No passado, quando eu ainda era criança, nossos ratos de computador tinham bolinhas. Eram dispositivos mecânicos que mediam a rotação da bola em dois eixos. Então surgiram os ratos ópticos e tudo mudou. Eles tinham melhor precisão, velocidade mais alta e não precisavam de limpeza. Até mesmo os trackballs modernos, como o que eu uso para poupar meus pulsos, usam sensores ópticos. Esses sensores ópticos são parecidos com os encontrados em câmeras digitais, então o Doutor Volt fez algo natural e transformou um velho mouse óptico em uma câmera digital funcional.
Os sensores ópticos de um mouse de computador e o sensor CMOS de uma câmera digital moderna são semelhantes superficialmente, pois ambos produzem uma matriz bidimensional de pixels. O mouse óptico analisa as diferenças entre os quadros para determinar o quanto ele se moveu e em qual direção. Portanto, os mouses ópticos não funcionam bem em superfícies muito lisas e uniformes: os pixels parecem todos iguais, então não conseguem perceber as diferenças entre os quadros. No entanto, um mouse óptico não precisa de uma resolução muito alta ou de cores para desempenhar sua tarefa, portanto esses sensores não se comparam nem mesmo às câmeras digitais mais baratas de algumas décadas atrás.
Nesse caso, o Doutor Volt utilizou um sensor de um mouse óptico mais antigo, que possui uma resolução de 18×18 pixels. Usando seu confiável osciloscópio, ele leu o sinal de saída desse sensor. O sensor gera uma tabela de valores hexadecimais para cada um dos 324 pixels em cada quadro. Em seguida, ele usou uma placa de desenvolvimento ESP32 para ler esses dados e exibi-los como uma imagem em uma interface web previamente criada para outro projeto.
O sinal de pixel bruto diretamente do sensor é praticamente incompreensível para o olho humano devido à sua baixa resolução. É por isso que o Doutor Volt decidiu usar interpolação para obter melhores resultados. Os algoritmos de interpolação criam novos pontos de dados com base em um conjunto limitado de dados. Existem muitos algoritmos diferentes adequados para aplicações específicas. O Doutor Volt descobriu que a interpolação cúbica funciona bem nesse caso. É um pouco como as cenas de “Aprimore o vídeo!” nos programas CSI e pode criar uma imagem de alta resolução com base em quadros de baixa resolução.
Funcionou para objetos bem próximos ao sensor, mas o Doutor Volt queria usá-lo como uma câmera. Portanto, ele imprimiu em 3D um suporte para lentes CS-mount para Raspberry Pi. Isso permitiu que a câmera focasse em objetos colocados a uma distância moderada.
Os resultados ainda não são perfeitos – está longe da câmera Game Boy dos anos 90. Mas é legal ver imagens reconhecíveis vindo de um rato de computador.
Perguntas Frequentes:
1. Quais vantagens os mouses ópticos trouxeram em comparação aos mouses mecânicos?
Os mouses ópticos tinham melhor precisão e velocidade mais alta do que os mouses mecânicos. Além disso, não precisavam de limpeza.
2. Por que os mouses ópticos não funcionam bem em superfícies lisas?
Os mouses ópticos analisam diferenças entre os quadros para determinar movimento e direção. Em superfícies lisas, os pixels parecem iguais, tornando difícil a distinção de diferenças entre os quadros.
3. Quais semelhanças existem entre um sensor óptico de mouse e um sensor CMOS de uma câmera digital?
Ambos os sensores produzem uma matriz bidimensional de pixels em uma superfície. No entanto, os sensores ópticos de mouse possuem uma resolução menor e não requerem cor para desempenhar sua tarefa.
4. Qual é o uso do sensor do mouse óptico utilizado no projeto do Doutor Volt?
Este sensor foi usado para ler o sinal de saída, que contém valores hexadecimais para cada pixel em um quadro.
5. Como o Doutor Volt melhorou a qualidade da imagem no projeto?
O Doutor Volt optou por usar a interpolação, que cria novos pontos de dados com base em um conjunto limitado de dados. Foi escolhido um algoritmo de interpolação cúbica, permitindo imagens de alta resolução com base em quadros de baixa resolução.
6. Quais são os resultados do projeto do Doutor Volt?
Os resultados ainda não são perfeitos, mas é possível ver imagens reconhecíveis provenientes de um rato de computador.
Definições:
– Bolas de Rato de Computador: Dispositivos mecânicos que mediam a rotação da bola em dois eixos. Eram usados em ratos de computador antes dos ratos ópticos surgirem.
– Mouse Óptico: Um rato de computador que analisa diferenças entre os quadros para determinar movimento e direção. Ele usa sensores ópticos para esse fim.
– Sensor CMOS: Um sensor de imagem utilizado em câmeras digitais. Ele produz uma matriz bidimensional de pixels.
Links Relacionados:
1. [Raspberry Pi](https://www.raspberrypi.org): O site oficial da Raspberry Pi, onde mais informações sobre a plataforma na qual o projeto do Doutor Volt se baseia podem ser encontradas.
2. [Carnegie Mellon University School of Computer Science](https://www.cs.cmu.edu): O site da Escola de Ciência da Computação da Universidade Carnegie Mellon, onde mais informações sobre algoritmos de interpolação e outros tópicos relacionados à computação podem ser encontradas.
[embedded content](https://www.youtube.com/embed/jQkWCr-Ksno)[/embedded content]
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