小型電子ペーパーディスプレイで、30 FPSのゲームボーイが楽しめる
原題: Tiny e-Paper Display Delivers 30 FPS of Game Boy Fun
日本語訳
# タイトル
超小型電子ペーパーディスプレイで、30 FPSのゲームボーイが楽しめる
# 本文
低速なリフレッシュ、ゴースト現象、そして低コントラスト——待ってください、これはパッシブマトリックスLCDの話でしょうか、それとも電子ペーパーディスプレイの話でしょうか？ それこそが、電子ペーパーによるゲームボーイ・エミュレータが存在する理由かもしれません。グレー背景に黒という電子ペーパー画面の制約は、任天堂が80年代に使用していたグリーン背景にグレーのLCDを彷彿とさせます。今回のケースでは、[Bo Made It]がWaveshare ESP32-S3-ePaper-1.54を使用してこれを作成し、30 FPSを実現しました。
常連の読者なら、「60 FPSの電子ペーパーモニターはすでに見たことがあるけれど、これがどう特別なのか？」と思うかもしれません。もっともな疑問です。答えは、[Bo]が[Wenting Zhang]のプロジェクトのように生の入力を使用するのではなく、ウェーブテーブル方式の電子ペーパーコントローラが組み込まれた、ありふれた開発ボード上でこれを行っているという点にあります。一方で、[Bo]は[Wenting]、特に彼の「e-ink PaperBoy」プロジェクトが、このプロジェクトとその実装に直接的なインスピレーションを与えたとして、彼に敬意を表しています。
繰り返しになりますが、大きな違いはコントローラのブロブ（バイナリ塊）を経由している点ですが、それを通じても個々のピクセルを制御できることが分かりました。[Bo]は、変化の度合いに応じて、各ピクセルに最大8パルスまでの「予算」を割り当てることで、処理を大幅に高速化しました。特筆すべきは、意図的にディスプレイにゴースト現象を起こさせることで、ゲームボーイの4ビット・グレースケールを実現している点です。色が一段階明るくなる、あるいは暗くなるだけの場合、ピクセルを完全に反転させるほど長く駆動させません。これにより、黒から「白」への変化は、「白」から次の暗いグレーへの変化よりも時間がかかるようになり、色ごとの遷移に対して正確なタイミングを算出する必要があるため、事態は複雑化しました。このタイミングを正確に合わせるには多大なキャリブレーションが必要でしたが、彼はビデオを使用してプロセスを自動化したようで、非常に素晴らしい手法です。
このプロセスはまだ進行中であるため、現時点ではGitHubのリンクはありません。[Bo]は準備が整い次第、すべてをオープンソース化する予定であり、私たちはそれを楽しみにしています。また、彼がこのディスプレイ・ドライバを使用する予定の、PDAのようなデバイスにも期待しています。もしこれらが最近の20 FPSの電子ペーパー・ハックと似ていると感じたなら、それは同じ基盤技術を使用しているからです。
原文（英語）を表示
Slow refresh, ghosting and low-contrast — wait, are we talking about passive matrix LCDs, or e-paper displays? That might be why e-paper Game Boy emulators are a thing: the limitations of the black-on-grey e-paper screens remind us of the grey-on-green LCDs Nintendo used in the 80s. In this case [Bo Made It] made it out of a Waveshare ESP32-S3-ePaper-1.54, and got 30 FPS from it.
Now, regular readers might be thinking, “So, we’ve seen the 60 FPS e-paper monitor, how is this special?” It’s a fair question. The answer is that [Bo] is doing this on a randomly chosen dev board with a built in wavetable e-paper controller, rather than the bare inputs that allowed the [Wenting Zhang]’s project to work. On the other hand, [Bo] does credit [Wenting], particularly his e-ink PaperBoy project, with directly inspiring both the project and his implementation.
Again, the big difference is going through the blob of the controller, but it turns out you can still address individual pixels through it. [Bo] gave each pixel a ‘budget’ for up to 8 pulses it depending on how much it needs to change, speeding things up immensely. Our favorite part is how he achieves the Game Boy’s 4-bit greyscale by, in effect, deliberately ghosting the display. Pixels aren’t driven long enough to fully flip them if they’re going only one shade lighter or darker. This complicated matters, since going from black to ‘white’ now takes longer than ‘white’ to the next darker grey, and the exact timing needs to be worked out for each color transition. Getting that timing right took a lot of calibration, and we like how he used video to help automate the process.
That process is still ongoing, so there’s no GitHub link yet. [Bo] will open source everything when it’s ready, and we look forward to it. We also look forward to the PDA-like device he’s going to be using this display driver for. If this all sounds similar to a recent 20 FPS e-paper hack, that’s because it’s the same underlying technology.