利用树莓派制作流光溢彩背景光，缓解观影时的眼部疲劳

烟草我爱

演示视频 ：https://v.youku.com/v_show/id_XNDUxODU5MDg5Ng==.html


前段时间逛油管 发现不少国外达人制作的流光溢彩视频 效果蛮酷炫的  随机种草了 哈哈  经过一段时间的摸索  自己也搞了一个   下面将方法共享出来  有不周全的地方请各位看官多包涵
大家可以参考这个地址的内容 自己diy  

整个流光溢彩套件的工作流程：视频信号（通常是HDMI信号）经过扩展分为两路，一路给电视显示 另一路则给到HDMI转换器转成AV信号给到USB采集卡并提供给树莓派做信号来源用。树莓派拿到视频信号后 对画面进行实时的图片抓取工作并根据抓取的图片上特定位置的颜色来驱动对应位置的全彩LED发光 达到显示背景光的目的

借用网上的一副流程图供参考


从上面的流程可以了解到整套系统包含了以下配件：

1，hdmi一分二同屏视频分配器（如果是4K的信号 需要选用支持4K的版本不然可能导致电视无法进行4K显示）


2，HDMI转AV转换器（如果是4K的HDMI信号的话 需要选用输入支持4K的，其他没要求 只要能将HDMI转换成AV信号即可）



3, USB视频采集卡（最好是选彩用UTV007芯片方案的 兼容性好，其他的芯片有可能树莓派因驱动问题识别不了）



4,WS2812B灯带若干（按需购买，可按米购买 常见的有三种规格有30灯/60灯/144灯每米的。  根据电视机屏幕边长的尺寸购买。 电压方面则是最好选择5V的 和树莓派比较搭配）


5,电源 用来给灯带供电 至于功率则看灯带上的LED总功率来定 可以大不能小。每颗LED按0.3W来算功率按实际需求选择。需要注意的是 树莓派工作的时候约莫有6W左右的功率
我
买的是这种台达处理电源 带MOS管同步整流

6，树莓派主板一块（理论上不管几代的都可以 我用的是树莓派2B版本  ）



以上是硬件部分


软件部分如下
1，首先是树莓派系统  用openelec或者libreELEC都可以 注意选择树莓派对应的版本
2，流光溢彩设置工具  WINDOWS系统需要安装JAVA 才能正常使用

具体实施：

由于我自己主要是用芝杜X9S播放视频的 电视机只是用来充当显示器 所以 视频信号的来源就是X9S播放器  而芝杜播放器本身有AV输出 用一根AV线即可接入AV信号了 如下图


省去了分配器和转换器  如果你的播放设备也具有AV输出接口同时可以满足有HDMI输出的同时AV还能正常输出的话 可以不购买这两个配件

另外需要购买莲花公直通 接头  用来连接转换器和采集卡 如下图所示

x


所以我这里用到的就是树莓派主板+WS2812B灯带+USB采集卡+电源（分配器+转换器由X9S替代了）

硬件布置： WS2812B灯带布置，先将电视背后四个边靠边缘的部分清理干净 以保证灯带上双面胶的粘贴效果 防止粘贴不牢固而脱落，粘贴的位置建议尽量靠边缘位置以正面不容易看到灯带为好，尽量上下及左右的灯珠数量两两对称，在安装的过程中注意灯带的方向  四个边必须要么顺时针 要么逆时针  不能出现其他三条顺时针另一条逆时针的情况 否则灯带会有故障 不会点亮，甚至会烧毁灯带 最后用导线将拐角处的两条灯带焊接起来 注意最后的首尾部分的信号线不要连接，只连接GND和+5V就可以了  最后 从头部也就是第一个灯珠处将三条线引出来待用（灯带上都有标识的  包括方向箭头  +5V  DO  GND) 树莓派部分硬件连接从GPIO引脚引出 分别是+5V  GND  以及驱动灯带的信号线  另外将采集卡插进板子的USB口  板子的供电 可以和灯带共用5V电源  GPIO的定义如图


