Sasapea's Lab – ページ 227 – What Shall I Do Next ?

以前にATtint85にOLEDを繋ぐという投稿をした。

OLED(128×64)のフレームバッファとして1024バイト必要であるのに対しATtiny85には512バイト(実質的には300バイト程度が上限)しかRAMがないのでピクセル合成が出来ない。

こういう場合、さっさと諦めてしまうのは普通の人、私は普通じゃない人(いい意味でですよ(笑))なのでなんとかできないものかと考えてしまう。

で、思いついたのが、ATtint85でも描画できる程度に描画領域を分割し、その描画領域を切り替えながら描画が完了するまで繰り替えすというロジックを考えてみた。て、いうか、それ普通に考えるだろう？って、突っ込みはなしで。(笑)

まずは、ATtiny85(digispark)にOLEDを接続し、

前回のSSD1306.hを改造し、次のコード(汚くてすいません)を試験的に追加し、

#define PAGE_X_SHIFT  3
#define PAGE_Y_SHIFT  3
#define PAGE_X_BITS   (7 - PAGE_X_SHIFT)
#define PAGE_Y_BITS   (6 - PAGE_Y_SHIFT)
#if PAGE_X_SHIFT == 0
#define PAGENO(x, y)  ((y) >> PAGE_Y_SHIFT)
#elif PAGE_X_SHIFT <= PAGE_Y_SHIFT
#define PAGENO(x, y)  (((x) >> PAGE_X_BITS) + (((y) & ~(_BV(PAGE_Y_SHIFT) - 1)) >> (PAGE_Y_SHIFT - PAGE_X_SHIFT)))
#else
#define PAGENO(x, y)  (((x) >> PAGE_X_BITS) + (((y) & ~(_BV(PAGE_Y_SHIFT) - 1)) << (PAGE_X_SHIFT - PAGE_Y_SHIFT)))
#endif

typedef struct
{
  int x, y;
} POINT;

typedef struct
{
  int left, top, right, bottom;
} RECT;

    uint8_t  _g_buf[_BV(PAGE_X_BITS  + PAGE_Y_BITS ) >> 3];
    uint8_t  _g_msk[_BV(PAGE_X_SHIFT + PAGE_Y_SHIFT) >> 3];
    uint8_t  _g_flg[_BV(PAGE_X_SHIFT + PAGE_Y_SHIFT) >> 3];
    uint8_t  _g_pno;
    POINT    _g_org;
    RECT     _g_cur;

    bool intersectRect(int x0, int y0, int x1, int y1)
    {
      return (x0 < x1 ? (x0 >= _g_cur.right ) || (x1 <= _g_cur.left) : (x0 < _g_cur.left) || (x1 >= _g_cur.right ))
          || (y0 < y1 ? (y0 >= _g_cur.bottom) || (y1 <= _g_cur.top ) : (y0 < _g_cur.top ) || (y1 >= _g_cur.bottom))
          ? false : true;
    }

    void setCurPage(uint8_t no)
    {
      _g_pno = no;
      _g_msk[no >> 3] |= _BV(no & 7);
#if PAGE_X_SHIFT == 0
      _g_cur.left   = 0;
      _g_cur.top    = no << PAGE_Y_BITS;
#else
      _g_cur.left   = (no &  (_BV(PAGE_X_SHIFT) - 1)) << PAGE_X_BITS;
#if PAGE_X_SHIFT <= PAGE_Y_BITS
      _g_cur.top    = (no & ~(_BV(PAGE_X_SHIFT) - 1)) << (PAGE_Y_BITS - PAGE_X_SHIFT);
#else
      _g_cur.top    = (no & ~(_BV(PAGE_X_SHIFT) - 1)) >> (PAGE_X_SHIFT - PAGE_Y_BITS);
#endif
#endif
      _g_cur.right  = _g_cur.left + _BV(PAGE_X_BITS);
      _g_cur.bottom = _g_cur.top + _BV(PAGE_Y_BITS);
      memset(_g_buf, 0, sizeof(_g_buf));
    }

    void beginPaint()
    {
      memset(_g_msk, 0, sizeof(_g_msk));
      _g_pno = 0xFF;
    }

