Psychedelické barvy pomocí RGB LED diody

Zápisník experimentátora

Hierarchy: ShiftPWM

V tomto článku najdete popis algoritmu, který vytvoří psychedelické přechody barev pomocí RGB LED diod. Jak to vypadá se popisuje obtížněji, proto se podívejte na video na konci článku, kde se tyto barvy plynule mění. Toto byl první experiment na daném poli a proto je výsledek trochu jiný, než jsem čekal. Využívám totiž náhodné nastavení barev a velmi často se mi stalo, že výběr barev na obou koncích osmice diod byl tak blízký, že se žádný psychedelický přechod nekonal. Ale pojďme pěkně od začátku.

Použité desky

K vytvoření efektu využijeme dvě desky z předchozího článku. V něm je popsáno jejich vyrobení a způsob zapojení. Kromě toho jsem použil ještě i:

  • Arduino Pro Mini {linkArduino}
  • Breadboard {linkBreadboard}

Programování

Algoritmus je navržen tak, aby střídavě vypočítal náhodnou barvu na jednom nebo druhém konci a plynule animoval přechod z předchozí barvy. Takto se každé dvě sekundy jedna strana plynule přetransformuje na novou barvu a celý algoritmus se opakuje. V článku nebudu popisovat základní nastavení knihovny ShiftPWM, ten najdete v předchozím článku.

Protože pracujeme s RGB hodnotami, je vhodné si na ty účely definovat strukturu. Budeme potřebovat tři dvojice takových struktur, abychom mohli celý algoritmus realizovat. Proměnná v obsahuje aktuální vypočtenou hodnotu na obou koncích. Proměnná val obsahuje nejnovější dvojici RGB barev. Je to cíl, ke kterému se postupně barva přibližuje. Proměnná oldval obsahuje předchozí dvojici a od ní se barva vzdaluje. Proměnná side nabývá dvě hodnoty a říká nám, na které straně máme vypočítat novou RGB hodnotu.

struct rgb {
  int r;
  int g;
  int b;
};

rgb v[2];
rgb val[2];
rgb oldval[2];
int side=0;

Ve funkci loop provádíme tyto výpočty:

  • Vypočítáme RGB hodnotu na jedné nebo druhé straně.
  • V cyklu od 0-100 nejprve vypočítáme nové krajní hodnoty a následně je ještě přepočítáme na přechod mezi nimi. Protože máme 8 diod, druhý cyklus je od 0-8. Čekáme 20 ms, což nám při 100 cyklech dá 2 sekundy na jeden přechod.
  • Pak si do oldval poznačit poslední vypočtenou hodnotu.
  • A přepneme si stranu, aby se nový výpočet odehrál na této straně.
void loop()
{  
  if(side==0) {
    val[0].r=random(255);
    val[0].g=random(255);
    val[0].b=random(255);
  } else {
    val[1].r=random(255);
    val[1].g=random(255);
    val[1].b=random(255);
  }

  for(int j=0;j<100;j++) {
    v[0].r=map(j,0,99,oldval[0].r,val[0].r);
    v[0].g=map(j,0,99,oldval[0].g,val[0].g);
    v[0].b=map(j,0,99,oldval[0].b,val[0].b);

    v[1].r=map(j,0,99,oldval[1].r,val[1].r);
    v[1].g=map(j,0,99,oldval[1].g,val[1].g);
    v[1].b=map(j,0,99,oldval[1].b,val[1].b);
    
    for(int i=0;i<8;i++)
      SetRGB(i,
             map(i,0,7,v[0].r,v[1].r),
             map(i,0,7,v[0].g,v[1].g),
             map(i,0,7,v[0].b,v[1].b));
    delay(20);
  }

  oldval[0]=val[0];
  oldval[1]=val[1];

  if(side==0) side=1;
  else side=0;
}

Slabina algoritmu je v tom, že náhodné hodnoty často nevytvoří dostočne kontrastní barvy. Pokud jsou RGB hodnoty na obou stranách přibližně stejné, lidské oko už nevidí skoro žádnou animaci a síla efektu se ztrácí. Pokud byste chtěli algoritmus vylepšit, doporučoval bych mít pole ručně stanovených RGB hodnot a vybírat jen z nich přes index. Tak budete mít zaručeno, že bude stále dostatečný kontrast mezi oběma okraji.

Zdrojový kód

Zdrojový kód se nachází na serveru GitHub.

Video

Doplňující video se nachází na serveru YouTube.


Video


01.07.2019

Menu