【花雕学编程】Arduino动手做（249）--GC9A01屏的炫目万花筒

  【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
  项目之四十一：GC9A01屏之非常炫目的万花筒效果

实验开源代码

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  【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
  项目之四十一：GC9A01屏之非常炫目的万花筒效果
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//       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);

// 定义屏幕中心
#define CENTER_X (tft.width() / 2)
#define CENTER_Y (tft.height() / 2)
#define FRAME_DELAY 50    // 帧延迟
#define NUM_SECTORS 6     // 扇区数量（万花筒对称数量）
#define MAX_RADIUS 120    // 图案最大半径
#define ROTATION_SPEED 2  // 每帧旋转的角度（度）

// 定义颜色数组
const uint16_t colors[] PROGMEM = {GC9A01A_RED, GC9A01A_GREEN, GC9A01A_BLUE, GC9A01A_YELLOW, GC9A01A_MAGENTA, GC9A01A_CYAN, GC9A01A_WHITE};
const int numColors = sizeof(colors) / sizeof(colors[0]);

// 绘制动态图案
void drawPattern(int x, int y, uint16_t color) {
    for (int radius = 5; radius <= MAX_RADIUS; radius += 10) {
        int adjustedX = CENTER_X + (x - CENTER_X) * radius / MAX_RADIUS;
        int adjustedY = CENTER_Y + (y - CENTER_Y) * radius / MAX_RADIUS;
        tft.drawCircle(adjustedX, adjustedY, radius, color);
    }
}

// 绘制万花筒扇区
void drawKaleidoscopePattern(float rotationAngle) {
    for (int sector = 0; sector < NUM_SECTORS; sector++) {
        float angle = sector * (360.0 / NUM_SECTORS) + rotationAngle;
        float radians = angle * 3.14159 / 180;

        int x = CENTER_X + cos(radians) * MAX_RADIUS;
        int y = CENTER_Y + sin(radians) * MAX_RADIUS;

        uint16_t color = colors[random(0, numColors)];
        drawPattern(x, y, color);
    }
}

void setup() {
    Serial.begin(115200);          // 初始化串口
    Serial.println("Dynamic Kaleidoscope");

    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
}

void loop() {
    static float rotationAngle = 0; // 初始化旋转角度

    // 清屏
    tft.fillScreen(GC9A01A_BLACK);

    // 绘制动态万花筒图案
    drawKaleidoscopePattern(rotationAngle);

    // 更新旋转角度，制造动态效果
    rotationAngle = fmod(rotationAngle + ROTATION_SPEED, 360.0);

    delay(FRAME_DELAY); // 控制帧速率
}
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代码解读

1. 对称结构
扇区数量 (NUM_SECTORS)：屏幕被划分为多个扇区，每个扇区的内容通过旋转角度变化进行对称。

角度计算：

float angle = sector * (360.0 / NUM_SECTORS) + rotationAngle;
float radians = angle * 3.14159 / 180;
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每个扇区的中心通过其角度和旋转角度计算得出，确保图案动态变化。

2. 动态旋转
旋转逻辑：

rotationAngle = fmod(rotationAngle + ROTATION_SPEED, 360.0);
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持续增加 rotationAngle 的值，制造图案动态旋转效果，使用 fmod 保证角度循环在 [0, 360] 范围内。

3. 图案绘制
drawPattern() 方法：

在每个扇区的中心位置绘制一组渐变圆形图案，形成复杂视觉效果。

圆的半径由循环控制，动态变化创造立体感。

4. 随机颜色
每帧为不同的扇区随机分配颜色，使图案更加丰富多彩。

5. 效果
复杂性：多个动态扇区组成对称的万花筒图案，每帧旋转。

动态性：图案持续更新，同时旋转并改变颜色。

视觉冲击力：鲜艳的颜色和不断变化的几何图案形成炫目效果。

实验场景图  动态图

万花筒效果

• 通过重复对称图案来模拟万花筒的视觉效果，随着时间旋转和变换。
  
• 关键点：将画布划分为多个扇区，镜像每个扇区的内容。
  
  

int x1 = CENTER_X + r * cos(theta);
int y1 = CENTER_Y + r * sin(theta);
tft.drawPixel(x1, y1, color);
// 复制到其他对称位置
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