Возможность создания чисто механического «компьютерного монитора» в оттенках серого.

Основываясь на предыдущем вопросе о механических вычислениях (двигатели Бэббиджа и т. д.), я задался вопросом, как история в стиле стимпанк может представить концепцию современного компьютерного монитора в механическом мире, управляемом паром.

Предыстория:  Размышляя над проблемой уменьшения или иного использования механических компьютеров, я задался вопросом, не будет ли их самым ограничивающим атрибутом монитор дисплея. Вы можете удовлетворить базовые ожидания приостановки неверия с помощью компьютера размером с карманные часы (маленькие часовые шестеренки, плотно упакованные и приводимые в движение пружиной, жужжат внутри. Не будем беспокоиться о нагреве). Но на что я буду смотреть?

Когда мои глаза были моложе, я мог спокойно читать текст Times New Roman размером 6 пунктов. Печать колеса с минимальным межсимвольным интервалом, состоящим из 26 букв, 10 цифр и, возможно, 10 знаков препинания (включая пробел), означает колесо с 46 символами с минимальным интервалом. Диаметр колеса ограничивал бы фактическое расстояние между символами на «дисплее» (расстояние между символами, которое я читал, было бы равно диаметру колеса). Я мог бы уменьшить это вдвое, если бы я хотел жить с буквами, которые прыгают вверх и вниз, что позволяет мне перебирать колеса .

Но, в конце концов, просто нет эффективного способа отображать текст таким образом. Я мог бы использовать что-то вроде старых прикроватных часов 1970-х годов, которые переворачивали панели. Но для 46 персонажей потребовалось бы 23 панели, что кажется механически отвратительным (и так в стиле 1970-х...).

Идея:  Предлагаю для вселенной стимпанка очень маленький цилиндр, высота которого равна диаметру. Цилиндр окрашен в пять оттенков белого (создавая спектр от белого до черного). Типа вот так:

введите описание изображения здесь

Механики вращали эту присоску со скоростью тысяча миль в час, ненадолго останавливаясь всякий раз, когда нужно было отобразить цвет. Мои карманные часы могут иметь «дисплей» из маленьких шпинделей 30x30, что позволяет прокручивать текст по экрану. 2

Уточнение: в пиксельных дисплеях все является графическим изображением. Правда, на заре компьютерного специализированного оборудования концепция буквы «А» была преобразована в изображение буквы «А», но это различие связано с развитием, а не открытием. Если решающим фактором правдоподобности идеи являются движущиеся изображения, а не просто прокручиваемый текст, движущиеся изображения легко обходятся без концепции.

Из-за вращения цвет фона «монитора» будет средним из цветов на шпинделе (что противоречит использованию нечетного количества цветов) или 50% черным. 3

Теоретически, цилиндр можно сделать достаточно малого диаметра, чтобы получить достаточно гладкий, хотя и шероховатый на вид (вам захочется 8-цветный TRS-80) пиксельный дисплей.

Уточнение: используя современный справочник размеров карманных часов , самые большие часы составляют около 16 мм или 2,3 дюйма. С учетом размера стекла предположим 1,5 дюйма с дисплеем 30x30 пикселей для 20 dpi. Технически букву «Н» можно сделать шириной 4 пикселя (включая пробел для следующей буквы) и высотой 3 пикселя, но это не самая сложная буква. Не обращая внимания на то, может ли дисплей правдоподобно масштабировать текст, давайте предположим, что буквы высотой 8 пикселей расположены в трех рядах, разделенных несколькими пикселями для удобочитаемости. Помните, однако, что пиксельный дисплей ограничен только используемой технологией. Этот вопрос больше касается правдоподобности дисплея, чем того, можете ли вы сделать чисто механическую видеокарту.

Невежество:

  • Не обращайте внимания на тот факт, что 99% механики карманных часов и слишком большая часть «настольного» механического компьютера будет отдана на интерпретацию и обработку отображаемой информации и управление дисплеем. 4

  • Не обращайте внимания на тот факт, что такое решение просуществует очень короткое время, прежде чем сломается.

