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WS2812是一种可编程的LED灯#xff0c;具有RGB显示效果#xff0c;可显示的颜色数量为2^24。 常用颜色表示方法
表示方法#xff1a;
RGB 表示 加法混色原理#xff1a;RGB 颜色模型基于加法混色原理#xff0c;将红#xff08;Red#xff09;、绿#xff08…WS2812
WS2812是一种可编程的LED灯具有RGB显示效果可显示的颜色数量为2^24。 常用颜色表示方法
表示方法
RGB 表示 加法混色原理RGB 颜色模型基于加法混色原理将红Red、绿Green、蓝Blue三种基本颜色按照不同的强度相加来生成各种颜色。这三种颜色被称为三原色它们相互独立不能通过其他颜色混合得到。数值表示在计算机中通常用 0 到 255 之间的整数来表示每个颜色通道的强度。例如(0, 0, 0) 表示没有任何颜色即黑色(255, 255, 255) 表示红、绿、蓝三种颜色都达到最强强度混合后为白色。(255, 0, 0) 表示只有红色通道有强度显示为纯红色(0, 255, 0) 为纯绿色(0, 0, 255) 为纯蓝色。对于其他颜色如黄色是红色和绿色的等量混合可表示为 (255, 255, 0)紫色是红色和蓝色的混合可能表示为 (255, 0, 255) 等。 HSV 表示 基于感知属性HSV 颜色模型从人类感知颜色的角度出发用色调Hue、饱和度Saturation和明度Value三个属性来表示颜色。具体含义及取值 色调Hue用角度来表示范围通常是 0° 到 360°。不同的角度对应不同的基本颜色例如 0°或 360°代表红色60° 代表黄色120° 代表绿色180° 代表青色240° 代表蓝色300° 代表品红色等。饱和度Saturation表示颜色的鲜艳程度取值范围从 0% 到 100%。0% 表示颜色完全不饱和即灰色100% 表示颜色达到最鲜艳的状态。明度Value也称为亮度取值范围从 0% 到 100%。0% 表示完全黑暗即黑色100% 表示颜色最亮对于非黑色的颜色明度越高颜色越接近白色。例如纯红色 (0, 100%, 100%) 是鲜艳的红色而 (0, 100%, 50%) 则是较暗的红色。
操作方法对比:
RGB 操作方法 颜色创建与混合创建颜色时直接指定红、绿、蓝三个通道的值。混合颜色时通过对两个或多个颜色的 RGB 值进行算术运算来实现。例如要混合颜色 A (200, 50, 30) 和颜色 B (30, 120, 200)可以将对应通道的值相加后取平均得到混合后的颜色 C ((200 30) / 2, (50 120) / 2, (30 200) / 2)(115, 85, 115)。颜色调整调整颜色的某个属性时需要分别对红、绿、蓝三个通道进行操作。比如要使一个颜色变亮通常需要增加三个通道的值若要改变颜色的色调可能需要按照一定规则调整三个通道值的比例。但这种调整方式相对不直观因为改变一个通道的值可能会同时影响颜色的多个视觉属性。应用场景中的操作特点在图像处理软件中当需要精确控制每个像素的颜色时RGB 模型非常方便。例如在 Photoshop 中进行图像绘制、颜色填充等操作时可以直接在 RGB 模式下输入具体的数值来设置颜色。在计算机图形学中绘制三维图形时也经常使用 RGB 值来指定每个顶点的颜色。 HSV 操作方法 颜色创建与混合创建颜色时先确定色调即选择想要的基本颜色种类然后再调整饱和度和明度来细化颜色。在混合颜色时一般先考虑色调的混合关系再根据需要调整混合后颜色的饱和度和明度。例如混合红色 (0, 100%, 100%) 和绿色 (120, 100%, 100%)可以先取它们色调的中间值 60° 得到黄色调然后根据混合比例和想要的效果调整饱和度和明度。颜色调整调整颜色的某个属性非常直观。如果想要让颜色更鲜艳直接增加饱和度想要让颜色变亮或变暗就调整明度想要改变颜色的种类只需要改变色调值。这种操作方式更符合人类对颜色的直观感受和调整习惯。应用场景中的操作特点在一些需要用户交互选择颜色的场景中HSV 模型更受欢迎。比如在网页设计的颜色选择器中用户可以通过拖动滑块或点击色轮等方式轻松地调整色调、饱和度和明度来选择所需的颜色。在图像颜色调整工具中如 Lightroom 的色彩调整功能也常采用 HSV 模型方便用户根据自己的视觉感受对图像的颜色进行调整
WS2812 的颜色表示方法主要基于 RGB 颜色模型通过对红Red、绿Green、蓝Blue三种基色的不同强度组合来表示各种颜色具体如下
颜色数据结构
WS2812 使用 24 位数据来表示颜色按照 GRB 的顺序依次发送数据每个颜色通道占用 8 位即每个通道有 256 种不同的强度级别。这意味着可以组合出即 16,777,216 种不同的颜色。例如要表示纯红色数据可能为0x00FF00其中绿色通道为最大值 255FF红色和蓝色通道为 0要表示白色数据则为0xFFFFFF即红、绿、蓝三个通道都为最大值 255。
颜色控制原理
在实际控制中通过向 WS2812 发送特定的 24 位数据来控制其显示的颜色。微控制器或其他控制设备按照通信协议将表示颜色的 GRB 数据依次发送到 WS2812 的 DIN 引脚。WS2812 接收到数据后会解析其中的 GRB 值并根据这些值来控制内部的红色、绿色和蓝色 LED 芯片的亮度从而混合出相应的颜色。
与其他颜色模型的转换
与 HSV 颜色模型的转换虽然 WS2812 本身基于 RGB 颜色模型工作但在实际应用中有时可能需要在 HSV 和 RGB 之间进行转换。从 HSV 转换为 RGB 时需要根据 HSV 的色相H、饱和度S和明度V值通过特定的算法计算出对应的 RGB 值再发送给 WS2812。例如对于一个色相为 60 度、饱和度为 100%、明度为 100% 的颜色转换为 RGB 后可能是0xFFFF00黄色。