图中的GPIO.1用来接入WS2812B的信号脚   灯带的GND接入上图中的任何一个GND脚  灯带的+5V接入上图中的+5V脚  注意 上图40脚的GPIO接口的第一二脚是靠近板子插SD卡的那一头的脚  靠近USB口及RJ45网口的一头为接口的第39，40脚 千万别搞错了。电源的5V接入部分可以在灯带那里进行接入 同时由于又从灯带连了5V和GND到树莓派板子 也就相当于给树莓派供电了  所以不用再另外给树莓派供电了 虽然板子有micro USB电源接口 也就用不到了，至于采集卡的视频信号接入部分  一般是黄色的插头线为视频线  其余两根红白色的为音频信号输入 可以不接 实际也用不到。



最后来到软件的部分

准备一张8G或更大容量的SD卡 并插上读卡器连接电脑 在libreELEC官网下载 LibreELEC.USB-SD.Creator工具 界面如下图的样子：


下载下来后 打开文件，还是以上图为例  第一步是选择硬件 select version   点击右边的箭头下拉菜单可以看到有很多支持的硬件  各位按需选择 我的是树莓派2B  所以我选择了图中的那个Raspberry Pi 2 and 3 ，后面出现的就是系统的文件名称及版本号还有大小，如果勾选 Show all  可以看到比较老版本的系统文件 这里也可以按需选择  我选的是最新版本的 9.2.0版本，然后点击下载按钮  选择保存文件夹后 就会自动开始下载  下载好后选择你插入的8G卡，注意别搞错了 不要选到别的存储区域了 最后点击写入 当写入完成后在取出SD卡，如果觉得下载慢 也可以直接下载系统镜像文件 比如树莓派2B的文件
那么就直接点击点击 选择文件 按钮选择你下载的那个系统文件  选择好SD卡 接下来点击 写入 等待完成即可     最后将写好系统的SD卡插入树莓派主板  



接下来 需要将树莓派板子上的HDMI段子用HDMI线连接到电视上 用电视单树莓派的显示器 以便显示树莓派系统的界面   接上USB键盘 或者USB鼠标也可以 一会用来设置LibrecELEC系统
再插上网线 ， 一切接好后 给树莓派通上电 树莓派开始工作


首次启动会系统会自动安装  稍等一会，出现kodi的背景


之后会跳出一个界面


选择语言界面直接键盘回车 或者鼠标点击NEXT


这里是提示设置设备网络名称 用于网上邻居中显示 默认就好  下一步

这里是获取到局域网地址 记好它  后面要用到 下一步

到这一步 一定要打开SSH开关  顺便也把SMB开启  方便后面传文件过去（其实没用到 哈哈，因为只用来做流光溢彩用） 下一步

修改SSH密码  记得带上大写字母+数字+其他字符的组合 比较容易通过 例如：Qwer-1234  接着下一步就OK了

最后 移到电源按钮部分 重启下系统  这时候 可以去掉HDMI线了 因为后面的操作都是用SSH方式远程操作的   到这里 树莓派系统部分就搞定了   

接下来是安装流光溢彩的程序  转战电脑操作  我是WINDOWS系统 所以就以WINDOWS10为例说了
参考官网说明在这里
首先电脑上需要安装JAVA软件 到JAVA官网下载并安装
接着 需要下载流光溢彩设置程序  保存在电脑上 并用java打开待用  界面如下图


下载PuTTY工具软件 用来验证SSH的可连接性
打开后 填入之前记录的IP地址  端口22   连接类型选SSH  最后点击打开

打开后的界面 输入用户名root 之后回车 接着输入密码 密码为之前设置的SSH密码  这里要注意的是 输密码的时候 屏幕不会有任何显示  所以不要怀疑没输入  输入完成后回车 就到了命令界面了
这一步也可以避免 只是验证下SSH的连接性   接下来  回到流光溢彩设置软件

