Ekscytacje Maxa. Migające diody LED i śliniący się inżynierowie (7)

Clive „Max” Maxfield

25 marca 2024

1087

Witaj! Jak miło znów Was widzieć. Prawdopodobnie nie będzie zaskoczeniem, jeśli usłyszycie, że sprawy w Maxfield Manor posuwają się naprzód w kontekście mojego zestawu piłeczek pingpongowych 12×12. Być może powinienem ostrzec, że w tej części cyklu będziemy przeskakiwać z tematu na temat ze zwinnością młodych kozic górskich, więc poświęć chwilę, aby upewnić się, że jesteś na to gotowy, zanim przejdziemy dalej.

Poprzednia część

Spis treści

Następna część

1. Ekscytacje Maxa. Migające diody LED i śliniący się inżynierowie (1) 2. Ekscytacje Maxa. Migające diody LED i śliniący się inżynierowie (2) 3. Ekscytacje Maxa. Migające diody LED i śliniący się inżynierowie (3) 4. Ekscytacje Maxa. Migające diody LED i śliniący się inżynierowie (4) 5. Ekscytacje Maxa. Migające diody LED i śliniący się inżynierowie (5) 6. Ekscytacje Maxa. Migające diody LED i śliniący się inżynierowie (6) 7. Ekscytacje Maxa. Migające diody LED i śliniący się inżynierowie (7) 8. Ekscytacje Maxa. Migające diody LED i śliniący się inżynierowie (8) 9. Ekscytacje Maxa. Migające diody LED i śliniący się inżynierowie (9) 10. Ekscytacje Maxa. Migające diody LED i śliniący się inżynierowie (10) 11. Ekscytacje Maxa. Migające diody LED i śliniący się inżynierowie (11) 12. Ekscytacje Maxa. Migające diody LED i śliniący się inżynierowie (12) 13. Ekscytacje Maxa. Migające diody LED i śliniący się inżynierowie (13) 14. Ekscytacje Maxa. Migające diody LED i śliniący się inżynierowie (14) 15. Ekscytacje Maxa. Migające diody LED i śliniący się inżynierowie (15) 16. Ekscytacje Maxa. Migające diody LED i śliniący się inżynierowie (16) 17. Ekscytacje Maxa. Migające diody LED i śliniący się inżynierowie (17) 18. Ekscytacje Maxa. Migające diody LED i śliniący się inżynierowie (18) 19. Ekscytacje Maxa. Migające diody LED i śliniący się inżynierowie (19) 20. Ekscytacje Maxa. Migające diody LED i śliniący się inżynierowie (20)

Rozwiń cały spis treści Zwiń spis treści

Oślepiony przez światło

Zacznijmy od przypomnienia sobie, że każdy z naszych pikseli (piłeczek pingpongowych) zawiera trójkolorową diodę LED zwaną NeoPikselem. Co więcej, każdy NeoPiksel zawiera czerwone, zielone i niebieskie subpiksele, z których każdy może być sterowany 256 różnymi poziomami od 0 (0x00 w systemie szesnastkowym = 0% = całkowicie wyłączony) do 255 (0xFF w systemie szesnastkowym = 100% = całkowicie włączony).

Nie wiem jak wy, ale ja zawsze, gdy pracuję nad takim projektem, to w mojej głowie pojawiają się pytania i zdaję sobie sprawę, że jest wiele rzeczy, których nie wiem. Na przykład, załóżmy, że chcemy podświetlić jeden z naszych pikseli w 100% na czerwono. Załóżmy teraz, że sąsiedni piksel zostanie podświetlony na 100% zielono i 100% niebiesko, co da kolor cyjanowy. Czy oznacza to, że cyjanowy piksel jest dwa razy jaśniejszy od czerwonego? Czy to z kolei oznacza, że tak naprawdę powinniśmy podświetlić zielone i niebieskie subpiksele na 50% (128 w systemie dziesiętnym = 0x80 w systemie szesnastkowym), aby uzyskać taką samą jasność jak czerwony piksel?

Podobnie, jeśli weźmiemy inny piksel, który sąsiaduje z naszym oryginalnym czerwonym pikselem i zaświecimy wszystkie trzy subpiksele, aby wygenerować biel, czy oznacza to, że naprawdę powinniśmy ustawić czerwone, zielone i niebieskie subpiksele na 33% (85 w systemie dziesiętnym = 0x55 w systemie szesnastkowym), aby uzyskać taką samą jasność jak czerwony piksel?
Pomyślałem, że dobrym pomysłem będzie przetestowanie tego rozwiązania. Jak być może pamiętasz z poprzedniego odcinka, nasze NeoPiksele są połączone ze sobą jako pojedynczy ciąg o numerach od 1 do 144 (jest też „ofiarny” piksel 0, którego używamy jako konwertera poziomu napięcia, ale nie odgrywa on żadnej roli w widocznej części wyświetlacza).

Uważamy, że nasza tablica jest macierzą (X,Y) z pozycjami X (poziomymi) i Y (pionowymi) ponumerowanymi od 0 do 11 oraz z pikselem (0,0) w lewym dolnym rogu. Stworzyliśmy również prostą funkcję o nazwie GetNeoNum(), która przyjmuje wartości X i Y jako argumenty i określa numer odpowiedniego NeoPiksela w łańcuchu.

Jako pierwszy test dla wyjaśnienia zagadki jasności/kontrastu stworzyłem prosty szkic (program), który wypełnia zewnętrzne piksele 100% bielą, a wewnętrzny kwadrat 4×4 pikseli 100% czerwienią (rysunek 1a). Następnie zmniejszamy otaczającą biel do 33%. Następnie szkic wypełnia zewnętrzne piksele w 100% kolorem czerwonym, a wewnętrzny kwadrat w 100% kolorem białym (rysunek 1b). Ponownie zmniejszamy poziom bieli do 33%. Następnie wykonujemy całą sekwencję w kółko. Jeśli chcesz, możesz pobrać ten szkic i zapoznać się z nim w wolnym czasie (jest to plik CB-Aug20-01.txt – dostępny do pobrania, wraz z pozostałymi trzema plikami omówionymi w tej kolumnie, na stronie PE we wrześniu 2020 r.). Dla waszej przyjemności stworzyłem również krótki film pokazujący to wszystko w akcji (www.youtube.com).

Na marginesie, być może pamiętasz, że twórcy biblioteki NeoPixel firmy Adafruit udostępnili nam dwa sposoby określania koloru piksela. Załóżmy, że nasz ciąg nazywa się Neos i że chcemy ustawić kolor powiązany z pikselem 42, aby składowe koloru czerwonego, zielonego i niebieskiego wynosiły odpowiednio 128, 0 i 255 (byłyby to 0x80, 0x00 i 0xFF w systemie szesnastkowym).