  • Не обращайте внимания на то, что вам понадобятся наушники, чтобы (буквально) заглушить звук.

  • Не обращайте внимания на то, что сама передача может занимать слишком много места, чтобы обеспечить комфортное плотное отображение.

  • Не обращайте внимания на размер пружины, необходимой для этого. На данный момент он хранится в прикрепленной карманной вселенной, и вам понадобится современная дрель, чтобы накрутить его.

Вопрос:  Для истории в стиле стимпанк представленная демонстрация покажется слишком современной, неуместной, слишком механически несостоятельной — или она идеально впишется в «современные удобства парового общества», которым является мир стимпанка?

Пояснение: если вы знакомы с американским телешоу « Дикий, Дикий Запад» (оригинальное телешоу, а не ужасный фильм), то представьте, что Артемус Гордон открывает эти часы, чтобы помочь Джиму Уэсту спасти положение с помощью какого-то важного фрагмента. информация из Вашингтона


1 Честно говоря, вы могли бы рисовать 256 цветов. Проблема в том, что вам нужна достаточно широкая метка на цилиндре, чтобы ее можно было визуально различить во время использования, при этом диаметр цилиндра должен быть сведен к абсолютному минимуму для максимального «разрешения экрана». Мне трудно убедить себя, что даже 8 цветов будут работать. 5 может быть натяжкой.

2 Частично меня вдохновил эпизод сериала « Загадки Мердока» , в котором использовались оттенки серого для передачи фотографии загадочной женщины в полицию. Если бы у них был этот аппарат....

3 Вы можете изменить поведение на «парковку» на белом или черном и «вращать» только до того цвета, который необходим в данный момент, но это намного сложнее, чем «пауза» во время вращения. Сверхскоростные принтеры 70-х и 80-х годов использовали барабан со спиралями символов, которые постоянно вращались с помощью молотков, ударявших бумагу о барабан для печати. Он быстрый и эффективный, но не бесшумный.

4 Если вы не верите в это, пожалуйста, найдите время, чтобы посмотреть требования к обработке, чтобы преобразовать «компьютерный язык» (электронно: двоичный) в красивые буквы и картинки, которые вы видите сегодня на своих мониторах. Фактическая электроника, участвующая в этом процессе, существенна. Делать это механически может быть круто и в духе Да Винчи, но я бы не хотел быть тем, кто проектирует и строит это.

Это не тот же вопрос, а часть обсуждения в ответах на мой старый вопрос. Как у меня могут быть современные компьютеры без графического интерфейса? может представлять интерес.
@aCVn, там куча информации! Спасибо за ссылку. Мне особенно нравится ответ, который разбивает типы учащихся. Это навело меня на мысль, что звук в моем контексте будет серией перезвонов, возвращаясь к старым добрым дням однотонального компьютерного звука, дверных звонков и автоматов для игры в пинбол.
Какие динамические выступления вы ищете? Только текст или движущиеся изображения?
А не могли бы вы дать реальные замеры? Каков размер одного из этих нарисованных прямоугольников? Каков размер буквы «H», например. Сколько символов на экране? Хотите графику - какую? Можем ли мы спроецировать изображение на экран?
@L.Dutch, Движущиеся картинки. Я упоминаю в вопросе, что тексту разрешено прокручиваться по экрану. Я объясню это более ясно. Обратите внимание, что когда вы переходите на пиксельные дисплеи, текст становится просто еще одним изображением.
@chaslyfromUK, как говорится в вопросе, «чисто механический». Если что-то должно быть спроецировано, это должен быть отраженный свет, захваченный способом, не связанным с этим устройством (есть способы сделать это). Я сделал два уточнения в вопросе, чтобы ответить на ваши вопросы.
Если бы такое устройство было повреждено, последующий массив осколков мог бы нанести значительный ущерб, и его было бы очень неудобно носить с собой во время действия, если не учитывать гироскопические эффекты. Хотя, если он механический, он все равно может генерировать свет, если вы используете искры.
@TomJNowell, я думаю, вы предполагаете большую массу, которой не существует. Эти вещи маленькие.
Я не уверен, что вы себе представляете, но я полагаю, что попадание мелких осколков металла, летящих со скоростью тысячи миль в час, вызовет небольшую боль.
@TomJNowell Ах... :-) Вы понимаете это слишком буквально. Они просто очень быстро крутятся. В любом случае ... это выходит за рамки вопроса. Предположим, ничто не может пройти сквозь стекло карманных часов. Ваше здоровье.
Будут ли дисплеи Liguif Crystal считаться механическими? Они зависят от физической деформации или движения кристаллов в среде под действием электрического поля.
@pojo-guy, жидкокристаллические дисплеи имеют электрический привод. Нет электричества.