切换到SSH卡片上  从上往下  系统选择openELEC / LE     IP填写之前记录的树莓派的IP  port端口填写22   Usermame  填写root    Password 填写之前修改的SSH密码
一切妥当后 点击CONNECT进行连接 连接成功之后  IP地址 端口 用户名及目录部分会变成灰色    show traffic按钮是显示运行的日志信息 可以看到一些具体的操作信息
接下来点击Inst./Upd. Hyperion按钮进行安装流光溢彩软件到树莓派系统  这里需要注意的是 任何时候不要点击Remove Hyperion  这个是删除流光溢彩软件的  切记
接下来等一会 会弹出日志 提示树莓派重启  等待树莓派重启完成后 重新连接SSH   接下来介绍下SSH卡片的其他按钮的作用
Start 按钮用来启动运行流光溢彩         Stop 按钮用来 停止运行流光溢彩  Get Log 按钮的作用和Show Traffic类似 显示日志   
SSH-Send Hyperion configuraion 下面的两个按钮   Local Config path 按钮 选择配置文件    SEND CONFIG按钮 发送配置文件到树莓派  所有的设置设定好后 都要保存成配置文件 然后通过这个按钮来发送到树莓派 才会生效
最下面的SSH-COLORPICKER 用来驱动灯带显示指定颜色的  只要勾选AUTO UPDATE 点击Set led Color 按钮  灯带就会显示色卡上你鼠标点选的颜色 Clear按钮是清除颜色显示 然后回到视频采集卡流光溢彩状态
最下面的4个按钮：
Save 是保存按钮 保存当前页面的设定到DATA文件 以后只要这个DATA文件和设置程序放在同一目录 打开设置程序的时候 就会自动导入你设定的一些参数  
Load 导入配置  从其他的配置文件导入设定参数   
HELP /WIKI  这个是帮助  连接到软件官网  
create hyperion configuration    这个是生成配置文件按钮

OK  说完了这个卡片后 保持SSH连同状态并切换到Hardware卡片


Hardware卡片 是用来指定驱动灯带的 所有关于灯带的设置都在这个卡片里完成
Device   硬件驱动   
Configuration name 驱动配置名称 可以改 也可以默认  我是默认的
Type  这个是选择驱动灯带的方式（PWM模式）  我是2B的板子驱动WS2812B 选择图中的这个  如果是1代的板子择选带有Jast RPi1的那个
AMOUNT LEDs   这个填写你用的灯带上LED的总数  有多少就填写多少不能多也不能少  
RGB byte Order  这个是指定红绿蓝三种颜色的LED的驱动顺序  这里可以先不动它  点亮灯带后再搭配SSH卡片里面色卡来调整 比如你点红色 灯带却显示绿色 就意味着红绿对调了 需要调过来

以下的选项 会在右边的效果展示区域有显示 可以参照
Construction选项下面的四个复选框是指定四个角落里面的LED的 没有就不要勾选 哪个角落有 就勾选对应的复选框  这时候效果展示区对应的角落也会有变化可以参考
Direction 这里调整灯带的方向 有顺时针和逆时针两种  根据自己的实际情况调整  具体的可以看右侧的效果图 数字就是表示灯的编号 比如数字8 就从第一个等开始数的第九个灯（第一个灯用                 0表示的） 数字的顺序方向就是灯的驱动方向  这个必须和你粘贴的灯带箭头一致  不然会颜色显示错乱
LEDs horizontal  水平方向LED的数量 照顶部的LED数量填写
LEDs left    左侧LED的数量 照实填写
LEDs right  右侧LED的数量 照实填写
Bottom Gap  底部相较于顶部缺失的数量  也就是底部缺失的LED数量加上底部已有的LED数量之和应该等于顶部的LED数量  如果你底部没有缺失的话一般为0   这个选项一般是应付有底座的                      安装情况的  由于底座的存在  底座支架部位一般不会粘贴LED   而壁挂式安装的一般不会存在这个情况 也有朋友只粘贴左上右三面 底部不贴  那这时候就应该填写和顶部一样的                      数量  这样底部就不会有LED存在了  可以看右边的效果展示图  
1st LED offest 这个是设定第一个LED相对于屏幕的位置  数字可以为正也可以为负数  具体的设置可以用鼠标选中填数字的位置 然后按住键盘上键或下键来调整  查看右边效果展示区里面0的                     位置 应该和你实际安装的第一个LED的位置对应
IMAGE PROCESS  这个是调整抓取区域的深度