    bool endPaint()
    {
      if (_g_pno != 0xFF)
      {
        //
        // flush page
        //
        cursor(_g_cur.left >> 3, _g_cur.top >> 3);
        ctrl(SSD1306_GDDRAM, 1);
        uint8_t *p = _g_buf;
        for (uint8_t x = 0; x < _BV(PAGE_X_BITS); ++x)
          data(*p++);
        //
        // select page
        //
        for (uint8_t i = 0; i < _BV(PAGE_X_SHIFT + PAGE_Y_SHIFT); ++i)
        {
          if (~_g_msk[i >> 3] & _g_flg[i >> 3] & _BV(i & 7))
          {
            setCurPage(i);
            return true;
          }
        }
        memcpy(_g_flg, _g_msk, sizeof(_g_flg));
        _g_pno = 0xFF;
      }
      return false;
    }

    bool setPixel(int x, int y)
    {
      if ((x >= 0) && (x < SSD1306_MAX_WIDTH) && (y >= 0) && (y < SSD1306_MAX_HEIGHT))
      {
        uint8_t no = PAGENO(x, y);
        if (_g_pno == 0xFF)
          setCurPage(no);
        if (_g_pno == no)
        {
          _g_buf[x & (_BV(PAGE_X_BITS) - 1)] |= _BV(y & 7);
          return true;
        }
        _g_flg[no >> 3] |= _BV(no & 7);
      }
      return false;
    }

    void moveto(int x, int y)
    {
      _g_org.x = x;
      _g_org.y = y;  
    }

    void lineto(int x, int y)
    {
      int x0 = _g_org.x;
      int y0 = _g_org.y;
      int dx = abs(x - x0);
      int dy = abs(y - y0);
      int sx = (x0 < x ? 1 : -1);
      int sy = (y0 < y ? 1 : -1);
      int er = dx - dy;
      while (dx >= dy ? x0 != x : y0 != y)
      {
        if (!setPixel(x0, y0))
        {
          if (!intersectRect(x0, y0, x, y))
            break;
        }
        int e2 = er + er;
        if (e2 > -dy)
        {
          er -= dy;
          x0 += sx;
        }
        if (e2 < dx)
        {
          er += dx;
          y0 += sy;
        }
      }
      _g_org.x = x;
      _g_org.y = y;
    }

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#define PAGE_X_SHIFT 3

#define PAGE_Y_SHIFT 3

#define PAGE_X_BITS (7 - PAGE_X_SHIFT)

#define PAGE_Y_BITS (6 - PAGE_Y_SHIFT)

#if PAGE_X_SHIFT == 0

#define PAGENO(x, y) ((y) >> PAGE_Y_SHIFT)

#elif PAGE_X_SHIFT <= PAGE_Y_SHIFT

#define PAGENO(x, y) (((x) >> PAGE_X_BITS) + (((y) & ~(_BV(PAGE_Y_SHIFT) - 1)) >> (PAGE_Y_SHIFT - PAGE_X_SHIFT)))

#else

#define PAGENO(x, y) (((x) >> PAGE_X_BITS) + (((y) & ~(_BV(PAGE_Y_SHIFT) - 1)) << (PAGE_X_SHIFT - PAGE_Y_SHIFT)))

#endif

typedef struct

{

int x, y;

} POINT;

typedef struct

{

int left, top, right, bottom;

} RECT;

uint8_t _g_buf[_BV(PAGE_X_BITS + PAGE_Y_BITS ) >> 3];

uint8_t _g_msk[_BV(PAGE_X_SHIFT + PAGE_Y_SHIFT) >> 3];

uint8_t _g_flg[_BV(PAGE_X_SHIFT + PAGE_Y_SHIFT) >> 3];

uint8_t _g_pno;

POINT _g_org;

RECT _g_cur;

bool intersectRect(int x0, int y0, int x1, int y1)

{

return (x0 < x1 ? (x0 >= _g_cur.right ) || (x1 <= _g_cur.left) : (x0 < _g_cur.left) || (x1 >= _g_cur.right ))

|| (y0 < y1 ? (y0 >= _g_cur.bottom) || (y1 <= _g_cur.top ) : (y0 < _g_cur.top ) || (y1 >= _g_cur.bottom))

? false : true;

}

void setCurPage(uint8_t no)

{

_g_pno = no;

_g_msk[no >> 3] |= _BV(no & 7);

#if PAGE_X_SHIFT == 0

_g_cur.left = 0;

