Вясёлка на зямлі і ў космасе
Пакуль бацька з сынам блукалі па складзе ў пошуках правізіі і неабходных інструмэнтаў для рамонту, маці і дачка засталіся ў каюце. Пагружаныя ў атмасфэру, насычаную ціхім шорахам сыстэмаў жыцьцязабесьпячэньня карабля, яны сядзелі побач. Маленькая Мэлія зь цікаўнасьцю глядзела на маці, якая зьбіралася распавесьці ёй нешта дзіўнае.
«Мэлія», — пачала Ліранія зь мяккай усьмешкай, — «ты калі-небудзь задумвалася пра тое, як уладкаванае сьвятло? Чаму яно бывае розным? Як колеры зьмешваюцца і ствараюць новыя?»
Дзяўчынка задумалася, перш чым адказаць:
«Ну, я бачыла радугу на Землі… да таго, як мы паляцелі. Яна такая прыгожая! Але чаму ўсе гэтыя колеры зьяўляюцца?»
«Ах, радуга… Гэта адна з самых чароўных зьяваў, якія можна пабачыць на Землі», — уздыхнула маці, узгадваючы дні, калі яны вывучалі зямлянаў у інстытуце, жывучы на сваёй роднай плянэце ў сыстэме Проксыма Цэнтаўры. — «Сьвятло, як і многае іншае ў прыродзе, складаецца з розных элемэнтаў. Калі сонечныя прамяні праходзяць праз атмасфэру і кроплі вады, яны пераламляюцца і падзяляюцца на розныя колеры, якія мы бачым як радугу. Гэта адбываецца таму, што сьвятло можа быць раскладзенае на складнікі: чырвоны, аранжавы, жоўты, зялёны, блакітны, сіні і фіялетавы.»
«І любое сьвятло можна падзяліць?» — Мэлія падалася наперад, зацікаўленая аповедам.
«Так, менавіта. І не толькі сонечнае сьвятло. На караблі мы выкарыстоўваем сьвятлодыёды, якія могуць сьвяціць любым колерам. Ты памятаеш нашы мінулыя заняткі? Мы прымушалі сьвятлодыёды ўключацца і выключацца з дапамогай лічбавых сыгналаў, рэгулявалі іх яркасьць з дапамогай аналягавых. Сёньня я пакажу табе, як стварыць радугу проста тут, на караблі.»
Маці дастала маленькі сьвятлодыёдны модуль, падобны да малюсенькага кубіка, і ўключыла яго ў плату Arduino. Мэлія зь цікаўнасьцю сачыла за яе дзеяньнямі.
«Гэта асаблівы сьвятлодыёд», — працягнула маці. — «Ён складаецца з трох маленькіх сьвятлодыёдаў: чырвонага, зялёнага і сіняга, сабраных у адным корпусе. Такія сьвятлодыёды называюць RGB, бо яны могуць ствараць усе колеры радугі, зьмешваючы гэтыя тры базавыя колеры.»
Мэлія зь цікаўнасьцю глядзела, як Ліранія злучае правады да розных кантактаў платы.
«Мы падлучым чырвоны сьвятлодыёд да піна 3 на плаце, зялёны — да піна 5, а сіні — да піна 6. Усё гэта будзе працаваць аўтаматычна. Глядзі, зараз сьвятлодыёды будуць загарацца і плаўна мяняць колер.»
Маці загрузіла праграму ў Arduino, і сьвятлодыёды пачалі пачаргова міргаць чырвоным, зялёным і сінім колерамі. Мэлія была ў захапленьні.
«А цяпер, Мэлія, мы паспрабуем зрабіць так, каб гэтыя сьвятлодыёды плаўна загараліся і гасьлі. Спачатку чырвоны, затым зялёны і сіні. Мы будзем выкарыстоўваць каманды, каб пасылаць аналягавы сыгнал ад 0 да 255 — так сьвятлодыёд будзе паступова набіраць яркасьць, а потым зноў згасаць.»
