VÝVOJ POI AŽ K VISUAL POI SEMESTRÁLNÍ PRÁCE DĚJINY TECHNIKY
Daniela Mojžíšová FA ČVUT – Průmyslový design/zimní semestr 2015
Poi jsou míčky na provázcích, kterými se při pohybu vytváří různé vizuální obrazce. Jejich ovládání vede tělo k rytmickým pohybům. Vznikly pro spoustu různých účelů, které se v průběhu historie měnily, a já bych Vám ráda některé z nich přiblížila. Historie těchto poi sahá až ke kmenu Maorů. I přes to, že ani sami Maoři si nejsou jistí svým opravdovým původem, ani tím, kdy na Nový Zéland přišli1, můžeme je zde potkat ještě dnes. Mají zde dlouhou historii a některé jejich rituály převzali dokonce i místní obyvatelé, díky čemuž mohou být považováni za tradiční kmen Nového Zélandu. Poi maorští muži používali pro vypracování a zpevnění svalů ramenních pletenců, zádových svalů a svalů zápěstních. Také tímto způsobem trénovali koordinaci pohybů, rychlost a obratnost, díky kterým měli velkou výhodu před protivníky v bojích. Ženy také trénovaly ohebnost zápěstí pro tkalcovské práce, ale také poi využívali pro tanec a zábavu. Hlavu poi Maoři vyráběli z kořenů vodního rákosu a provaz, na kterém byla hlava připojena, pletli z jeho vláken2, čímž dosáhli potřebné pevnosti i tíhy závaží. Tanec s poi se stal velice oblíbeným také proto, že jím mohli vyjádřit novou formou různé příběhy a dát jim tak neotřelou podobu. V této formě se v 19. století stal symbolem Maorské kultury a je vyhledávaný dodnes3.
[10] Dalším pokrokem ve vývoji poi bylo oživení o oheň. První show s ohnivými poi byla v 50. letech 20. století pro havajské turisty. Inspirací pro “zapálení” poi jim byl Samoánský tanec s hořícími noži4. Tyto poi byly a jsou dodnes tvořeny z propletených kevlarových knotů, či jiných nehořlavých látek schopných nasáknout palivo, jako je petrolej, lampový olej či benzín, a připevněných na řetězu. V dnešní době jsou poi stále velice rozšířeným hobby, sportem i uměním, kterému živel ohně dodává nebezpečnou a tajemnou atmosféru. Show s ohněm jsou také velmi poptávané pro různé eventy a firemní akce. S technickým pokrokem se objevují mnohá omezení pro oheň, ale také možnosti pro
další jejich vývoj. Nejen z důvodů bezpečnostních, ale také modernizujících, se začala vyvíjet varianta náhrady ohně za světlo. Éra LED neminula ani poi a umožnila tak vznik nového vybavení vykreslující další zajímavé různobarevné obrazce. Jedním z mnoha druhů LED poi, kterým bych chtěla věnovat tuto seminární práci, a zároveň největším technickým pokrokem ve vývoji poi, jsou Visual Poi, které vyrábí firma Lighttoys. Efekt Visual Poi spočívá v pohybu tyče osazenou hustou sítí programovatelných LED diod, kterou lze vytvořit iluzi obrazu pro lidské oko. Tato iluze funguje na principu jevu “persistence of vision”. Zachytí-li sítnice světelný obraz, lidské oko a mozek zachovají vizuální dojem až na 1/30 sekundy (přesný čas závisí na jasu obrazu)5. Pokud střídáme takovéto světelné obrazy a záblesky v rychlém sledu za sebou, oko si je spojí v jeden, čímž můžeme pro oko vykreslit libovolný obraz. Vědci, studující tento jev, udali minimální číslo 16 obrazů za sekundu, kdy lidské oko přestane vnímat blikání mezi obrazy a dokáže si je spojit v jeden plynulý. Persistance of vision využívají také filmy a animace. Moderní filmy pracují s 24 snímky za sekundu, čímž docílí téměř perfektní iluze pohyblivého obrazu. U LCD obrazovek můžeme při blízkém pohledu, či v periferním vidění stále některé záblesky mezi obrazy spatřit6. 7
Myšlenka vytvořit první verzi Visual Poi vznikla na 16. ročníku mezinárodního veletrhu elektrotechniky a elektroniky AMPER 2008, který navštívil vývojář firmy Lighttoys Ing. Karel Koubek. Na tomto festivalu bylo k vidění několik zajímavých výrobků, mezi kterými hlavním inspiračním zdrojem byly hodiny využívající persistence of vision – hodiny s rotující řadou LED poháněnou motorkem a vykreslující odtikávající čas. Na trhu se krátce po festivalu AMPER objevily produkty a elektronické komponenty umožňující ovládat svit LED diod s dostatečně vysokou frekvencí blikání, což umožnilo jev persistence of vision použít i do poi. Aby tento efekt fungoval v poi správně, je nutné docílit vykreslovací frekvence alespoň 1000 pixelů za sekundu, to vše v závislosti na hustotě osazení LED. Dalším důležitým faktorem je bitová hloubka jasu. Ta