_g_cur.top = no << PAGE_Y_BITS;

#else

_g_cur.left = (no & (_BV(PAGE_X_SHIFT) - 1)) << PAGE_X_BITS;

#if PAGE_X_SHIFT <= PAGE_Y_BITS

_g_cur.top = (no & ~(_BV(PAGE_X_SHIFT) - 1)) << (PAGE_Y_BITS - PAGE_X_SHIFT);

#else

_g_cur.top = (no & ~(_BV(PAGE_X_SHIFT) - 1)) >> (PAGE_X_SHIFT - PAGE_Y_BITS);

#endif

_g_cur.right = _g_cur.left + _BV(PAGE_X_BITS);

_g_cur.bottom = _g_cur.top + _BV(PAGE_Y_BITS);

memset(_g_buf, 0, sizeof(_g_buf));

}

void beginPaint()

{

memset(_g_msk, 0, sizeof(_g_msk));

_g_pno = 0xFF;

}

bool endPaint()

{

if (_g_pno != 0xFF)

{

// flush page

cursor(_g_cur.left >> 3, _g_cur.top >> 3);

ctrl(SSD1306_GDDRAM, 1);

uint8_t *p = _g_buf;

for (uint8_t x = 0; x < _BV(PAGE_X_BITS); ++x)

data(*p++);

// select page

for (uint8_t i = 0; i < _BV(PAGE_X_SHIFT + PAGE_Y_SHIFT); ++i)

{

if (~_g_msk[i >> 3] & _g_flg[i >> 3] & _BV(i & 7))

{

setCurPage(i);

return true;

}

memcpy(_g_flg, _g_msk, sizeof(_g_flg));

_g_pno = 0xFF;

}

return false;

}

bool setPixel(int x, int y)

{

if ((x >= 0) && (x < SSD1306_MAX_WIDTH) && (y >= 0) && (y < SSD1306_MAX_HEIGHT))

{

uint8_t no = PAGENO(x, y);

if (_g_pno == 0xFF)

setCurPage(no);

if (_g_pno == no)

{

_g_buf[x & (_BV(PAGE_X_BITS) - 1)] |= _BV(y & 7);

return true;

}

_g_flg[no >> 3] |= _BV(no & 7);

}

return false;

}

void moveto(int x, int y)

{

_g_org.x = x;

_g_org.y = y;

}

void lineto(int x, int y)

{

int x0 = _g_org.x;

int y0 = _g_org.y;

int dx = abs(x - x0);

int dy = abs(y - y0);

int sx = (x0 < x ? 1 : -1);

int sy = (y0 < y ? 1 : -1);

int er = dx - dy;

while (dx >= dy ? x0 != x : y0 != y)

{

if (!setPixel(x0, y0))

{

if (!intersectRect(x0, y0, x, y))

break;

}

int e2 = er + er;

if (e2 > -dy)

{

er -= dy;

x0 += sx;

}

if (e2 < dx)

{

er += dx;

y0 += sy;

}

_g_org.x = x;

_g_org.y = y;

}

下記サイトを参考に、ワイヤーフレームのボックスを回してみると、

ATtiny85 Graphics Display

#include "USITWI.h"
#include "SSD1306.h"

#define OLED_ADDR 0x3C
#define TWI_BUS USITWI<USITWI_400K>

TWI_BUS bus;
SSD1306<TWI_BUS, bus, OLED_ADDR> oled;

int x = 0, y = 22<<9;

void RotatingCube()
{
  const int Delta = 9; // Approximation to 1 degree in radians * 2^9
  int x9 = x>>9, y9 = y>>9, x10 = x>>10, y10 = y>>10;
※  oled.beginPaint();
  do
  {
    // Top
    oled.moveto( x9 + 64,  y10 + 52); oled.lineto( y9 + 64, -x10 + 52);
    oled.lineto(-x9 + 64, -y10 + 52); oled.lineto(-y9 + 64,  x10 + 52);
    oled.lineto( x9 + 64,  y10 + 52); oled.lineto( x9 + 64,  y10 + 28);
    // Bottom
    oled.lineto( y9 + 64, -x10 + 28); oled.lineto(-x9 + 64, -y10 + 28);
    oled.lineto(-y9 + 64,  x10 + 28); oled.lineto( x9 + 64,  y10 + 28);
    // Sides
    oled.moveto( y9 + 64, -x10 + 52); oled.lineto( y9 + 64, -x10 + 28);
    oled.moveto(-x9 + 64, -y10 + 52); oled.lineto(-x9 + 64, -y10 + 28);
    oled.moveto(-y9 + 64,  x10 + 52); oled.lineto(-y9 + 64,  x10 + 28);
  }
※  while (oled.endPaint());
  // Rotate cube
  x = x + (y9 * Delta);
  y = y - ((x>>9) * Delta);
}

