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TVモニタ用LEDバックライトシステム(アンビエントLEDライト)について【下調べ編】

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生きてます。

今回の話題はTVやモニタの背面にLEDを配置して、対応する表示画面端のピクセル色で発光させることで画面が拡張したような効果を得るものです。
ある程度部屋を暗くして視聴する必要はありますが、なかなかどうして臨場感がアップするっぽい。

前に話題にしたSVPでも対応しており前から気にはなっていたのですが、Philipsなどの一部の海外メーカーTVについているだけで日本では購入不可。
HDMI入力してLED後付けできる製品は海外では一般販売されてるっぽいけど国内では怪しいページしか出てこない。
ひとまず購入できそうなスタンドアロン製品(既存TVにDIY取付)は以下のものを見つけられました。

LightPack/LightPack2
キックスターター発?
販売ページがありますが高い!
あと最大56インチ用のセットでLED3mって足りなくないですかね?

PrintPack
ロシア製?
HPもガッツリロシア語で正直訳が分かりません。
モノは悪くなさそうなのですが…

その他米尼で見つけたの
※似たようなのがいろいろありました
カメラでTVモニタに映る画面を取り込んでLED発光色を取得するという力技。
サンプル動画でみると色変化がイマイチ画面に合ってないように見えるし日本からでは買えないっぽい…

てな感じでもう自作するしかない(らしい)ってことでそれっきりになってました。

ところが最近たまたま見つけたwebページで思いの外安く作れるっぽいし、さほど難しくもなさそうと判り試してみたい欲がムクムクと。
ただ安価DIYだけにHDMI入力でTVモニタに表示するものなんでも、というわけにはいかないのがネック。

PCから(USB接続のArduino経由で)制御する場合PCの出力時のみ有効にできます。
ラズパイでの制御もできますが、やっぱり基本はラズパイからの出力時に有効になります。
ただこの場合、PC側で対応するソフトを使ってラズパイをコントロールすることはできるようです。

ハード編

LEDはテープ状になっているものを利用します。
入手性と制御や配線等を考えると上の作例でも使われているWS2812Bが良さそうですが、電源電圧が5Vのみなので注意。
尼で検索すると防水スリーブ入りのものなど種類がありますが、当然室内なので防水は不要ですね。
ただ光の拡散が変わってくるでしょうし、掃除が楽そうなのはいいかも。
TVモニタの4辺にぐるりと張るので、私が使ってる55インチTVだと4m弱必要になる計算です。
そのまま貼り付けるとTVモニタの真後ろに対して発光することになりますが、ある程度外側に向くように細工した方がいいのだろうか…?

電源はLEDの使用量に応じて選択する必要があります。
上記LEDは1つあたりMAX60mA、30LED/mなので4m使うとして7.2Aとなります。
余裕を見て5V10AのACアダプタをチョイスすることにします。
(上記はカタログスペックの最大値であり、三原色LEDが全発光=白色の全力、さらに瞬間的なピーク電流も考慮した値と思われます。実際には半分も使わないと思います)

制御回路は後述する制御方法とプログラムにも依るのですが、基本的にはRapsberryPIかArduinoを使います。
ラズパイにKodiを入れてその動画再生のみで使用するのであれば、ラズパイ単体のみで完結します。
BlinkStickというLED制御特化USBデバイスでの作例もあり、実に簡単に作れそうなのですがイギリスから個人輸入になるので届くのに時間掛かりそう。
とりあえずはPCからUSB接続したArduinoでLED制御を目指してみます。

ソフト編

Adalight
PCから直接Arduino経由でLEDを制御します。
ハード的にも一番シンプルでArduinoの開発環境、プログラム環境からそのまま実行、制御するかんじ。
素直な画面キャプチャで色を取得するので動画再生やゲームの場合上手く動作しないことが多く、ひと手間いるらしい。

Boblight
PC(又はラズパイ)からUSB接続したArduinoを経由して制御するシステムですが、後にBlinkStickに対応しています。
ハードはAdalightと共通でいいようです。
なお2015年を最後にバージョンアップが止まってます。

