No passado, quando eu ainda era criança, os nossos ratos de computador tinham bolas. Eram dispositivos mecânicos que mediam a rotação da bola em dois eixos. Depois surgiram os ratos ópticos e tudo mudou. Eles tinham melhor precisão, velocidade mais alta e não precisavam ser limpos. Até mesmo os trackballs modernos, como o que eu uso para poupar meus pulsos, utilizam sensores ópticos. Esses sensores ópticos são similares aos encontrados em câmeras digitais, então o Doutor Volt fez algo natural e transformou um velho rato óptico em uma câmera digital funcional.
Os sensores ópticos de um rato de computador e o sensor CMOS de uma câmera digital moderna são similares na superfície, pois ambos produzem uma matriz bidimensional de pixels. O rato óptico analisa as diferenças entre quadros para determinar o quanto se moveu e em qual direção. Portanto, os ratos ópticos não funcionam bem em superfícies muito lisas e uniformes: os pixels parecem todos iguais, então não podem perceber as diferenças entre quadros. No entanto, um rato óptico não precisa de uma resolução muito alta ou cor para desempenhar sua tarefa, então esses sensores não chegam nem perto das câmeras digitais mais baratas de algumas décadas atrás.
Neste caso, o Doutor Volt utilizou um sensor de um rato óptico antigo, que tem uma resolução de 18×18 pixels. Usando seu fiel osciloscópio, ele leu o sinal de saída deste sensor. O sensor produz uma tabela de valores hexadecimais para cada um dos 324 pixels de 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. Por isso, 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 “Aumentar vídeo!” nos programas de CSI e pode criar uma imagem de alta resolução com base em quadros de baixa resolução.
Funcionou para objetos bem embaixo do sensor, mas o Doutor Volt queria usá-lo como uma câmera. Por isso, ele imprimiu em 3D um suporte para lentes do tipo 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 perdida dos anos 90. Mas é legal ver imagens reconhecíveis vindas de um rato de computador.
Perguntas frequentes:
1. Quais vantagens os ratos ópticos trouxeram em comparação aos ratos mecânicos?
Os ratos ópticos tinham melhor precisão e velocidade mais alta do que os ratos mecânicos. Além disso, não precisavam de limpeza.
2. Por que os ratos ópticos não funcionam bem em superfícies lisas?
Os ratos ópticos analisam as diferenças entre quadros para determinar movimento e direção. Em superfícies lisas, os pixels parecem iguais, dificultando ao rato distinguir as diferenças entre os quadros.
3. Que semelhanças existem entre um sensor de rato óptico e um sensor CMOS em uma câmera digital?
Ambos os sensores produzem uma matriz bidimensional de pixels em uma superfície. No entanto, os sensores de rato óptico têm menor resolução e não exigem cor para realizar sua tarefa.
4. Qual é o uso do sensor do rato óptico usado 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 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 vindas de um rato de computador.
Definições:
– Bolas de rato de computador: Dispositivos mecânicos que mediam a rotação da bola em dois eixos. Eles eram usados em ratos de computador antes de existirem ratos ópticos.
– Rato óptico: Um rato de computador que analisa diferenças entre quadros para determinar movimento e direção. Ele utiliza sensores ópticos para isso.
– Sensor CMOS: Um sensor de imagem utilizado em câmeras digitais. Ele produz uma matriz bidimensional de pixels.
Links relacionados:
1. Raspberry Pi – O site oficial da Raspberry Pi, onde é possível encontrar mais informações sobre a plataforma na qual o projeto do Doutor Volt se baseia. [link](https://www.raspberrypi.org/)
2. School of Computer Science da Universidade Carnegie Mellon – O site da School of Computer Science da Universidade Carnegie Mellon, onde é possível encontrar mais informações sobre algoritmos de interpolação e outros tópicos relacionados à informática. [link](https://www.cs.cmu.edu/)
The source of the article is from the blog j6simracing.com.br