Ben Holmen, inżynier-programista z USA, zbudował samodzielnie „w garażu” ultranowoczesny, drewniany ekran o rozdzielczości 40×25 pikseli.
To nie żart. Projekt nazwany Kilopixel (bo składa się dokładnie z 1000 pikseli) powstawał przez sześć lat i łączy w sobie elektronikę, mechanikę, stolarkę, CNC, programowanie oraz… ogromną cierpliwość.
– To najbardziej ambitny projekt, jaki kiedykolwiek zbudowałem – przyznaje jego twórca.
Drewniany ekran zmienia jeden piksel co kilka sekund. Co więcej, każdy użytkownik internetu może „wyświetlić” coś na nim z dowolnego miejsca na świecie.
Pomysł zrodzony z fascynacji
Inspiracją były prace artysty Danny’ego Rozina oraz odtwarzacz filmów na e-papierze, który wyświetlał klatki z częstotliwością 24 na godzinę. Wtedy pojawiła się koncepcja stworzenia pracochłonnego wyświetlacza, który powoli buduje obraz, piksel po pikselu.
– Wpadłem na pomysł siatki 40×25 pikseli, obracanych jeden po drugim za pomocą pojedynczego mechanizmu. (…) To najbardziej niepraktyczny wyświetlacz na świecie – pisze twórca na swoim blogu.
Prototypy i porażki
Pierwsza wersja prototypu wykorzystywała kuliste piksele – piłeczki pingpongowe, styropianowe, gumowe, a nawet drewniane. Jednak każda opcja miała wady: piłeczki były zbyt delikatne, trudne do malowania, miały różne średnice lub zbyt dużą masę.
– Pingpongowe piłeczki są jak puszki po coli – mocne, dopóki nie zrobisz w nich dziury. Potem deformują się, co niszczy farbę – wspomina Holmen.
Do tego dochodził koszt: nawet przy cenie 50 centów za sztukę, tysiąc pikseli to 500 dolarów samego materiału.
W końcu nastąpił przełom. Pomysłowy wynalazca zrezygnował z kulek na rzecz sześciennych, drewnianych pikseli, które inżynier samodzielnie wyprodukował i pomalował.
– Zdecydowałem się wykonać piksele samodzielnie, bo świetnie czuję się w moim warsztacie stolarskim. Ta decyzja kosztowała mnie mnóstwo czasu, ale efekt był tego wart – mówi.
Mechanika, CNC i Raspberry Pi
Gotowy ekran to precyzyjnie wykonana kratownica z 25 półek, z otworami na 40 pikseli każda, zamontowanymi na stalowych prętach. Każdy piksel może być obracany niezależnie.
Do sterowania wykorzystano mechanizm typu XY zbudowany z elementów systemu Openbuilds dla hobbystów i kontrolowany numerycznie przez sterownik CNC z poziomu mikrokomputera Raspberry Pi. Ruch i obrót pikseli realizowane są przy pomocy serwonapędów i specjalnego „pchacza” wykonanego z elastycznego tworzywa.
– Kilopixel to w zasadzie dwuwymiarowa maszyna CNC, która wykorzystuje trzecią oś do manipulowania pikselem – wyjaśnia konstruktor.
System działa w pętli. Raspberry Pi pobiera dane z interfejsu API, generuje odpowiednie komendy gcode, ustawia pozycję, „popycha” piksel, sprawdza jego aktualny stan za pomocą czujnika światła i odsyła informację zwrotną.
Każdy może narysować coś na ekranie
Najważniejsza funkcja Kilopixel to możliwość interakcji online. Każdy użytkownik internetu może odwiedzić kilopx.com, stworzyć obraz w formacie 40×25 pikseli i przesłać go do wyświetlenia. Najpopularniejsze prace trafiają do kolejki i są stopniowo wyświetlane przez urządzenie.
Dodatkowo dostępne są tryby: wspólnego rysowania w czasie rzeczywistym, generowania wzorów przez algorytmyoraz tryb… zegarowy, który ledwo nadąża z rysowaniem aktualnego czasu.
– Na publiczne uruchomienie Kilopixel wybrałem tryb użytkownika – każdy może zgłosić swój obraz i głosować na najlepsze – wyjaśnia autor.
Transmisja na żywo z biura
Wyświetlacz znajduje się w biurze twórcy i jest nie tylko aktywny, ale też streamowany na żywo na YouTube. Dwie kamery (jedna szerokokątna, druga zbliżeniowa) pokazują działanie mechanizmu w czasie rzeczywistym, a użytkownicy mogą śledzić zmieniające się obrazy na ekranie.
W planach Holmen ma udostępnienie sterowania innym użytkownikom internetu. Wystarczy, że podepną swoje API. Finalnie ekran stanie się częścią tła jego wideorozmów.
Foto: Ben Holmen.