{"id":616,"date":"2015-10-28T21:06:15","date_gmt":"2015-10-28T19:06:15","guid":{"rendered":"http:\/\/upmsur.ieeespain.org\/?p=616"},"modified":"2015-10-28T21:06:15","modified_gmt":"2015-10-28T19:06:15","slug":"lightwand-kosmonaut-v1-lightpainting-con-arduino-llevado-al-siguiente-nivel","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/aetel.etsist.upm.es\/?p=616","title":{"rendered":"LightWand Kosmonaut V1. Lightpainting con Arduino llevado al siguiente nivel"},"content":{"rendered":"

\u00bfQu\u00e9 es Lightpainting?<\/h2>\n

El origen de la t\u00e9cnica del Lightpainting<\/em> est\u00e1 ligado al origen de la fotograf\u00eda misma. Las primeras placas fotogr\u00e1ficas, cuyos qu\u00edmicos eran dram\u00e1ticamente poco sensibles a la luz, necesitaban de varios minutos para captar una imagen. Estas primeras fotos a menudo resultaban en figuras borrosas que poco recordaban a los clientes retratados. Sin embargo, cualquier l\u00e1mpara o brillo intruso que recorriese una trayectoria durante la apertura del obturador quedaba inmortalizada en la pel\u00edcula con una nitidez insolente.<\/p>\n

Etienne-Jules Marey y Georges Demeny decidieron aprovechar esta particularidad para fundar en 1882 la Station Psicologique<\/em> donde utilizaron distintos ingenios y la primitiva t\u00e9cnica del Lightpainting<\/em> para estudiar el movimiento humano[1]<\/a>. La primera imagen que se considera que hizo uso de esta t\u00e9cnica fue esta en la que se estudiaba el movimiento humano durante el salto:<\/p>\n

\"Etienne-Jules-Marey-Chronophotography\"<\/p>\n

Ilustraci\u00f3n 1: Salto de atleta, Etienne-Jules Marey y Georges Demeny (1889)<\/h6>\n

Desde entonces, muchos artistas y entusiastas han desarrollado t\u00e9cnicas y herramientas para llevar el Lightpainting<\/em> un paso m\u00e1s all\u00e1. Esferas luminosas, luces con texturas y distintas plantillas, pero nada tan avanzado como el Lightwand<\/em>.<\/p>\n

\u00bfQu\u00e9 es el Lightwand<\/em>?<\/h2>\n

A trav\u00e9s de la tecnolog\u00eda LED, y de las tiras de LED RGB indexables (acceso individual a cada LED) popularizadas por Sparkfun<\/em>[2]<\/a>, el mismo concepto ha sido desarrollado por distintos desarrolladores de forma independiente.
\nUn Lightwand<\/em> es una barra de LEDs controlada por un microcontrolador que emite secuencialmente las filas de pixeles de una imagen. Si mientras la c\u00e1mara hace una foto con el obturador abierto y baja sensibilidad ISO durante unos segundos, el usuario desplaza el Lightwand<\/em> por el plano, el resultado es una imagen que recuerda a un holograma y que inserta fielmente una imagen en la fotograf\u00eda:<\/p>\n

\"Picture1\"<\/p>\n

\"10480223_10152548609487255_3453799919726229748_n\"
\n\u00bfC\u00f3mo es?<\/h2>\n

Esta herramienta se hizo muy popular en Internet debido a un Kickstarter<\/em>[3]<\/a> de Bitbanger Labs<\/em> en el que presentaban Pixelstick<\/em>[4]<\/a>. Pixelstick<\/em> alcanz\u00f3 r\u00e1pidamente la cantidad necesaria para su desarrollo y hoy en d\u00eda es la \u00fanica opci\u00f3n comercial para hacerse con esta herramienta. Por desgracia, su precio es alto (349$) y vende preferentemente a EEUU. Adem\u00e1s, esta herramienta es un producto comercial y por lo tanto no es susceptible a modificaciones o cambios por parte del usuario, estando as\u00ed limitado a su Firmware y Hardware original.<\/p>\n

Pero previo a Pixelstick<\/em>, Michael Ross[5]<\/a> -un aficionado americano a la fotograf\u00eda con educaci\u00f3n t\u00e9cnica-\u00a0 ya hab\u00eda publicado en su blog la primitiva versi\u00f3n de su Lightwand<\/em>. Esta no logr\u00f3 gran repercusi\u00f3n dado que fue pobremente promocionada y resultaba una herramienta aparatosa y en apariencia vulgar (no as\u00ed sus resultados).<\/p>\n