Hyperion
Boblightの後継?
ラズパイ専用ですがPCからSSH接続して、インストールおよび初期設定など行えるサポートソフトがあります。
LEDの選択次第ではラズパイに直接接続してLED制御できますが、上記WS2812Bを使う場合はArduinoを仲介させる必要があるみたいで、BlinkStickは未対応?
外部からTCP/IPでコントロールできるため、別PCの動画再生、ゲームなどに使う際は専用キャプチャソフトを使い制御するようです。
とりあえず今一番活発っぽい。

AmbiBox
スタンドアロン製品や上記DIYソリューションの上位互換というか、全部ひっくるめて操作できるようです。
LEDバックライトの他IRリモコンなどにも対応してたりしますが、2014年で開発が止まってしまっておりWin10は対応に含まれてません。

SVPlight
SVP(SmoothVideoProject)に内蔵されている機能で、AmbiBox同様に上記ソフト群の他スタンドアロン製品のLightPackやPrintPackにも対応しています。
もちろん有効になるのは動画再生時のみですが、動画プレイヤーネイティブに近いので処理が軽く速い(らしい)のと映画などレターボックス表示の時に「画面内の黒帯部分」にもLED照明っぽくエフェクト入れられるのが特徴です。
私はKodiから動画再生する時にはプラグインではなくこちらを有効にするつもりです。
ついでにALIENWAREのゲーミングPCケース、キーボード、マウスなどのLEDまで制御できる模様…消す以外にどうしろと、って感じですが。

そんなわけで以下をポチリシャス。







まずはArduino経由でPCからの制御をやってみます。
あとBlinkStick Proもポチってたりして。

届いたら続きの製作編を書きます多分…

余談というか将来的な目標というか皮算用というか
BDプレイヤーやゲーム機などからのHDMI入力対応について
検索するとHyperionをラズパイで構築して入力を最終的にUSBキャプチャで取り込んでLED発光色取得して…なんてやってる例がありました。
しかしこれはDVDやBlurayの場合HDCPを解除しないといけませんので間に噛ませるスプリッタ、ダウンコンバータ共に機種を選びます。
最近コンテンツも増えてきたUHD4K HDRの場合さらに複雑で、一応理屈の上では


 BDプレイヤーやXBOX ONE等の出力→
  HDMI切替機(HDCP除去)→
   HDMIスプリッタ(TVモニタ側出力を4k、ラズパイ側出力を1080p)→
    ダウンコンバータ(コンポジット)→
     USBキャプチャ→
      ラズパイ

といった感じに構成すれば(多分)UHD4K HDRのHDMIをラズパイに流し込むことができます。
(要求を満たせば切替機とスプリッタ、ダウンコンバータとキャプチャ等を一つで済ませたりは出来ます)

HDCP除去はまぁ探せばあるんですが、手頃な価格帯では出力を2種別々に分配できるスプリッタ、HDRを受け付けるコンバータ、USBキャプチャが見当たりません。
Hyperionのフォーラムでもいろいろ試しているスレッドがありますが殆ど選択肢がなく、大枚叩いて海外から個人輸入する必要がありそう。
ざっと探した限りではやっぱり国内でUHD4K HDR→コンポジットなんて酔狂な組み合わせが出来る製品は見当たりませんでした。

一応4Kキャプチャ出来るハードはいくらかありますが、PC内蔵の他は大体USB3.0なのでラズパイ3Bでは使用不可、ラズパイ4はまだ実績なしで未知数。
PC経由にすれば何とかなりそうではありますが…
他で再生するのにいちいち起動しなきゃいけないのはメンドクサイ。
高いし。

なるほど、海外スタンドアロン製品のTVモニタ表示画面をカメラで撮りこんじゃう、ってのは方法論としては十分ありだったということに。
カメラの選定、設置位置、取得範囲等で精度も上がりそうですし、なにより構成がシンプルになるので実験してみたいですね。

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