หลังจากพัฒนามา 6 ปี นักประดิษฐ์ผู้ทุ่มเทคนหนึ่งได้สร้างสิ่งที่อาจเป็นจอแสดงผลที่สวยงามแต่ไร้ประโยชน์ที่สุดในโลก นั่นคือหน้าจอไม้ 1,000 พิกเซลที่ใช้เวลา 45 นาทีในการวาดภาพเพียงภาพเดียว จอแสดงผลนี้ใช้ลูกบาศก์ไม้ที่หมุนได้เพื่อแสดงหน้าสีดำหรือสีขาว ควบคุมด้วยระบบ gantry แบบ CNC ที่เคลื่อนที่ข้ามตารางเพื่อพลิกพิกเซลแต่ละตัวทีละอัน
โครงการนี้เริ่มต้นจากต้นแบบขนาด 3x3 แต่ขยายเป็นจอแสดงผลขนาด 40x25 พิกเซลอย่างทะเยอทะยาน ลูกบาศก์ไม้แต่ละอันทำหน้าที่เป็นพิกเซลเดียว โดยทาสีดำด้านหนึ่งและสีขาวอีกด้านหนึ่ง แขนกลเคลื่อนที่ไปทั่วตาราง ใช้วิธีที่ชุมชนเรียกว่า Vanna White Method ซึ่งเป็นแท่งกาวยืดหยุ่นที่จิ้มลูกบาศก์แต่ละอันเพื่อหมุนไปยังตำแหน่งที่ต้องการ
ไทม์ไลน์การพัฒนา:
- เวลาในการพัฒนาทั้งหมด: 6 ปี
- เริ่มต้นด้วย: ต้นแบบขนาด 3x3 พิกเซล
- เวอร์ชันสุดท้าย: กริดขนาด 40x25 พิกเซล
- วัสดุที่ทดสอบ: ลูกปิงปอง ลูกโฟมทรงกลม ลูกบิลเลียด ลูกบาศก์ไม้
- วิวัฒนาการของการควบคุม: การพัฒนา web framework หลายรอบ ( NODE , Laravel + Inertia , TypeScript )
 |
|---|
| ภาพระยะใกล้ของจอแสดงผลไม้ 1000 พิกเซลที่แสดงให้เห็นการออกแบบเชิงกลที่เป็นเอกลักษณ์ |
ความท้าทายทางเทคนิคและแนวทางแก้ไขเชิงสร้างสรรค์
การสร้างจอแสดงผลนี้ต้องแก้ปัญหาทางวิศวกรรมมากมาย นักประดิษฐ์ทดลองใช้วัสดุต่างๆ สำหรับพิกเซล รวมถึงลูกปิงปอง ลูกบอลโฟม และแม้แต่ลูกบิลเลียด ก่อนจะตัดสินใจใช้ลูกบาศก์ไม้ กลไกการหมุนพิสูจน์ให้เห็นว่าเป็นเรื่องที่ยุ่งยากเป็นพิเศษ ต้องการการจัดตำแหน่งที่แม่นยำและการตรวจจับสถานะปัจจุบันของลูกบาศก์แต่ละอันอย่างน่าเชื่อถือ
ระบบใช้ Raspberry Pi เป็นตัวควบคุม CNC สร้างคำสั่ง G-code เพื่อขับเคลื่อนมอเตอร์ stepper ที่จัดตำแหน่งแขนกล เซ็นเซอร์อินฟราเรดตรวจจับว่าพิกเซลแต่ละตัวแสดงหน้าสีดำหรือสีขาว เพื่อให้แน่ใจว่าตำแหน่งถูกต้องก่อนเคลื่อนไปยังลูกบาศก์ตัวถัดไป การตั้งค่าทั้งหมดทำงานด้วยสคริปต์ Python แบบกำหนดเองที่แปลภาพเป็นคำสั่งการเคลื่อนไหว
CNC (Computer Numerical Control) หมายถึงการควบคุมเครื่องมือกลึงแบบอัตโนมัติผ่านการเขียนโปรแกรมคอมพิวเตอร์ ใช้กันทั่วไปในการผลิตและการพิมพ์ 3 มิติ
ข้อมูลจอแสดงผล:
- ความละเอียด: 40x25 พิกเซล (รวม 1,000 พิกเซล)
- เวลาในการรีเฟรช: ประมาณ 45 นาทีต่อภาพที่สมบูรณ์
- อัตราการรีเฟรช: 370 ไมโครเฮิรตซ์
- ประเภทพิกเซล: ลูกบาศก์ไม้ที่มีหน้าสีดำ/ขาว
- ระบบควบคุม: Raspberry Pi พร้อม CNC controller
- การเคลื่อนไหว: ระบบ gantry ที่ขับเคลื่อนด้วย stepper motor
 |
|---|