• Horizontal depth [%] 水平深度[％]：调整抓取区域的深度，“八”表示图片顶部的8％和底部的8％用于确定特定led的颜色
• Vertical depth [%] 垂直深度[％]：调整抓取区域的深度，“六”表示图片顶部的6％和底部的6％用于确定特定led的颜色
• Horizontal gap [%]:水平间距[％]：调整电视图片边框和led抓取区域之间的水平间距
• Vertical gap [%]垂直间隙[％]：调整电视图片边框和led抓取区域之间的垂直间隙
• Overlap [%]重叠[％]：为了使颜色过渡更平滑，你可以使LED区域彼此重叠。
  
  

Blackborder Detection
这个是黑边检测
电视上的话  默认就好了 不动它

以上都搞好了之后 点击下SAVE保存下   再点击下Create Hyperion Configuration按钮生成配置文件  接着切换到SSH卡  点击Local config Path按钮选择保存的配置文件 点击Send Config发送到树莓派  再点击下Start按钮 这时候灯带应该可以工作了  你可以勾选SSH卡下边的色卡区域的Auto Update复选框 顺便点击下 下边的SET led color按钮 再点击颜色区域  灯带应该能够被点亮了 如果亮了 并且颜色符合你点击的颜色 那就说说明 灯带驱动部分没问题了 最好红绿蓝三种色都试试 如果颜色错误 比如 点红显示绿 点蓝显示红 那就得回到设定灯带的卡片里面 重新设定下RGB顺序 并生成配置 再发送到树莓派 启动显示后再看看 没问题了再进行下步设置

接下来切换到 External卡片  这里是设定远程控制的页面 具体的请参考官方说明   油管有国外网页用安卓APP远程控制背光效果 具体的接入参数就在这里设定的 包括端口什么的  俺没咋用过 也就不便说了 不过这里有一


点要注意的是最好勾选Booteffect / Static Color选项  这里是一些默认的灯光效果设定  我自己选的是默认的彩虹模式 Rainbow swirl fast  这样 每次树莓派启动流光溢彩程序的时候 灯带初始启动都会用彩虹效果显示  
其他的不用勾选  最后点击保存设定到DATA文件 接着生成配置文件覆盖原来的配置文件（这里放心  不会覆盖到之前的设定 只会增加这个选项卡部分的设定参数而已） 然后用SSH卡片里面的按钮上传到树莓派  并且重新启动下流光溢彩程序  这时候 你就能看到启动时候的彩虹效果了
接下来  设定视频捕捉卡


切换到Grabber卡片
有两个复选框  
第一个Internal Frame Grabber  这里是设定软件屏幕捕捉的 就是用于树莓派内部的KODI的显示画面捕捉 如果你没有用树莓派来做媒体播放器  这个就不要勾选了  
第二个GrabberV4L2  这个就是USB视频采集卡的驱动设定部分了 勾选上复选框启用它
Device 是硬件设备的驱动路径
input 默认就好    Video Standard  这个是视频信号的彩色调制模式 根据你输入视频采集卡的信号类型来定  我的X9S默认的是NTSC制式 这里选错了 可能导致不能解调出色彩信号 实在拿不定主意的朋友可以先暂时放一放  这时候可以保存设置 并且生成配置文件 上传到树莓派 启动流光溢彩程序  如果设置没问题 那灯带应该可以有颜色显示了 如果没有 那可以看看NTSC或者PAL有没有选错 重新设置一下 看看

接下来设定四个参数  Crop Left 左边裁切   Crop Right右边裁切   Crop top 顶部裁切 Crop Bottom 底部裁切
目的是剪切掉采集画面四周的黑边 请注意这个是以像素为单位的 每次调整一个像素单位   获取参考图片的方法如下
鼠标移到右边的效果展示区域内 单击右键弹出菜单 选择第二项 Take Grabber screenshot  这时候  只要硬件连接没问题  效果展示区会出现 当前电视显示的画面