void setup()
{
  bus.begin();
  oled.begin();
}

void loop()
{
  uint16_t cnt = 0;
  uint16_t t = millis();
  while ((uint16_t)millis() - t < 1000)
  {
    RotatingCube();
    ++cnt;
    bus.handle();
  }
  oled.cursor(0, 0);
  oled.printInt<uint16_t>(cnt);
  oled.printStr(" FPS");
  oled.flush();
}

#include "USITWI.h"

#include "SSD1306.h"

#define OLED_ADDR 0x3C

#define TWI_BUS USITWI<USITWI_400K>

TWI_BUS bus;

SSD1306<TWI_BUS, bus, OLED_ADDR> oled;

int x = 0, y = 22<<9;

void RotatingCube()

{

const int Delta = 9; // Approximation to 1 degree in radians * 2^9

int x9 = x>>9, y9 = y>>9, x10 = x>>10, y10 = y>>10;

※ oled.beginPaint();

{

// Top

oled.moveto( x9 + 64, y10 + 52); oled.lineto( y9 + 64, -x10 + 52);

oled.lineto(-x9 + 64, -y10 + 52); oled.lineto(-y9 + 64, x10 + 52);

oled.lineto( x9 + 64, y10 + 52); oled.lineto( x9 + 64, y10 + 28);

// Bottom

oled.lineto( y9 + 64, -x10 + 28); oled.lineto(-x9 + 64, -y10 + 28);

oled.lineto(-y9 + 64, x10 + 28); oled.lineto( x9 + 64, y10 + 28);

// Sides

oled.moveto( y9 + 64, -x10 + 52); oled.lineto( y9 + 64, -x10 + 28);

oled.moveto(-x9 + 64, -y10 + 52); oled.lineto(-x9 + 64, -y10 + 28);

oled.moveto(-y9 + 64, x10 + 52); oled.lineto(-y9 + 64, x10 + 28);

}

※ while (oled.endPaint());

// Rotate cube

x = x + (y9 * Delta);

y = y - ((x>>9) * Delta);

}

void setup()

{

bus.begin();

oled.begin();

}

void loop()

{

uint16_t cnt = 0;

uint16_t t = millis();

while ((uint16_t)millis() - t < 1000)

{

RotatingCube();

++cnt;

bus.handle();

}

oled.cursor(0, 0);

oled.printInt<uint16_t>(cnt);

oled.printStr(" FPS");

oled.flush();

}

※今回の肝の部分。描画が完了するまで繰り返すロジック。

結果は、こんな感じで、33-34FPSくらいは出た。

動画プレーヤー

Media error: Format(s) not supported or source(s) not found

ファイルをダウンロード: https://lab.sasapea.mydns.jp/wordpress/wp-content/uploads/2018/06/180628_070553.mp4?_=1

00:00

ボリューム調節には上下矢印キーを使ってください。

この例ではメモリ量と速度のバランスが一番良いと思われた128分割で実行した結果で、フレームバッファは、1024/128=8バイトでしかないが、まぁ、そこそこのパフォーマンスは出てるといえる。

しか－し、別の問題が。以前の投稿でも書いたようにコードサイズの問題であるが、試験プログラムで既に５Ｋ程度になっており残りは１Ｋ程度しか残っていないのだ。これではライブラリだけでお腹一杯。アプリが入らなさそう．．．

大きなアプリから利用したい場合、ATTiny85をグラフィック・サーバーとして利用する手はあるし、簡単なアプリであれば単体でも使えるかもしれない．．．が、無理してATtiny85でなくてもいいんじゃね？と、何故か虚しさを感じるのは私だけだろうか．．．

せめてATtiny85の16K版があったらいいのに．．．
microchip様、以前悪口言ったのは謝ります。
だから私の願いを聞いてくださーい。<(_ _)>

終