【花雕学编程】Arduino动手做（249）---GC9A01红蓝绿粒子流

  【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
  项目之五十一：GC9A01屏之带有炫酷尾迹的红蓝绿色粒子流

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
  项目之五十一：GC9A01屏之带有炫酷尾迹的红蓝绿色粒子流
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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"

// 屏幕参数
#define TFT_CS 4        // 屏幕片选引脚
#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);

// 粒子流参数
#define PARTICLE_COUNT 50     // 粒子数量
#define SCREEN_WIDTH 240
#define SCREEN_HEIGHT 240
#define FRAME_DELAY 3        // 帧延迟（加快流动速度）
#define PARTICLE_RADIUS 3     // 粒子半径
#define TRAIL_LENGTH 16       // 尾迹长度

// 粒子结构体
struct Particle {
    float x, y;        // 位置
    float vx, vy;      // 速度
    uint16_t color;    // 颜色
};

// 粒子数组
Particle particles[PARTICLE_COUNT];

// 函数：随机选择红、蓝、绿
uint16_t getRandomRGBColor() {
    int choice = random(0, 3);
    if (choice == 0) return tft.color565(255, 0, 0);    // 红色
    if (choice == 1) return tft.color565(0, 255, 0);    // 绿色
    return tft.color565(0, 0, 255);                     // 蓝色
}

// 初始化粒子（仅限红、蓝、绿）
void initializeParticles() {
    for (int i = 0; i < PARTICLE_COUNT; i++) {
        particles[i].x = random(0, SCREEN_WIDTH);
        particles[i].y = random(0, SCREEN_HEIGHT);
        particles[i].vx = random(4, 10);  // **速度加快**
        particles[i].vy = 0;              // 仅水平方向流动
        particles[i].color = getRandomRGBColor(); // **仅选红蓝绿**
    }
}

// 更新粒子状态
void updateParticles() {
    for (int i = 0; i < PARTICLE_COUNT; i++) {
        particles[i].x += particles[i].vx;

        // 重新生成超出屏幕的粒子
        if (particles[i].x > SCREEN_WIDTH) {
            particles[i].x = 0;  // 从左侧重新出现
            particles[i].y = random(0, SCREEN_HEIGHT); // 垂直位置随机
            particles[i].color = getRandomRGBColor(); // **动态更新颜色**
        }
    }
}

// 绘制粒子流（带 16 个尾巴）
void drawParticles() {
    for (int i = 0; i < PARTICLE_COUNT; i++) {
        for (int j = 0; j < TRAIL_LENGTH; j++) {
            float alpha = 1.0 - (float)j / TRAIL_LENGTH; // 让尾迹逐渐变浅
            uint8_t r = ((particles[i].color >> 11) & 0x1F) * alpha;
            uint8_t g = ((particles[i].color >> 5) & 0x3F) * alpha;
            uint8_t b = (particles[i].color & 0x1F) * alpha;
            uint16_t fadedColor = tft.color565(r * 8, g * 4, b * 8); // **增强亮度**

            // 绘制尾迹，使其逐渐变淡
            tft.fillCircle((int)(particles[i].x - particles[i].vx * j), 
                           (int)(particles[i].y), 
                           PARTICLE_RADIUS - j / 3, fadedColor);
        }
    }
}

void setup() {
    Serial.begin(115200);
    tft.begin();
    tft.setRotation(2);
    tft.fillScreen(GC9A01A_BLACK);

    initializeParticles();
}

void loop() {
    tft.fillScreen(GC9A01A_BLACK);  // **减少黑屏影响**

    updateParticles();   // 更新粒子运动
    drawParticles();     // 绘制粒子流

    delay(FRAME_DELAY);  // 控制帧速率
}
复制代码

代码解读

1、多粒子随机运动：

粒子沿不同方向运动，产生流体般的流动感。

2、颜色动态变化：

每个粒子具有不同颜色，并且可以随着时间逐渐改变。

3、轨迹尾迹效果：

通过粒子的持续运动，形成流畅的流动轨迹。

4、仅限红、蓝、绿粒子，不会有其他颜色

更快的流动速度 (vx = random(4, 10))

5、 所有粒子统一向右流动

炫酷尾迹 (TRAIL_LENGTH = 60)，保持亮色

6、最终效果

实验场景图  动态图

粒子系统

• 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。
  

struct Particle {
    int x, y, dx, dy, color;
};
Particle particles[100];
// 在 loop() 中更新粒子位置并绘制
复制代码