仔细观察画面四周 你会发现有一圈黑边  这时候调整上面提到的裁切参数 一次增加一个像素单位 直到画面边缘的黑边消失 如下图那样


搞定后保存并生成配置 重新上传到树莓派 并且启动流光溢彩程序


最后是显示效果调整
切换到Process卡片
Smoothing 这个是平滑度调整 设置不好会有闪烁感及卡顿感
type  默认
time ms  这个是取样时间  数值越大 取样越久 我设置的是100  过高会有延迟感
Update Freq  这个是刷新频率设置 以HZ为单位  闪烁感貌似和这个有关  我设置的是60
Update Delay   延迟设置  这个建议保持默认0  设置输出延时的 一般如果信号想到树莓派 后到电视的话 会需要这个设置

这时候最好保存下 并且生成配置文件 再上传到树莓派 并启动程序
下面的设置 可以实时查看  （勾选Send Continuous的复选框 再点击Send Trans.[SSH]按钮 就能实时将修改的参数发送到树莓派 从而实时观看调整的结果）
下面的Transform 这个是LED颜色设置 比如白平衡啥的 大家可以参考官方的说明来设置  我的建议是不要动了  
可以调整下Saturation gain 颜色饱和度   增加色彩浓度就靠这里设置
Luminance gain  背景亮度 这里是以增加白色光的强度来调整的 可以试着加大或降低来看看效果
最后强调的是 所有选项卡在设置后不要忘记生配置文件并上传到树莓派 不然没什么用
文笔有限  不知道大家看懂了没  没懂的 多看看官方的资料吧  一般都会有说明的  哈哈  

hainanhaibei

很带劲，就是技术要求比较高，一般人（我这样的）无法完成啊





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271788533

效果很棒啊   成本多钱呢？能发下清单吗？

cj8510

只能口水下，树莓派玩不转啊。期待有人出套件。

cctvtstv

想开始学树莓派，楼主有什么好推荐的书吗？

烟草我爱

cj8510 发表于 2020-1-22 09:40
只能口水下，树莓派玩不转啊。期待有人出套件。

然而 并不需要什么高深的知识  怎么弄上面都有说了  树莓派只是一个处理中心而已  按照上面说的来做 基本可以成功

烟草我爱

271788533 发表于 2020-1-22 09:15
效果很棒啊   成本多钱呢？能发下清单吗？

树莓派主板 闲鱼收二手的话  1代的几十块  2代一百出点头  3代的一百六七  我的2B板子 闲鱼收的88包邮
分配器 淘宝一搜一大堆  在30到200不等     这个我这没用到
转换器  同分配器                                     这个我这没用到
USB采集卡  不超过30包邮到家  
WS2812B灯带 30灯的一米大约12包邮  60灯1米的大约22包邮  这里说的是1M的价格  具体要多少米 取决电视的大小  至于灯的密度 自然是越多 就越精细  同时耗电也会增加

电源的话 也是从15到100不等   我买的处理品 16包邮    这些物品都可以从淘宝找到的  拿关键字搜一下就有  我也给出了参考图片  对着图片找不难找到的

懂艾的年纪

墙裂要求此贴加精！！！

muyan

实用贴，简单直接

赵忠瑞

很带劲，就是技术要求比较高，一般人（我这样的）无法完成啊:biggrin::biggrin:

瓦力948

树莓派玩不转啊。期待有人出套件

家门口

为什么我的WS2812B的LED连接树莓派2b。开机后灯带一直都在各种颜色的乱闪？

烟草我爱

家门口 发表于 2020-3-2 22:54
为什么我的WS2812B的LED连接树莓派2b。开机后灯带一直都在各种颜色的乱闪？

应该是有干扰  灯带信号线到树莓派GPIO引脚应该尽可能的短  降低干扰  

家门口

烟草我爱 发表于 2020-3-4 22:30
应该是有干扰  灯带信号线到树莓派GPIO引脚应该尽可能的短  降低干扰

谢谢大神的回复。乱闪的现象是SSD-Mange hyerion forhypercon点击start时就开始乱闪，点击stop时就全部关闭。启动SSH-coloipicker/auto update控制灯带，灯带完全不响应，灯带就处在乱闪状态。我硬件连接
1.整条灯带，中间没有断点，收尾没有进行交接的会不会影响？
2.树莓派2b针脚灯带5V对2号针脚，gnd对6号针脚，信号线接12号针脚。

烟草我爱

家门口 发表于 2020-3-5 21:00
谢谢大神的回复。乱闪的现象是SSD-Mange hyerion forhypercon点击start时就开始乱闪，点击stop时就全部关 ...

