
Frequently Asked Questions (FAQ):
1. Jaké výhody přinesly optické myši ve srovnání s mechanickými myšmi?
Optické myši měly lepší přesnost a vyšší rychlost než mechanické myši. Navíc nevyžadovaly čistění.
2. Proč nefungují optické myši dobře na hladkých površích?
Optické myši analyzují rozdíly mezi snímky, aby určily pohyb a směr. Na hladkých površích vypadají pixely stejně, což znesnadňuje rozlišení rozdílů mezi snímky.
3. Jaké podobnosti existují mezi senzorem optické myši a CMOS senzorem digitálního fotoaparátu?
Oba senzory vytvářejí dvourozměrné pole pixelů na povrchu. Avšak senzory optických myší mají nižší rozlišení a nepotřebují barevnost, aby vykonaly svou úlohu.
4. Jaký je účel senzoru z optické myši použitého v projektu Doktora Volta?
Tento senzor byl použit k čtení výstupního signálu, který obsahuje hexadecimální hodnoty pro každý pixel ve snímku.
5. Jak Doktor Volt zlepšil kvalitu obrazu v projektu?
Doktor Volt se rozhodl použít interpolaci, která vytváří nové datové body na základě omezeného souboru dat. Byl vybrán algoritmus kubické interpolace, který umožňuje vytvářet obrazy s vyšším rozlišením na základě snímků s nízkým rozlišením.
6. Jaké jsou výsledky projektu Doktora Volta?
Výsledky nejsou stále perfektní, ale je možné vidět rozpoznatelné obrazy pocházející z počítačové myši.
Definice:
– Kuličky počítačových myší: Mechanická zařízení, která měřila otáčení kuličky ve dvou osách. Používaly se v počítačových myších před příchodem optických myší.
– Optická myš: Počítačová myš, která analyzuje rozdíly mezi snímky, aby určila pohyb a směr. K tomuto účelu používá optické senzory.
– CMOS senzor: Obrazový senzor používaný v digitálních fotoaparátech. Vytváří dvourozměrné pole pixelů.
Související odkazy:
1. [Raspberry Pi](https://www.raspberrypi.org/) – Oficiální webové stránky Raspberry Pi, kde lze najít více informací o platformě, na které je založen projekt Doktora Volta.
2. [Carnegie Mellon University School of Computer Science](https://www.cs.cmu.edu/) – Webové stránky Carnegie Mellon University School of Computer Science, kde lze najít více informací o interpolačních algoritmech a dalších počítačových tématech.
The source of the article is from the blog maltemoney.com.br