Ліранія паказала Мэліі, як праграма паступова павялічвае і памяншае яркасьць сьвятлодыёдаў. Мэлія сачыла за сьвятлом, якое то плаўна ўспыхвала, то згасала.
«Гэта так прыгожа», — прашаптала яна, заваражаная пералівамі сьвятла.
«Але гэта яшчэ ня ўсё!» — усьміхнулася Ліранія. — «Мы можам зьмешваць усе тры колеры адначасова і ствараць любыя адценьні, якія толькі пажадаем. Паглядзі, як гэта працуе ў экранах кампутараў на Землі.»
Маці зрабіла паўзу, каб растлумачыць будову экранаў:
«На экранах кампутараў, тэлефонаў і тэлевізараў кожная выява складаецца зь мільёнаў малюсенькіх пунктаў сьвятла, якія называюцца піксэлямі. Піксэль — гэта найменшы элемэнт экрана, і ён можа быць уключаны, выключаны або сьвяціцца з рознай яркасьцю. Кожны піксэль складаецца зь некалькіх сьвятлодыёдаў, часьцей за ўсё з трох: чырвонага, зялёнага і сіняга — гэтак сама, як наш сьвятлодыёдны модуль.»
Ліранія працягнула:
«Калі піксэлі сьвецяцца з рознай інтэнсіўнасьцю, яны ствараюць выяву на экране. Напрыклад, калі ўсе тры сьвятлодыёды ў піксэлі гараць на поўнай магутнасьці, то піксэль будзе белым. Калі гарыць толькі чырвоны — піксэль будзе чырвоным. Так кіруюць колерам на экранах. Піксэлі разьмешчаныя вельмі шчыльна адзін да аднаго, і чым меншая адлегласьць паміж імі, тым выразьнейшая і больш дэталізаваная карцінка.»
«Значыць, усе карцінкі складаюцца з маленькіх пунктаў?» — Мэлія зьдзіўлена паглядзела на маці.
«Так, менавіта так, — пацьвердзіла маці. — «Гэтыя пункты ствараюцца сьвятлодыёдамі, якія ўключаюцца і выключаюцца мільёны разоў на сэкунду. Колер залежыць ад хімічнага злучэньня ў кожным сьвятлодыёдзе, праз якое праходзіць электрычны ток. Сьвятлодыёды вельмі эфэктыўныя — яны не награваюцца так моцна, як лямпы напальваньня, і могуць сьвяціць значна даўжэй.»
Мэлія слухала з шырока адкрытымі вачыма, уявіўшы сабе ўсе гэтыя найдрабнейшыя пункты сьвятла, якія складаюць выявы на экране.
«Цяпер давай паспрабуем стварыць радугу. Мы настроім наш сьвятлодыёд так, каб ён сьвяціўся рознымі колерамі: чырвоным, аранжавым, жоўтым, зялёным, блакітным, сінім і фіялетавым. Гэтыя колеры будзе зьмяняцца, як сапраўдная радуга.»
Маці ўвяла некалькі камандаў, і сьвятлодыёды засьвяціліся рознымі колерамі: спачатку чырвоным, затым аранжавым, жоўтым, зялёным, блакітным, сінім і, нарэшце, фіялетавым. Сьвятлодыёды, зьмяняючы колеры, нібы малявалі на цёмных сьценах каюты радужную паласу.
«Мама! Мы зрабілі радугу!» — Мэлія запляскала ў ладоні. — «Як быццам на Землі!»
«Так, мілая. І нават тут, удалечыні ад Землі, мы можам стварыць нешта цудоўнае сваімі рукамі, — адказала маці, пяшчотна пагладжваючы Мэлію па галаве. — «Ты бачыш? Усё ў гэтым сьвеце складаецца з простых рэчаў, такіх як сьвятло. Мы толькі павінны зразумець, як яны працуюць.»
Мэлія зьзяла ад шчасьця, а колеры працягвалі плаўна перацякаць адзін у адзін, запаўняючы каюту радужным сьвятлом.