Durante el a\u00f1o pasado, decid\u00ed montar un Lightwand<\/em> para experimentos privados. Tras varias versiones solventando las distintas carencias del Lightwand<\/em> original de Michael Ross, llev\u00e9 a cabo el Lightwand<\/em> Kosmonaut<\/em> V1 que document\u00e9 y publiqu\u00e9 en Github<\/em> hace unos meses.<\/p>\n

Mi objetivo a la hora de desarrollar esta versi\u00f3n era hacerlo barato, ligero y f\u00e1cil de montar. Para ello decid\u00ed usar un Arduino<\/em> Mega 1280<\/em> como microcontrolador y una tira de LEDs Neopixel <\/em>RGB con 144LED\/m. El resultado es un controlador compacto basado en una PCB Shield<\/em> de Arduino<\/em> que incorpora una pantalla Nokia 5110 para su manejo y algunas funcionalidades menores como un Buzzer<\/em> y conexiones externas.<\/p>\n

El Lightwand<\/em> Kosmonaut<\/em> lee las im\u00e1genes almacenadas en una microSD en formato .pnm <\/em>y las proyecta a trav\u00e9s de la barra de LEDs pudiendo el usuario controlar tanto el brillo como el delay <\/em>entre las filas de pixeles.<\/p>\n

Tiene una longitud de un metro (marcada por la longitud de la tira de LEDs) aunque se puede programar para controlar tiras de LEDs de otras longitudes y densidades. Una de las dimensiones de las im\u00e1genes proyectadas est\u00e1 por tanto limitada por la tira de LEDs utilizada mientras que la otra dimensi\u00f3n puede ser de muchos metros.<\/p>\n

\"Lightwand\"<\/p>\n

\"Lightwand_Full\"<\/p>\n

El principal problema que presenta es que el resultado de la foto depende de la velocidad a la que la mueva el usuario, siendo el resultado a veces imprevisible. En la siguiente secuencia se muestran tres intentos en las mismas condiciones pero con evidente distinto resultado.<\/p>\n

\"Picture2\"<\/p>\n

Posteriormente, la imagen puede mejorarse con ligeras correcciones de brillo y contraste con cualquier programa de edici\u00f3n de foto convencional.<\/p>\n

El precio del Lightwand<\/em> Kosmonaut<\/em> comprando los materiales a trav\u00e9s de Ebay es de alrededor de 70\u20ac (Dependiendo de las fluctuaciones del \u20ac y el $), siendo una opci\u00f3n muy asequible y una alternativa viable a Pixelstick<\/em> para aquellos usuarios con los conocimientos necesarios para montarlo.<\/p>\n

\u00bfCu\u00e1les fueron las principales dificultades?<\/h2>\n

El Lightwand<\/em> que he desarrollado ha pasado por muchas fases, desde el primer prototipo de 60LED\/m cuyo resultado no era ni de lejos aceptable hasta versiones sin PCB aparatosas y poco estables.<\/p>\n

\"Picture3\"<\/p>\n

Uno de los principales problemas iniciales fue usar el Arduino<\/em> UNO, con una limitad\u00edsima SRAM<\/em> que no era capaz de implementar las herramientas de la librer\u00eda Neopixel <\/em>junto con el control de la pantalla Nokia 5110<\/em> y la lectura de la tarjeta microSD (Que carga en SRAM<\/em> el archivo le\u00eddo, siendo inviable una lectura secuencial). Las limitaciones de Arduino<\/em> UNO junto con la imposibilidad de Debugging<\/em> llevaron al uso del Arduino<\/em> MEGA 1280 (Tambi\u00e9n bastante asequible y mucho m\u00e1s potente).<\/p>\n

Despu\u00e9s del primer prototipo descubr\u00ed el trabajo de Michael Ross e implemente una de sus funciones as\u00ed como un par de consejos que me dio acerca de sus intentos frustrados de usar Arduino<\/em> UNO.<\/p>\n

El \u00faltimo paso fue crear la PCB ajustando sus dimensiones a las de un Shield<\/em> y documentar todo el trabajo junto con una gu\u00eda de montaje que abarcase todo el proceso. Toda la documentaci\u00f3n necesaria puede ser encontrada en el Github<\/em>:<\/p>\n

https:\/\/github.com\/PabloDMM\/Lightwand<\/em>_Kosmonaut<\/em>Ed<\/a><\/p>\n

\u00bfQu\u00e9 queda por hacer?<\/h2>\n

Los siguientes pasos a llevar a cabo para posibles versiones posteriores del Lightwand<\/em> Kosmonaut<\/em> son:<\/p>\n