【花雕学编程】Arduino动手做（249）--GC9A01红色顶点立方体

  【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
  项目之六十三：GC9A01园屏之旋转倾斜 30 度的红色顶点蓝框立方体

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
  项目之六十三：GC9A01园屏之旋转倾斜 30 度的红色顶点蓝框立方体
*/

//       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"                      // **包含 SPI 库，用于 TFT 屏幕通信**
#include "Adafruit_GFX.h"             // **包含 Adafruit GFX 图形库，用于绘制图形**
#include "Adafruit_GC9A01A.h"         // **包含 GC9A01A 屏幕驱动库**

#define TFT_CS 4                      // **定义 TFT 屏幕片选引脚**
#define TFT_DC 2                      // **定义 TFT 屏幕数据/命令选择引脚**
#define TFT_RST -1                    // **屏幕复位引脚（-1 表示未使用）**

Adafruit_GC9A01A tft = Adafruit_GC9A01A(TFT_CS, TFT_DC, TFT_RST); // **创建 TFT 屏幕对象**

#define SCREEN_WIDTH 240
#define SCREEN_HEIGHT 240
#define CENTER_X SCREEN_WIDTH / 2
#define CENTER_Y SCREEN_HEIGHT / 2
#define CUBE_SIZE 50
#define ROTATION_SPEED 0.05
#define TILT_ANGLE 30 * M_PI / 180  // **倾斜角度 30°**

float angle = 0;
uint16_t fillColor = tft.color565(255, 0, 0);  // **红色填充**
uint16_t edgeColor = tft.color565(0, 0, 255);  // **蓝色边框**

float cubeVertices[8][3] = {
    {-CUBE_SIZE, -CUBE_SIZE, -CUBE_SIZE},
    { CUBE_SIZE, -CUBE_SIZE, -CUBE_SIZE},
    { CUBE_SIZE,  CUBE_SIZE, -CUBE_SIZE},
    {-CUBE_SIZE,  CUBE_SIZE, -CUBE_SIZE},
    {-CUBE_SIZE, -CUBE_SIZE,  CUBE_SIZE},
    { CUBE_SIZE, -CUBE_SIZE,  CUBE_SIZE},
    { CUBE_SIZE,  CUBE_SIZE,  CUBE_SIZE},
    {-CUBE_SIZE,  CUBE_SIZE,  CUBE_SIZE}
};

// **绘制立方体边框**
void drawEdge(int i, int j, float transformedVertices[8][2], uint16_t color) {
    tft.drawLine(transformedVertices[i][0], transformedVertices[i][1],
                 transformedVertices[j][0], transformedVertices[j][1], color);
}

void setup() {
    Serial.begin(115200);
    tft.begin();
    tft.setRotation(2);
    tft.fillScreen(tft.color565(0, 0, 0));
}

void loop() {
    tft.fillScreen(tft.color565(0, 0, 0));

    float transformedVertices[8][2];

    for (int i = 0; i < 8; i++) {
        float x = cubeVertices[i][0];
        float y = cubeVertices[i][1];
        float z = cubeVertices[i][2];

        // **绕 X 轴倾斜 30°**
        float tiltedY = y * cos(TILT_ANGLE) - z * sin(TILT_ANGLE);
        float tiltedZ = y * sin(TILT_ANGLE) + z * cos(TILT_ANGLE);

        // **绕 Y 轴旋转**
        float rotatedX = x * cos(angle) - tiltedZ * sin(angle);
        float rotatedZ = x * sin(angle) + tiltedZ * cos(angle);

        // **投影到 2D 屏幕**
        transformedVertices[i][0] = CENTER_X + rotatedX;
        transformedVertices[i][1] = CENTER_Y + tiltedY;
    }

    // **绘制填充部分**
    for (int i = 0; i < 8; i++) {
        tft.fillCircle(transformedVertices[i][0], transformedVertices[i][1], 2, fillColor);
    }

    // **绘制立方体的边框**
    int edges[12][2] = {
        {0, 1}, {1, 2}, {2, 3}, {3, 0},
        {4, 5}, {5, 6}, {6, 7}, {7, 4},
        {0, 4}, {1, 5}, {2, 6}, {3, 7}
    };

    for (int i = 0; i < 12; i++) {
        drawEdge(edges[i][0], edges[i][1], transformedVertices, edgeColor);
    }

    angle += ROTATION_SPEED;
    delay(50);
}
复制代码

代码解读：

代码结构
1、初始化屏幕

使用 Adafruit_GC9A01A 控制 TFT 圆形屏幕。

设置 黑色背景。

2、定义立方体

立方体包含 8 个 3D 顶点，每个顶点都有 (x, y, z) 坐标。

3、旋转变换

先倾斜 30°（绕 X 轴）。

然后旋转（绕 Y 轴），使立方体动态旋转。

4、投影到 2D 屏幕

计算新的 (x, y) 坐标，将 3D 立方体显示到 2D 屏幕上。

5、绘制

填充红色圆点，模拟立方体的体积。

绘制蓝色边框，使轮廓清晰。

6、动画循环

每次旋转 增加一个角度，让立方体持续旋转。

使用 delay(50); 控制动画流畅度。

7、最终效果
红色填充立方体，倾斜 30°

蓝色边框，增强立体感

动态旋转，视觉流畅，无卡顿

实验场景图  动态图