FastLED库fill_rainbow实现原理
FastLED 库中的 `fill_rainbow` 函数是通过 **HSV 色彩空间** 的色相（Hue）渐变实现的彩虹效果。其核心原理是为每个 LED 灯珠分配一个渐变的色相值，然后通过 HSV-to-RGB 转换生成最终颜色。以下是具体实现细节：---
### 函数原型
```
void fill_rainbow(
struct CRGB* leds, // LED 数组指针
int num_leds, // LED 数量
uint8_t initial_hue, // 起始色相 (0-255)
uint8_t delta_hue // 色相增量 (0-255)
);
```
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### 实现原理
1. **HSV 色彩模型**：
* 彩虹效果基于 **色相（Hue）** 的变化，HSV 模型中的色相值 `H` 范围是 `0-255`，对应色轮上的不同颜色。
* 饱和度（S）和明度（V）通常设为固定值（如 `255`，即最大饱和度和亮度）。
2. **色相渐变计算**：
* 每个 LED 的色相值按以下公式递增：
```
hue = initial_hue + (i * delta_hue)
```
* `i` 是 LED 的索引（从 `0` 到 `num_leds-1`）。
* `delta_hue` 控制相邻 LED 的色相差（值越大，颜色变化越快）。
3. **自动色相环绕**：
* 由于色相是 `uint8_t` 类型（0-255），当计算结果超过 `255` 时会自动取模，形成无缝循环。
4. **HSV 转 RGB**：
* 使用 `hsv2rgb_spectrum` 或 `hsv2rgb_rainbow` 函数将 HSV 颜色转换为 RGB，并写入 LED 数组。
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### 源码简化版
```
void fill_rainbow(CRGB* leds, int num_leds, uint8_t initial_hue, uint8_t delta_hue) {
CHSV hsv;
hsv.saturation = 255; // 固定饱和度
hsv.value = 255; // 固定亮度
for (int i = 0; i < num_leds; i++) {
hsv.hue = initial_hue + (i * delta_hue);
leds = hsv; // 自动调用 hsv2rgb 转换
}
}
```
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### 关键参数说明
* `initial_hue`：起始色相，例如：
* `0` = 红色
* `85` = 绿色
* `170` = 蓝色
* `delta_hue`：色相步长，常见值：
* `255 / num_leds`：在全部 LED 中均匀分布整个彩虹。
* `5`：颜色缓慢变化，适合长灯带。
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### 示例用法
```
#include <FastLED.h>
#define NUM_LEDS 60
CRGB leds;
void setup() {
FastLED.addLeds<WS2812, 6>(leds, NUM_LEDS);
// 生成彩虹：起始色相=0，色相增量=5
fill_rainbow(leds, NUM_LEDS, 0, 5);
FastLED.show();
}
void loop() {}
```
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### 进阶技巧
1. **动态彩虹**：在 `loop` 中递增 `initial_hue`，可实现彩虹滚动效果：
```
static uint8_t hue = 0;
fill_rainbow(leds, NUM_LEDS, hue++, 5);
FastLED.show();
delay(20);
```
2. **色相方向控制**：通过 `delta_hue` 的正负值调整渐变方向。
3. **自定义饱和度/亮度**：修改 `hsv.saturation` 和 `hsv.value` 实现不同效果。
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通过调整 HSV 参数，`fill_rainbow` 提供了一种高效且直观的彩虹生成方式，无需手动计算 RGB 值。
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