Ответы (4)

Были изобретены механические дисплеи, которые используются в повседневной жизни. Есть два доминирующих варианта:

  1. сдвоенный дисплей

  2. флип-диск дисплей

Вы можете рассматривать вращающиеся цилиндры как усовершенствованную версию флип-диска: они поворачиваются, как флип-диски, для отображения пикселя, но у них больше двух сторон, поэтому они могут отображать больше цветов.


Однако для полной шкалы серого я бы порекомендовал цилиндры только с двумя цветами на них. Одна сторона окрашена в белый цвет, другая – в черный. Отрегулируйте ориентацию этих цилиндров так, чтобы видимые количества черной и белой сторон соответствовали предполагаемому значению шкалы серого.

Т.е. чтобы отобразить черный пиксель, достаточно показать черную сторону. Для белого пикселя поверните на 180°. Чтобы отобразить 50% серого, поверните изображение всего на 90°. Для 25% темно-серого вам нужен поворот на 60°, 75% — на 120° и так далее.

Конечно, текстовые дисплеи всегда будут использовать только чисто черный и белый цвета. Но большой дисплей, если смотреть издалека, может легко создать впечатление настоящей шкалы серого.

Если вы хотите улучшить отображение оттенков серого, вы можете использовать три стороны цилиндра, позволяя видеть только 1/3 его поверхности с помощью маски. Конечно, третий сектор будет окрашен в средне-серый цвет, а светло-серый будет отображаться путем отображения части белого и серого секторов. Я не думаю, что более трех секторов имеют какой-либо смысл, так как любое дальнейшее разбиение цилиндра на сектора приведет к уменьшению переключаемой поверхности пикселя, а отображение оттенков серого в виде комбинации серого и черно-белого подпикселя не имеет смысла. не кажется мне слишком плохим.

Я отказался от раздельного дисплея в начале абзаца. But, in the end, there's simply no efficient way....С таким количеством символов он был бы слишком громоздким для размера предполагаемого приложения и не очень походил бы на современный экран дисплея. Я забыл про флип-диски, но они двухцветные (бинарные) и хотелось большего (5 оттенков). Есть ли пример системы с разделенными дисками, которая имеет больше цветов и/или оттенков?
@JBH Как я уже сказал в своем ответе: 1) Ваши цилиндры в основном представляют собой 5-сторонние флип-диски. 2) Вы можете получить любое значение серого между двумя соседними гранями вашего цилиндра, сделав цилиндр круглым и повернув его так, чтобы части двух соседних секторов отображались одновременно. Это дает вам любое возможное значение шкалы серого. 3) Наилучшая производительность достигается либо с двумя сторонами (черный и белый и любой угол между ними), либо с тремя сторонами (чтобы избежать появления резкой линии между черными и белыми подпикселями при отображении серого). Это просто повторное использование основной идеи, а не повторное использование существующего дизайна.
@JBH: почему бы не использовать разделенные клапаны, но с цветными квадратами вместо символов? Это добавляет немного сложности, но сохраняет плоскость дисплея, и вы можете добавить столько цветов, сколько у вас есть места для закрылков...
@JoeBloggs Разделенные клапаны прекрасно работают, если отображается только одна строка (поскольку барабан с клапанами немного больше, чем отображаемая область), а дисплей правильно ориентирован в гравитации . Вы просто не можете повернуть дисплей с раздельным клапаном в сторону или вверх дном, или даже положить его на стол. У вращающихся цилиндров нет ни одной из этих проблем: в бинарной версии требуется только безопасное расстояние до следующего цилиндра, а в трехсторонней версии используется 3 2 "=" 86 % ширины цилиндров в качестве области отображения. И полностью игнорирует гравитацию.

