https://github.com/derfaq/rolling-shutter-video-synth
Rolling Shutter Video Synth - Driving a LED to create visual patterns on cell phone cameras
https://github.com/derfaq/rolling-shutter-video-synth
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Rolling Shutter Video Synth - Driving a LED to create visual patterns on cell phone cameras
- Host: GitHub
- URL: https://github.com/derfaq/rolling-shutter-video-synth
- Owner: derfaq
- Created: 2017-08-24T20:11:04.000Z (almost 8 years ago)
- Default Branch: master
- Last Pushed: 2017-09-25T19:51:05.000Z (almost 8 years ago)
- Last Synced: 2025-03-14T18:49:10.821Z (4 months ago)
- Language: Arduino
- Size: 1.44 MB
- Stars: 2
- Watchers: 1
- Forks: 0
- Open Issues: 1
-
Metadata Files:
- Readme: README.md
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README
# Rolling Shutter Video Synth
#### De como observar señales con una cámara digital y generarlas usando Arduino
*Rolling Shutter Video Synth (RS-VS)* refiere a todos aquellos dispositivos creados con la finalidad de producir imágenes y videos a través del conjunto de una cámara digital (CMOS) y uno o más leds, haciendo uso para ello, de la interferencia entre la frecuencia de una señal que enciende y apaga el led y el *scan rate* del [*rolling shutter*](https://en.wikipedia.org/wiki/Rolling_shutter) del [sensor de imagen CMOS](https://es.wikipedia.org/wiki/Sensor_CMOS) de la cámara digital.
>Este repositorio se encuentra **en construcción** y la intención del mismo es poner a disposición de la comunidad esquemas y software siguiendo la filosofía open hardware y open software. Sientasé libre de copiar, distribuir, modificar y construir su propio RS-VS!.
>La comunidad crece con la colaboración: el repositorio se encuentra **abierto** a todos aquellos que quieran contribuir, desde dejar links, datos sobre frecuencias y cámaras, traducciones, tutoriales, modificar piezas de software para agregar nuevas funcionalidades, etc.
## Tabla de contenidos
- [Introducción](#introduccin)
- [Breve historia del concepto](#breve-historia-del-concepto)
- [Un poco de teoría](#un-poco-de-teoría)
- [Advertencia](#advertencia)
- [Configuración básica](#configuración-básica)
- [Hardware](#hardware)
- [Software](#software)
- [Uso: Tips and tricks](#uso-tips-and-tricks)
- [Más](#más)
## Introducción
### Breve historia del concepto
Tal vez *Rolling Shutter Video Synth* no sea el mejor nombre para describir al efecto que se produce al acercar la cámara de un celular a un led que parpadea a una determinada frecuencia, pero seguro es el nombre mas pedante, soberbio y llamativo :trollface:. Realmente no sabía que nombre ponerle, y fue cambiando a lo largo del tiempo, mas que nada por mi ignorancia sobre el tema y porque no encontré un término preexistente.
En un principio pensaba llamar este repositorio RGBTimers, en referencia a uno de los primeros scketch en el que usaba un led RGB y timers para variar la frecuencia de cada color. Luego pensé que no era necesario un led RGB, que sería mejor hacerlo lo más simple posible y usar un solo led y exagerar un poco la expresión, así opté en nombrarlo como Flicker Sync Video Synth: flicker en referencia al parpadeo que se produce en los leds, sync por la sincronización entre el flicker y el scan rate de la camara, y Video Synth para remarcar la idea de que se busca el efecto/fenómeno de interferencia (cuando en general se trata de evitar) para generar imágenes y videos.
Finalmente, después de una investigación más profunda me decidí por Rolling Shutter Video Synth, dado que Rolling Shutter hace referencia correctamente al principio de funcionamiento de las camáras digitales que permite este efecto.
Esta idea surgió de una obervación casual. Tratando de explicarle a un colega mexicano como configurar los registros del arduino (ATmega 328) para generar una señal PWM a una determinada frecuencia, se me ocurrió que sería didáctico encender y apagar un led de esta manera, a un frecuencia tan baja que fuera posible ver los cambios en las configuraciones sin la necesidad de ningún instrumento de medición como por ejemplo un osciloscopio. Luego el plan era ir aumentando en frecuencia con un potenciometro, lo que es, en definitiva, un generador de onda cuadrada.
Dado que nos comunicabamos por hangouts decidí acercar (mas de la cuenta eso si) la cámara del celular al led y variar la frecuencia. Noté unas lineas y después de algunos ajustes, me di cuenta de que lo que estaba viendo era la onda cuadrada, el encendido y apagado del led, de alguna manera podía usar la cámara como un osciloscopio! :smiley:, no solo eso sino también podía generar y tratar de *sintonizar* con la cámara para generar el patrón de lineas que quisiera :clap::clap:.
