设置
我有几百个Sparkfun LED像素(类似于https://www.sparkfun.com/products/11020)连接到Arduino Uno，并希望使用Arduino的内置串行USB连接从PC控制像素。
像素是可单独寻址的，每个像素具有24位的颜色(RGB)。由于我希望能够非常快速地改变每个像素的颜色，因此从pc到Arduino的数据传输必须非常高效(从Arduino到像素的进一步数据传输已经非常快了)。
问题
我试过简单地将所需的RGB值直接发送到Arduino，但这会导致明显的延迟，例如，当我想同时打开所有LED时。我最简单的想法是将可用的颜色从24位减少到8位，这对我的应用程序来说已经足够了。
如果我这样做，我必须将PC上的8位值扩展到Arduino上的24位值，以设置像素上的实际颜色。这里显而易见的解决方案是一个调色板，它包含所有可用的8位值和相应的24位颜色。不过，我希望有一个没有调色板的解决方案，主要是出于内存空间的原因。
问题
什么是将8位颜色扩展为24位颜色的有效方法，最好是准确保留颜色信息的方法？这个任务有标准的算法吗？
可能的解决方案
我正在考虑一种格式，每个R和B有2个比特，G有3个比特。这些值将被打包到一个字节中，然后传输到Arduino，然后使用比特移位进行解包，并使用map()函数进行插值(http://arduino.cc/en/Reference/Map)。
对这个解决方案有什么想法吗？有什么更好的方法可以做到这一点？
R2B2G3会给你提供很少的颜色(实际上还有一位)。我不知道这对你的申请是否足够。您可以使用抖动技术使8位图像看起来更好。
或者，如果你有任何喜欢的颜色集，你可以将已知的调色板存储在你的设备上，永远不要通过有线发送。您还可以为不同的情况存储多个选项板，并指定要与小整数索引一起使用的选项板。
最重要的是，可以实现一些简单的压缩算法，如RLE或LZW，并在接收后解压缩。
还有一些占地面积很小的非常快速的压缩库可以使用：Snappy、miniLZO。
关于您的问题"什么是更好的方法？"，首先要做的事情之一(如果尚未完成)是提高串行数据速率。Arduino论坛建议使用115200 bps作为标准速率，并尝试使用230400 bps。在这种速度下，您需要编写接收软件，以便它将数据从相对较小的接收缓冲区快速传输到较大的缓冲区，而不是试图处理小接收缓冲区中的数据。
第二种可能性是将激活时间放入数据包中。假设F1、F2、F3…是将在LED阵列上显示的一系列帧。提前或在空闲或等待时间从PC发送这些帧，并让Arduino缓冲它们，直到它们按计划出现。当指定帧的激活时间到来时，让Arduino打开它。如果你提前知道帧，但不知道激活时间，请发送和缓冲帧，并在适当的时间只发送激活码。
第三，可以有多个选项板和动态选项板，它们可以动态更改，也可以使用像素地址或像素列表以及像素映射。也就是说，您可能在不同的时间使用不同的协议。协议3可以下载整个调色板，4可以改变调色板的元素，5可以发送24比特值v、时间t、计数n和在时间t要设置为v的n个像素的列表，6可以发送像素设置的位图，等等。位图可以是指示开或关的简单的每像素1位位图，也可以是每像素k位位图，其中k位条目可以指定像素的调色板编号或帧编号。这一切都有点模糊，因为可能性太多了；但简而言之，定义能很好地与所显示的内容配合使用的协议。
第四，考虑到ATmega328P的RAM较小(2KB)，但闪存较大(32KB)，请考虑将几个调色板、帧和宏硬编码到程序中。我所说的宏是指生成圆弧、直线、开放或填充矩形等图形元素的例程。任何预先已知的显示元件都是闪存而不是RAM存储器的候选者。
您的(2，3，2)位想法是"在野外"使用的。尝试起来应该非常简单。质量会很低，但试一下，看看它是否符合你的需求。
如果查找表随时间保持不变，那么与256色查找表相比，任何其他解决方案似乎都不太可能节省大量内存。我认为任何成功的事情都必须利用你发送到像素的图像中的模式。
不管怎么看，你真正想要的是图像压缩。因此，我建议查看PNG和JPG压缩之类的文件，看看它们是否足够快，适合您的应用程序。
如果没有，那么你可以考虑自己滚动。每像素压缩只能做到这一点；就尺寸而言，你的(2，3，2)想法与你所期望的一样好。你可以尝试四叉树类型的格式：取4像素块的平均值，传输差异的压缩(有损)表示，然后对平均值的半分辨率图像应用相同的操作。。。
正如其他人所指出的，抖动会让你的图像在(2,3,2)上看起来更好。对于您的应用程序来说，抖动最简单的方法可能是为每个像素的每种颜色选择不同的(随机或准随机)固定量化阈值偏移。PC和Arduino都将具有该阈值表的副本；阈值的分布将防止后验化，并且Arduino侧表将有助于保持准确性。