Ваш механизм слишком сложен, подвержен ошибкам и потребляет слишком много энергии для отображения всего 5 цветов.

Почему бы не использовать 4 цвета и не построить «пиксели» из кубиков с разным цветом на каждой стороне?

Преимущества:

  • Нет энергопотребления и шума, когда дисплей не обновляется. Кубики просто фиксируются в своем текущем положении.
  • Надежная технология. Цвета создаются перемещением одной стороны куба вперед, а не постоянным вращением.
  • У вас может быть больше цветов, чем черный, белый и серый.

Недостатки:

  • Пиксели должны иметь поля между собой, чтобы иметь возможность двигаться.
  • Соседние пиксели должны перемещаться один за другим, чтобы избежать столкновений (иначе поля должны быть еще больше). Частота обновления уменьшается вдвое, так как каждый нечетный пиксель может двигаться первым, а каждый четный пиксель после этого.

Если бы вы выбрали 3 или 2 цвета, вы могли бы даже избавиться от большей части полей. Используйте двухцветные плитки или трехцветные призмы вместо кубов, например, рекламный щит с тремя сообщениями . В отличие от куба, этим объектам не нужно больше места для вращения, чем им нужно для отображения своего цвета, поэтому все они могут обновляться одновременно без столкновений.

Я все еще вращаю кубики? Разве это не требует, чтобы куб был отодвинут от циферблата по той же причине, по которой они не могут быть слишком близко друг к другу? Это карманные часы со стеклянным циферблатом. В эту систему нельзя было пускать ни пылинки. любопытно однако.
@JBH Вы правы, стеклу нужен такой же запас, как между каждым кубом. Кубики вращаются только при обновлении/изменении цвета. Как только правая сторона обращена вперед, они фиксируются в этом положении.
Обратите внимание, что вам не нужен запас, если вы вращаете треугольные призмы, а не кубы, как механизм рекламного щита с тремя сообщениями .
@ G0BLiN, ты высказал мнение. Он удаляет пространство, необходимое между «пикселями», но по-прежнему требует пространства между «пикселем» и стеклом. Хороший улов!

У меня есть для вас альтернатива...

Каждый пиксель представляет собой небольшой окрашенный в белый цвет металлический квадрат на конце тонкого стержня. Ради аргумента предположим, что есть «маска» с отверстиями для каждого пикселя. Квадрат перпендикулярен стержню. Их можно «щипать», чтобы они вибрировали (вспомните большой палец пианино ) с помощью скрытого механизма. Чем «дальше» они вибрируют, тем меньше времени они проводят видимыми (поскольку маска их закрывает), поэтому из-за постоянства зрения может отображаться произвольный цвет в оттенках серого.

Основная проблема заключается в количестве пустого пространства между пикселями. Маска может быть просто переплетенной полосой или крошечными отверстиями в шахматном порядке. Может быть, это на самом деле сделало бы его более похожим на стимпанк.

[Повторно] посмотрите «Человека из стали» : https://en.wikipedia.org/wiki/Man_of_Steel_(film) , а затем посмотрите, сможете ли вы сделать это лучше. Вы не «связаны» никакими законами физики в НФ, а просто соблюдаете введенные вами «законы».

Добро пожаловать Константин! Ваш ответ будет улучшен, если вы перенесете информацию из этой ссылки в свой ответ. Ссылки меняются и возможность понять о чем вы говорите теряется. Ваше здоровье!
Не могли бы вы уточнить, насколько это относится к заданному вопросу?