| กลไกการหมุนล้อที่ซับซ้อนเป็นส่วนหนึ่งของงานวิศวกรรมเบื้องหลังจอแสดงผลพิกเซลไม้ |
การมีส่วนร่วมของชุมชนและคุณสมบัติเชิงโต้ตอบ
สิ่งที่ทำให้โครงการนี้พิเศษจริงๆ คือการเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ต ใครก็ตามสามารถส่งภาพขนาด 40x25 พิกเซลผ่านเว็บแอปพลิเคชัน และภาพที่ได้รับความนิยมมากที่สุดจะถูกวาดบนจอแสดงผลจริง ระบบมีกล้องหลายตัว หนึ่งติดตั้งบน gantry ที่เคลื่อนไหว และอีกตัวสำหรับถ่ายทอดสดกระบวนการทั้งหมดไปยัง YouTube และ Twitch
ชุมชนได้รับโครงการที่มีลักษณะแปลกประหลาดนี้ไว้อย่างดี โดยผู้ใช้ขอแอนิเมชัน Bad Apple คลาสสิกแล้ว แม้ว่าการคำนวณจะแสดงให้เห็นว่าจะใช้เวลาประมาณสี่เดือนจึงจะเสร็จ คนอื่นๆ แนะนำการปรับปรุง เช่น การใช้พิกเซลสี่หน้าสำหรับภาพระดับสีเทา หรือการปรับปรุงเส้นทางการวาดเพื่อลดเวลาเดินทางระหว่างพิกเซล
นี่ต้องเป็นจอแสดงผลที่มีต้นทุนต่อพิกเซลแพงที่สุดที่ฉันเคยเห็น และฉันไม่เคยรักจอแสดงผลใดมากไปกว่านี้ นี่เป็นเรื่องไร้สาระในแบบที่ดีที่สุด
คุณสมบัติเชิงโต้ตอบ:
- ระบบส่งข้อมูลผ่านเว็บสำหรับภาพขนาด 40x25 พิกเซล
- โหมดการทำงานร่วมกันแบบเรียลไทม์
- มุมกล้องหลายมุมพร้อมการถ่ายทอดสดแบบสตรีมมิ่ง
- การสร้างและอัปโหลดไทม์แลปส์อัตโนมัติ
- การรวมระบบสตรีมมิ่งกับ YouTube และ Twitch
- ระบบการควบคุมเนื้อหาที่ไม่เหมาะสม
 |
|---|
| การแสดงผลงานยอดนิยมที่ผู้ใช้ส่งมาซึ่งสามารถวาดบนจอแสดงผลแบบกลไกได้ |
ประสิทธิภาพและแผนการในอนาคต
ด้วยอัตราการรีเฟรชเพียง 370 ไมโครเฮิรตซ์ (หนึ่งภาพทุก 45 นาที) จอแสดงผลนี้นิยามใหม่ของเทคโนโลยีช้า อย่างไรก็ตาม มันมีข้อได้เปรียบสำคัญอย่างหนึ่งเหนือหน้าจอสมัยใหม่ คือการใช้พลังงานศูนย์เมื่อแสดงภาพนิ่ง ทำให้คล้ายกับจอแสดงผล e-ink แต่ด้วยวิธีการเชิงกลโดยสมบูรณ์
นักประดิษฐ์วางแผนที่จะติดตั้งจอแสดงผลในร้านกาแฟในที่สุด แม้ว่าจะจำกัดการเข้าถึงในท้องถิ่นมากกว่าการควบคุมอินเทอร์เน็ตแบบเปิด โครงการนี้ได้สร้างแรงบันดาลใจให้เกิดการอภิปรายเกี่ยวกับเทคโนโลยีจอแสดงผลทางเลือกและจุดประกายความสนใจในเครื่องศิลปะพิกเซลเชิงกลที่คล้ายกัน โดยใช้ทุกอย่างตั้งแต่ลูกหินอ่อนไปจนถึงองค์ประกอบมอเตอร์
จอแสดงผลไม้นี้แสดงถึงจุดตัดที่สมบูรณ์แบบของงานฝีมือแบบดั้งเดิมและเทคโนโลยีสมัยใหม่ แม้ว่ามันอาจไม่เคยแข่งขันกับหน้าจอ LCD หรือ OLED สำหรับการใช้งานจริง แต่มันแสดงให้เห็นถึงความสุขของการสร้างสิ่งใดสิ่งหนึ่งเพียงเพื่อความรักในการสร้างสรรค์ แม้ว่าจะใช้เวลา 45 นาทีในการแสดงหน้ายิ้มง่ายๆ
อ้างอิง: I spent 6 years building a ridiculous wooden pixel display