#include <FastLED.h>

#define WIDTH 16                            //Ширина матрицы
#define HEIGHT 16                           //Высота матрицы
#define LED_PIN 13                          //Пин подключения матрицы на ардуино
#define BUTTON_PIN 2                        //Пин подключения кнопки на ардуино
#define NUM_LEDS (WIDTH * HEIGHT)           //Общее количество светодиодов
#define BRIGHTNESS 255                      //Яркость (0-255)
#define INTENSITY 45                        //Интенсивность (0-50)
#define MAX_CIRCLES 3                       //Максимальное количество окружностей

float MAX_R = sqrt(WIDTH * WIDTH + HEIGHT * HEIGHT) + 1;
char MODE = 1;                              //1 - цвет от радиуса, 2 - цвет от пикселя

CRGB leds[NUM_LEDS];                        //Массив для светодиодов

char circles[MAX_CIRCLES][3] = {0};         //Инициализация окружностей {x, y, r}
char lenPush = 0;                           //Длина нажатия

void setup() {
  FastLED.addLeds<WS2811, LED_PIN, GRB>(leds, NUM_LEDS);
  FastLED.setBrightness(BRIGHTNESS);
  pinMode(BUTTON_PIN, INPUT_PULLUP);
  Serial.begin(9600);
  randomSeed(analogRead(0));
}

void DrawCircle(char x0, char y0, char radius) {
	char x = 0;
	char y = radius;
	char delta = 1 - 2 * radius;
	char error = 0;
  char res;
  if (MODE == 1)
    res = radius * 10;
	while(y >= 0) {
    if (MODE == 2)
      res = ((x + WIDTH) * (y + HEIGHT));

    if (x0 + x >= 0 && x0 + x < WIDTH && y0 + y >= 0 && y0 + y < HEIGHT)
		  leds[XY(x0 + x, y0 + y)].setHue(res);
    if (x0 + x >= 0 && x0 + x < WIDTH && y0 - y >= 0 && y0 - y < HEIGHT)
		  leds[XY(x0 + x, y0 - y)].setHue(res);
    if (x0 - x >= 0 && x0 - x < WIDTH && y0 + y >= 0 && y0 + y < HEIGHT)
		  leds[XY(x0 - x, y0 + y)].setHue(res);
    if (x0 - x >= 0 && x0 - x < WIDTH && y0 - y >= 0 && y0 - y < HEIGHT)
		  leds[XY(x0 - x, y0 - y)].setHue(res);
		error = 2 * (delta + y) - 1;

		if(delta < 0 && error <= 0) {
			++x;
			delta += 2 * x + 1;
			continue;
		}
		if(delta >= 0 && error > 0) {
			--y;
			delta += 1 - 2 * y;
			continue;
		}
		++x;
		delta += 2 * (x - y);
		--y;
	}
}

void NextStep() {                           //Функция обновления состояния доски
  for (char i = 0; i < HEIGHT; i++) {        //Очистка светодиодов
    for (char j = 0; j < WIDTH; j++) {
      leds[XY(i, j)] = CRGB::Black;
    }
  }

  if (random(50 - INTENSITY) == 0) {        //Случайная точка центра окружности
    for (char i = 0; i < MAX_CIRCLES; i++) {
      if (circles[i][2] == 0) {
        circles[i][0] = random(WIDTH);
        circles[i][1] = random(HEIGHT);
        circles[i][2] = MAX_R;
        break;
      }
    }
  }

  float x1, y1, step;
  char x, y, r;
  for (char i = 0; i < MAX_CIRCLES; i++) {
    if (circles[i][2] != 0) {
      DrawCircle(circles[i][0], circles[i][1], MAX_R - circles[i][2]);
      circles[i][2] -= 1;
    }
  }
}

int XY(char x, char y) {                    //Функция преобразования координат
	return ((WIDTH - x) * WIDTH  - (HEIGHT - y));
}

void SetNextMode() {                        //Смена режима
  for (char i = 0; i < HEIGHT; i++) {
    for (char j = 0; j < WIDTH; j++) {
      leds[XY(i, j)] = CRGB::Black;
    }
  }
  for (char i = 0; i < MAX_CIRCLES; i++) {
    circles[i][0] = 0;
    circles[i][1] = 0;
    circles[i][2] = 0;
  }
  if (MODE == 1)
    MODE = 2;
  else if (MODE == 2)
    MODE = 1;
}

void loop() {
  if (digitalRead(BUTTON_PIN) == LOW) {
    lenPush += 1;
  }
  else if (digitalRead(BUTTON_PIN) != LOW && lenPush != 0) {
    if (lenPush < 16)
      SetNextMode();
    lenPush = 0;
  }

  FastLED.show();
  delay(100);

  NextStep();                               //Переход к следующему поколению
}