七彩灯是如何设计的-燚智能硬件开发周教授
七彩灯是怎么做的？
这些年汽车上流行氛围灯，从宝马的11色氛围灯，再到奔驰的64色，晚上看起来温馨又豪华。
越来越多的产品，如台灯、智能音响、智能硬件设备重拾了山寨手机首创的“七彩跑马灯”设计。
虽然发源于山寨手机，但现在看起来一点也不山寨了。
我们在此详解介绍此类七彩灯是如何设计的。
跑马灯山寨机
图：奔驰车内氛围灯，可以变化64种颜色
七彩灯的原理
奔驰的64色，并不需要64种颜色的灯，而是采用RGB三色灯组合而成。根据光的三基色原理，红色、绿色、蓝色三种颜色通过不同比例可以搭配出不同颜色。
每种颜色有4个亮度等级，三种颜色就可以配成4x4x4=64个色彩。
如果每种颜色有8个亮度等级，三种颜色就可以配出来512种颜色。
电视机显示屏，也是通过这个三个颜色配出来的，例如24位色深的显示器，每个通道8位，代表256个亮度等级，总共可以配出来256x256x256种颜色，就是1600万色个颜色等级。
图：三基色，以及配出来的7种主要色彩
这种多彩变幻的方法，汽车不是第一个使用的，很多年前已经在玩具领域得到了广泛应用，十年前的山寨手机最喜欢用的“跑马灯”也是这么来的。如今在手机壳、蓝牙音响、穿戴设备等各种地方增辉添彩。
其实山寨不山寨，关键还是看做的效果怎么样，当年Nokia的手机有些也有炫彩灯，JBL pulse系列蓝牙音响更是依靠通体360度炫彩灯，取得了极好的市场销量。
跑马灯手机壳
JBL PULSE
文章最后面有拆解图和原理图。
七彩灯的样子
RGB三色灯，因为至少能发出七种颜色，有时候也叫“七彩灯”。小产品上使用贴片式的三色灯，大的产品上采用插针式的三色灯灯珠。
三色灯，本质上是在一个灯体中封装了三个单色灯。下面两个不带灯罩的图，放大可以清晰的看到灯体内部结构和线路。
图：贴片RGB三色灯（带透镜）
贴片 RGB 三色灯 （不带透镜）
不带透镜的灯，发出的光是散的，需要在灯外面做聚光或者散光措施。带透镜的灯，可以把光线聚拢起来，发出的光的角度会更窄一些。
细心朋友会发现，上图有些三色灯有6个脚，有些只有4个脚。这是因为4个脚的把三颗灯的正极或者负极连起来了。叫做共阳极和共阴极。6个脚的灯，三个颜色的灯是完全独立的。
另外，虽然红绿蓝三个颜色能够配成白色，但因为三个颜色是三个发光点，实际点亮后三个亮点之间有一定的间距，显示出来的白色效果不如白灯那么纯净。
炫彩效果的设计
炫彩效果需要靠LED灯、导光材料和软件控制一起来实现。
图：导光条，汽车氛围灯使用单颗灯+导光条
对于汽车氛围灯，只需要做颜色，保证均匀即可，不需要做动态效果。因此使用一端一颗LED，或两端两颗LED灯，对准导光条，让导光条均匀的把光散射出来即可。
图：JBL PULSE 拆解图，白色的是RGB灯条，每条有8颗灯
图：JBL PULSE灯外层的半透明导光塑料和金属网
对于JBL PULSE这样的一圈氛围灯的产品，可以看到结构上设计了好几根灯条，每个灯条有很多RGB灯，每颗灯都可以被单独控制亮度和色彩。总计接近100颗灯。
在灯的外面有一圈半透明塑料，用于把灯光散布开，最外层还有金属网，一方面为了美观，另一方面可以把整片的灯光隔成小格，看起来像是更多灯的效果。
图：我们设计的某款智能音箱的环形氛围灯阵列（局部）
图：氛围灯控制IC，12颗RGB灯
十多年前，国内的电子产品用氛围灯的最多，以山寨手机为首。涌现出好几家以做氛围灯控制芯片出名的国产芯片厂家。国外的同类芯片品牌，要么价格太贵，要么控制的灯太少，早已被淘汰。
上图示例中的智能家居环形LED氛围灯，总共设计了24颗灯，采用了2颗36路RGB控制芯片。（JBL PULSE用的也是同一个品牌的芯片）。
这些芯片专门为了做多彩氛围灯设计，能够独立控制每一路，也就是每颗灯的每个颜色的亮度，使用MCU通过I2C总线传输指令给芯片，刷新次数可达每秒60次以上，能够通过软件控制使氛围灯产生流畅的色彩动画。
不过汽车上没有这么用的，试想一下，如果你坐到一辆车上，氛围灯五彩斑斓变幻，还带能带滚动特效，想想就觉得土的掉渣啊。。。
总结：氛围灯设计不复杂，成本也很低，之所在在汽车上卖那么贵，可能主要是依赖“艺术设计的价值”吧。
图：燚智能周教授
