概要

RaspberryPi Picoが発売されてかなりの時間が経過しました。
ソフトウェアもかなり成熟してきた印象があるので、今回はHDMIコネクタを使用した映像出力を試してみたいと思います。

注意

bad_appleやmandel-full、vistaは映像が乱れているため、正常な映像を確認できませんでした。
vista-paletteは再生できませんでした。

上記に関して、何らかの事前設定が必要な可能性があるため、ご存じの方はコメントいただけますと幸いです。

環境

M1 macbook
- macOS Ventura 13.7.1
Parallels Desktop 19 for mac
- バージョン 19.4.1 (54985)
- Debian GNU Linux 12 ARM64を使用
使用したボード (RP2040を使用)
- Waveshare RP2040-PiZero 販売ページ
- Pimoroni Pico DV Demo Base 販売ページ
- Raspberry Pi Pico (RP2040)

リポジトリ

https://github.com/Wren6991/PicoDVI
- Commits on Aug 15, 2024 [Add pin definitions for Waveshare RP2040-PiZero]
- CommitID: 62c07fb6401187a25cff8edc71650705887a7cb4
https://github.com/raspberrypi/pico-sdk
- Commits on Aug 8, 2024 [SDK 2.0.0 release]
- CommitID: efe2103f9b28458a1615ff096054479743ade236

ビルド手順

リポジトリのクローン
(リポジトリ更新で環境が変化する可能性もあるため、現時点で動作確認の取れた最新バージョンで固定)

mkdir work_dir && cd work_dir
git clone https://github.com/Wren6991/PicoDVI.git
cd PicoDVI
git checkout 62c07fb6401187a25cff8edc71650705887a7cb4

cd .. 
cd pico-sdk
git clone https://github.com/raspberrypi/pico-sdk.git
git checkout efe2103f9b28458a1615ff096054479743ade236

pico-sdk

#unix-command-lineを参考に事前準備↓

sudo apt install cmake && \
         gcc-arm-none-eabi && \
         libnewlib-arm-none-eabi && \
         libstdc++-arm-none-eabi-newlib

PicoDVI

Buildingページを参考にビルド作業を実施

cd work_dir/PicoDVI/software
mkdir build
cd build

cmake \
-DPICO_SDK_PATH=../../../pico-sdk \
-DPICO_COPY_TO_RAM=1 \
-DDVI_DEFAULT_SERIAL_CONFIG=waveshare_rp2040_pizero \
.. 

make -j$(nproc)

cmake後のビルドオプション

-DPICO_SDK_PATH=/path/to/sdk
- pico-sdkの場所を入力
-DPICO_PLATFORM=rp2350
- デフォルト: rp2040
- オプションに含めない場合はデフォルトが自動選択される
-DPICO_COPY_TO_RAM=1
- DVI機能を使用する際は必要
- ここに記載あり→Building
-DDVI_DEFAULT_SERIAL_CONFIG=pico_sock_cfg
- DVI出力に使用するボードの設定情報を選択する
- ここに記載あり→#support-for-different-boards
- Waveshare RP2040-PiZeroなら
  - -DDVI_DEFAULT_SERIAL_CONFIG=waveshare_rp2040_pizero
- Pimoroni Pico DV Demo HDMIなら
  - -DDVI_DEFAULT_SERIAL_CONFIG=pimoroni_demo_hdmi_cfg

ボードに書き込み

makeコマンド実施後、buildディレクトリ以下のappsに格納されている.uf2を書き込む
↓キャプチャーボードでtiles_parallax.uf2の映像を取り込んだ様子

↓キャプチャーボードでhello_dvi.uf2の映像を取り込んだ様子

↓キャプチャーボードでsprite_bounce.uf2の映像を取り込んだ様子

↓キャプチャーボードでtiles_and_sprites.uf2の映像を取り込んだ様子

↓キャプチャーボードでchristmas_snowflakes.uf2の映像を取り込んだ様子

おまけ

bad_apple

事前準備

コード書き換え

uf2convからpicotoolを使用するように変更

PicoDVI/software/apps/bad_apple/video/mkframes.sh

#!/bin/bash
set -ex

rm -rf raw rle pack.bin pack.uf2

mkdir raw
ffmpeg \
	-ss 00:00:05.5 -to 00:00:12.5 \
	-i src.mkv \
	-f lavfi -i color=gray:s=1920x1080 \
	-f lavfi -i color=black:s=1920x1080 \
	-f lavfi -i color=white:s=1920x1080 \
	-filter_complex "threshold,fps=30,crop=1440:1080:240:0,scale=960x720" \
	raw/frame%04d.png

mkdir rle
make -f packframes.mk -j$(nproc)

cat $(find rle -name "*.bin" | sort) > pack.bin

- #uf2conv -f rp2040 -b 0x10010000 pack.bin -o pack.uf2
+ picotool uf2 convert pack.bin -t bin pack.uf2

もし、picotoolでエラーになる場合は、下記を参考にpicotoolをビルドしパスに追加してください。
https://forums.raspberrypi.com/viewtopic.php?t=358951#p2152829

再生する動画の準備

PicoDVI/software/apps/bad_apple/video以下にsrc.mkvのファイル名で配置

ビルドToolのインストール

cd work_dir/PicoDVI/software/apps/bad_apple/video

sudo apt install ffmpeg

python3 -m venv picoenv
source picoenv/bin/activate
pip install Pillow

ビルド

./mkframes.sh

書き込み手順

1.work_dir/PicoDVI/software/build/apps/bad_appleにある、bad_apple.uf2を書き込み
2.work_dir/PicoDVI/software/apps/bad_apple/videoにあるpack.uf2を書き込み

↓bad_apple.uf2でpack.uf2を再生した様子