【花雕学编程】Arduino动手做（249）--GC9A01屏流星尾迹渐变

[b]粒子系统[/b][list]
[*]模拟动态粒子效果，例如烟花、星空、或者粒子流。
[*]关键点：创建粒子对象，每帧更新其位置、速度和颜色，超出屏幕范围后重置粒子。
[/list]
[code]struct Particle {
int x, y, dx, dy, color;
};
Particle particles[100];
// 在 loop() 中更新粒子位置并绘制[/code]

实验场景图 动态图

代码解析
1. 流星更亮
流星颜色的 RGB 分量被设置为最大值 (MAX_BRIGHTNESS)，让流星更加耀眼：
[code]tft.color565(MAX_BRIGHTNESS, MAX_BRIGHTNESS, MAX_BRIGHTNESS);[/code]
2. 流星尾迹渐变
为流星尾迹添加亮度逐渐降低的渐变效果，使流星看起来更加真实：
[code]uint8_t brightness = MAX_BRIGHTNESS - (j * (MAX_BRIGHTNESS / meteor.length));
uint16_t trailColor = tft.color565(brightness, brightness, brightness);[/code]
3. 星空背景
星星的亮度范围增大，使它们在屏幕上更加显眼。
4. 效果表现
流星更加耀眼：流星颜色更亮，同时带有逐渐淡出的尾迹。
动态星空：背景中分布的星星明亮闪烁，与流星形成对比。
不间断流星：流星持续划过屏幕，并不断生成新流星，效果更动人。

【Arduino】189种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
实验二百四十九：1.28寸圆形彩色TFT显示屏 高清IPS 模块 240*240 SPI接口GC9A01驱动
项目之四十七：GC9A01屏之动态星空和流星尾迹渐变
实验开源代码
[code]/*
【Arduino】189种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
实验二百四十九：1.28寸圆形彩色TFT显示屏 高清IPS 模块 240*240 SPI接口GC9A01驱动
项目之四十七：GC9A01屏之动态星空和流星尾迹渐变
*/
// GC9A01---------- ESP32
// RST ------------ NC（复位引脚，此处未连接）
// CS ------------- D4（片选引脚，连接到ESP32的D4引脚）
// DC ------------- D2（数据/命令选择引脚，连接到ESP32的D2引脚）
// SDA ------------ D23 (green)（主数据输出引脚，连接到ESP32的D23引脚，绿色线）
// SCL ------------ D18 (yellow)（时钟信号引脚，连接到ESP32的D18引脚，黄色线）
// GND ------------ GND（接地引脚，连接到ESP32的接地端）
// VCC -------------3V3（电源引脚，连接到ESP32的3.3V电源）
#include "SPI.h"
#include "Adafruit_GFX.h"
#include "Adafruit_GC9A01A.h"
// 定义屏幕引脚
#define TFT_CS 4 // 片选引脚
#define TFT_DC 2 // 数据/命令引脚
#define TFT_RST -1 // 重置引脚（未使用时设置为 -1）
// 初始化屏幕对象
Adafruit_GC9A01A tft = Adafruit_GC9A01A(TFT_CS, TFT_DC, TFT_RST);
// 星空参数
#define STAR_COUNT 80 // 星星数量
#define METEOR_COUNT 3 // 同时显示的流星数量
#define SCREEN_WIDTH 240 // 屏幕宽度
#define SCREEN_HEIGHT 240 // 屏幕高度
#define FRAME_DELAY 40 // 每帧延迟
#define MAX_BRIGHTNESS 255 // 流星最大亮度
// 星星结构体
struct Star {
int x, y; // 星星位置
uint16_t color; // 星星颜色
};
// 流星结构体
struct Meteor {
float x, y; // 流星当前位置
float vx, vy; // 流星速度
int length; // 流星长度
uint16_t color; // 流星颜色
bool active; // 流星是否活跃
};
// 星星数组
Star stars[STAR_COUNT];
// 流星数组
Meteor meteors[METEOR_COUNT];
// 初始化星星
void initializeStars() {
for (int i = 0; i < STAR_COUNT; i++) {
stars[i].x = random(0, SCREEN_WIDTH);
stars[i].y = random(0, SCREEN_HEIGHT);
stars[i].color = tft.color565(random(200, MAX_BRIGHTNESS), random(200, MAX_BRIGHTNESS), random(200, MAX_BRIGHTNESS)); // 明亮颜色
}
}
// 初始化流星
void initializeMeteors() {
for (int i = 0; i < METEOR_COUNT; i++) {
meteors[i].x = random(0, SCREEN_WIDTH);
meteors[i].y = random(-SCREEN_HEIGHT, 0); // 从屏幕顶部外开始
meteors[i].vx = random(-2, -1); // 负速度，向左运动
meteors[i].vy = random(2, 4); // 正速度，向下运动
meteors[i].length = random(10, 20); // 随机流星长度
meteors[i].color = tft.color565(MAX_BRIGHTNESS, MAX_BRIGHTNESS, MAX_BRIGHTNESS); // 更亮的颜色
meteors[i].active = true; // 设置为活跃状态
}
}
// 绘制星星
void drawStars() {
for (int i = 0; i < STAR_COUNT; i++) {
tft.drawPixel(stars[i].x, stars[i].y, stars[i].color);
}
}
// 更新流星位置
void updateMeteors() {
for (int i = 0; i < METEOR_COUNT; i++) {
if (meteors[i].active) {
meteors[i].x += meteors[i].vx; // 更新流星位置
meteors[i].y += meteors[i].vy;
// 如果流星超出屏幕范围，重置流星
if (meteors[i].x < 0 || meteors[i].y > SCREEN_HEIGHT) {
meteors[i].x = random(0, SCREEN_WIDTH);
meteors[i].y = random(-SCREEN_HEIGHT, 0);
meteors[i].vx = random(-2, -1);
meteors[i].vy = random(2, 4);
meteors[i].length = random(10, 20);
meteors[i].color = tft.color565(MAX_BRIGHTNESS, MAX_BRIGHTNESS, MAX_BRIGHTNESS);
}
}
}
}
// 绘制流星尾迹
void drawMeteorTrail(Meteor meteor) {
for (int j = 0; j < meteor.length; j++) {
// 渐变颜色计算，根据尾迹距离逐渐变暗
uint8_t brightness = MAX_BRIGHTNESS - (j * (MAX_BRIGHTNESS / meteor.length));
uint16_t trailColor = tft.color565(brightness, brightness, brightness);
tft.drawPixel((int)(meteor.x - meteor.vx * j), (int)(meteor.y - meteor.vy * j), trailColor);
}
}
// 绘制流星
void drawMeteors() {
for (int i = 0; i < METEOR_COUNT; i++) {
if (meteors[i].active) {
drawMeteorTrail(meteors[i]); // 绘制流星尾迹
}
}
}
void setup() {
Serial.begin(115200); // 初始化串口
Serial.println("Bright Meteors");
tft.begin(); // 初始化屏幕
tft.setRotation(0); // 设置屏幕方向
tft.fillScreen(GC9A01A_BLACK); // 设置黑色背景
initializeStars(); // 初始化星星
initializeMeteors(); // 初始化流星
}
void loop() {
tft.fillScreen(GC9A01A_BLACK); // 清屏
drawStars(); // 绘制星星
updateMeteors(); // 更新流星状态
drawMeteors(); // 绘制流星
delay(FRAME_DELAY); // 控制帧速率
}[/code]