udává kolik různých úrovní jasu lze zobrazit a tím docílit věrného prokreslení obrazu. Aby se obraz přiblížil kvalitě srovnatelné s TV a LCD monitory, je nutné docílit bitové hloubky alespoň 8 bitů na barevný kanál (tím dokážeme vykreslit až 16 milionů různých barev). Nejlepšího zobrazení obrazu dosáhne co největší svítivost LED, hustota osazení LED – rozlišení, barevná věrnost, vyzařování do všech úhlů. V roce 2011 byla vyvinuta první verze Visual Poi nesoucí název V1. Tato verze byla poněkud primitivnější, ale měla velký potenciál pro další rozvoj. Největším úskalím při vývoji, bylo najít dostatečně rychlé řídící čipy - LED budiče, pro ovládání LED, jelikož trh s těmito komponenty nebyl ještě rozvinut do dostatečné míry. Vzhledem k omezené datové propustnosti tehdy dostupných řídících čipů měla první verze Visual Poi pouze 3 bity na barevný kanál (lze zobrazit pouze 512 barev). Aby bylo dosaženo již zmiňovaného svitu do všech směrů, byla konstrukce sestrojena ze 4 desek – čtvercová konstrukce. Na každé stěně bylo umístěno 20 LED posunutých vůči sousedním stěnám o polovinu pixelové vzdálenosti. Tato verze tedy měla rozlišení 40 pixelů. I přes všechna technická omezení modelu V1 bylo dosaženo relativně kvalitního zobrazení a šlo zobrazit i jednoduché nápisy a grafiky. Jak můžete vidět na obrázku jsou zde ale patrné jednotlivé pixely.
[8] Další vývoj Visual Poi můžeme sledovat na modelu V2. Aby bylo možné zvýšit rozlišení na 48 pixelů, které tato verze měla, bylo nutné změnit konstrukci pouze na jednu desku osazenou LED diodami z obou stran. Čtyřstěnná konstrukce i přes své výhody svítivosti do všech úhlů totiž neumožňovala dosáhnout vyšších rozlišení. Novému modelu však snížení počtu konstrukčních desek vůbec neuškodilo, úhel svítivosti byl i přes to dostatečný. Další novinkou u tohoto modelu bylo zvýšení bitové hloubky na 6 bitů, což umožnilo zobrazení až 260 000 barev. Jak můžete vidět na přiložených obrázcích, bylo již možné zobrazit komplikovanější nápisy a grafiky, ve velmi dobré kvalitě.
[8]
[8] U současně nejnověji nabízeného modelu na trhu bylo možné, díky bouřlivému vývoji na poli elektronických komponent, výrazně zlepšit technické parametry produktu a docílit tak fotorealistického zobrazení. Tato verze má také revoluční rozlišení 80 pixelů se schopností zobrazit až 3000 pixelů za sekundu a s bitovou hloubkou 10 bitů. Nově zde je také použita gamma korekční křivka pro vyrovnání jasnosti barev a plynulý přechod mezi nimi. Díky těmto parametrům není problém věrně vykreslit portréty osob či jakékoli logo firmy a další obrázky a grafiky.
[9]
[8]
[8]
[8]
Obrazové sekvence lze do Visual Poi nahrát pomocí jednoduchého programu, který byl speciálně vytvořen pro tento účel. Jsou zde možnosti výběru obrazců z obsáhlé knihovny, či si každý může vytvořit jakékoli vlastní grafiky. Lze je poté programovat s přesnými časovými změnami v hudebním doprovodu do Visual Poi.
[8] Visual Poi je velmi úspěšným produktem pro umělce i reklamní průmysl, eventové akce a další. Neotřelým způsobem lze prezentovat firmu, což v dnešní době ocení každý7. Výrobce v současné době pracuje na nové přelomové verzi produktu, která přinese technické novinky doposud na tomto poli nevídané. Bohužel bližší technické specifikace k nové verzi se mi nepodařilo získat, ale myslím, že se máme na co těšit.
Zdroje: 1. Libuše Pirunčíková, Maorská kultura (diplomová práce) Katedra teorie kultury FFUK, Praha 2008 2. Historie poi, http://poi.rastafari.cz/, vyhledáno 16.12.2015 3. Historie poi, Legendy ze země Pána prstenů, http://poiyoga.cz/historie-poi-poi/, vyhledáno 16.12.2015 4. The history of fire dancing, http://www.zenartsla.com/history-fire-dancing/, vyhledáno 20.12.2015 5. Persistence of vision, http://www.exploratorium.edu/snacks/persistence-of-vision, vyhledáno 24.12.2015 6. Persistence of vision, https://en.wikipedia.org/wiki/Persistence_of_vision, vyhledáno 24.12.2015 7. Vývoj Visual Poi, rozhovor s vývojářem Ing. Karlem Koubkem 20.12.2015 8. Obrazové přílohy Visual Poi, propagační materiály Pyroterra s.r.o. 9. Obrazová příloha, Gamma korekce, http://www.svettisku.cz/buxus/generate_page.php?page_id=210, vyhledáno 25.12.2015 10. Obrazová příloha, původní maorské poi, http://www.shopnewzealand.co.nz/sites/default/files/imported_images/poi.jpg