按你的说法 硬件应该没有接错  灯带 首尾除了信号线之外  电源+5V和GND可以接在一起  有利于平衡电源电流  
   另外 你说Start 闪烁  stop停止了  那检查下 Hardware卡片下面有没有设置正确  这里是设定驱动led灯带的 选错了也是驱动不了的
还有一点  你把树莓派接一个HDMI显示设备  这么做的原因是让树莓派系统的音频从HDMI输出 从而停止内部模拟音频的输出  （这个官网有提到  貌似内部PMW总线有冲突） 然后看看 LED灯带是不是可以正常工作了  如果正常了 那就需SSH要进到树莓派系统修改一个文件 让树莓派强制HDMI输出 从而不插hdmi线也能正常工作  我发帖时漏掉了这个   你需要用WINSCP工具用ssh方式进到树莓派里面  找到/flash 路径下面的config.txt文件  用记事本或者别的编辑工具打开  在最末尾添加
[all]
include distroconfig.txt
dtparam=spi=on
hdmi_force_hotplug=1
hdmi_force_edid_audio=1


保存  然后重启树莓派  这样 就会强制开启HDMI 并且不再检查HDMI了   你试试看

烟草我爱

填坑  由于LibreELEC系统会自动检测HDMI接口是否接入显示设备 从而导致没接HDMI的时候 音频信号会走模拟通道   又因为树莓派驱动WS2812B灯带是通过PWM方式驱动的  而模拟音频信号也是走PWM总线 这就导致流光溢彩程序驱动会有冲突 造成显示不正常  这里是流光溢彩网站的相关说明   解决的方法之一 是将HDMI接口接入一个显示设备 或者用一条HDMI线连接到电视机   另一个方法是 通过修改配置文件 让LibreELEC系统强制开启HDMI 不检测HDMI端口   具体做法如下：用WINSCP工具 连接树莓派
  
用户名和密码就是上面HyperCon 工具里面的SSH用户名和密码
然后找到config.txt文件  双击打开

将文件进度条拉到最下面  并且添加
[all]
include distroconfig.txt
dtparam=spi=on
hdmi_force_hotplug=1
hdmi_force_edid_audio=1

  如下图所示
  
点击保存  然后重启树莓派   这样 HDMI就强制开启了

家门口

烟草我爱 发表于 2020-3-9 20:55
填坑  由于LibreELEC系统会自动检测HDMI接口是否接入显示设备 从而导致没接HDMI的时候 音频信号会走模拟通 ...

嗯嗯。后来也发现灯乱闪的原因是没有插HDMI。不插HDMIKODI就启动不起来，同时也找到屏蔽的方法，就是不知道怎么root树莓派文件，哈哈，谢谢大神的及时雨。

家门口

烟草我爱 发表于 2020-3-9 19:57
按你的说法 硬件应该没有接错  灯带 首尾除了信号线之外  电源+5V和GND可以接在一起  有利于平衡电源电流  ...

大神，按上图的方法接树莓派，是不是树莓派需要另外供电？

家门口

家门口 发表于 2020-3-10 21:23
嗯嗯。后来也发现灯乱闪的原因是没有插HDMI。不插HDMIKODI就启动不起来，同时也找到屏蔽的方法，就是不知 ...

这几天的频繁断电，已经挂了一个板子。。。。。不知怎么弄的，板子短路了，树莓派不管插卡还是不插卡，一上电CPU温度直线就直线上升，10秒不到就烫手指，然后板子就进入断电保护，系统就死了。不知道大神的树莓派运行时温度高不高？

烟草我爱

家门口 发表于 2020-3-10 21:28
大神，按上图的方法接树莓派，是不是树莓派需要另外供电？

上图只是标识出灯带信号的引出脚   如果用灯带的5V供电的话  只需要将灯带的5V接到GPIO的5V脚上就行了 如果你不嫌拉那么多线的话 也可以另外供电