### Un poco de teoría
La definición de un Rolling Shutter Video Synth (abreviado RS-VS a partir de ahora) es muy amplia, no hay restricción para los métodos para generar la señal que enciende y apaga el led, puede ser desde un generador de funciones, un microcontrolador, etc. simpre que se cumpla la condición de que exista cierta sincronía con la cámara y que ésta sea de tipo CMOS.
De momento en este repositorio la idea es utilizar la plataforma Arduino para manejar el led, por la flexibilidad que nos va a dar la programación y sencillamente porque así surgió el proyecto. Pero no quiere decir que sea la única manera de lograr el mismo objetivo: *el conjunto de una camara CMOS con rolling shutter y un led, se convierte efectivamente, en una especie de osciloscopio en el rango de la audio frecuencia*.
## Advertencia
El parpadeo/flicker de luz puede afectar la salud de aquellas personas que sufran [epilepsia fotosensitiva](https://es.wikipedia.org/wiki/Epilepsia_fotosensitiva).
[  ](https://youtu.be/4RGrcWkNlGE)
*Simpsons - 10x23 Treinta minutos sobre Tokio*
## Configuración básica
### Hardware
Hacer un RS-VS con Arduino es muy sencillo, en su configuración mas simple solo necesita:
+ Arduino UNO (o cualquiera basado en el micro ATmega328)
+ Un LED
+ Una resistencia de entre 150/220/470 ohms, para limitar la corriente del led
+ Dos potenciometros de 10k ohms, para ajustar la frecuencia del flicker y la cantidad de líneas.
+ Un celular con cámara :iphone:
### Software
Descargue y descomprima este repostorio en su pc, y cargue el scketch que se encuentra en `/SimplePWM_RS-VS/SimplePWM_RS-VS.ino`.
### Uso: Tips and tricks
+ Una vez cargado el sketch, acerque la cámara del celular lo mas posible al led. Posiblemente vea algo similar a esto:
Regule el potenciometro conectado a A1 para fijar la cantidad de lineas en la pantalla, y ajuste el potenciometro conectado a A0 hasta que obtenga una imagen estática, si no lo consigue pruebe modificar la frecuencia de la cámara en el scketch `F_CAM = 30` por `F_CAM = 25` o algún valor intermedio y vuelva a cargarlo.
+ Para lograr un mayor contraste en la imágen, puede (si su cámara lo permite) aumentar la sensibilidad fotográfica (ISO), que en definitiva, significa aumentar la ganancia del sensor de imagen CMOS. En mi caso (Samsung S4 mini, GT-I9190) esto se logra de la siguiente manera:
*Configuración*
*ISO*
*ISO = 800*
+ Para lograr mayor uniformidad en las líneas, es conveniente recubrir el led con un trozo de barra de silicona.
*Led RGB recubierto con un trozo de barra de silicona. Para introducirlo en la barra se realizó un perforación de 5mm*
*Silicona + ISO*
+ Otra manera de mejorar la imagen es reducir el tiempo de exposición, es decir el tiempo en que un pixel recolecta luz. Esto se suele modificar para que las fotos "no salgan movidas". En mi caso, este modo de operación se llama "Deportes":
*Automático con silicona (sin ISO)*
*Misma imagen en modo deportes*
+ Regulando el potenciometro conectado a A1 controlamos la cantidad de líneas:
*16 líneas*
## Más
¡Hay muchas mas cosas que se pueden hacer!, dibujar unas líneas con un led esta bien, pero ¿como variar el ancho de la línea/pulso? ¿y si el ancho varía de línea en línea? ¿y si le agregamos otros colores? ¿podemos enviar información o alguna clase de código al celular? ¿que otras maneras hay de generar este efecto sin usar arduino?.
En este repositorio encontrará distintas carpetas con sketchs con diversas funcionalidades. Cada carpeta además, contiene un archivo para [Fitzing](http://fritzing.org/home/) el cual posee el esquemático y el dibujo del circuito, y un archivo README con una breve explicación del funcionamiento.
De momento estos son los sketchs disponibles:
+ [**Simple PWM RS-VS**](https://github.com/derfaq/Rolling-Shutter-Video-Synth/tree/master/SimplePWM_RS-VS): genera una onda cuadrada cuya frecuencia depende del scan rate de la camara y la cantidad de líneas que querramos dibujar sobre la pantalla.
+ [**Full PWM RS-VS**](https://github.com/derfaq/Rolling-Shutter-Video-Synth/tree/master/FullPWM_RS-VS): genera una señal PWM, cuya frecuencia depende del scan rate de la camara y la cantidad de líneas y además podemos variar el ancho del pulso/ancho de la línea.
+ [**RGB PWM RS-VS**](https://github.com/derfaq/Rolling-Shutter-Video-Synth/tree/master/RGB_PWM_RS-VS): genera tres señales PWM para controlar un led RGB. Podemos modificar frecuencia (sin ajuste fino) y el ciclo de trabajo de cada una de las señales.
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