偶然腦子發(fā)熱心血來(lái)潮，想要做一個(gè)聲音可視化的系列專題。這個(gè)專題的難度有點(diǎn)高，涉及面也比較廣泛，相關(guān)的FFT和FHT等算法也相當(dāng)復(fù)雜，不過還是打算從最簡(jiǎn)單的開始，實(shí)際動(dòng)手做做試驗(yàn)，耐心嘗試一下各種方案，逐步積累些有用的音樂頻譜可視化的資料，也會(huì)爭(zhēng)取成型一些實(shí)用好玩的音樂可視器項(xiàng)目。 初步設(shè)想：

1、模擬量拾音模塊，主要是采用MAX9814和MAX4466；

2、使用Arduino平臺(tái)，嘗試代碼編程+仿真編程+圖形編程三者結(jié)合；

3、開發(fā)板是UNO R3 ano V3.0MEGA2560 R3ESP8266ESP32以及掌控板等；

4、實(shí)驗(yàn)的可視執(zhí)行器模塊，包括LED發(fā)光二極管，RGB彩色LED模塊，WS2812彩色燈模塊，RGB彩色LED燈帶，LED點(diǎn)陣屏模塊，OLED有機(jī)屏模塊，WS2812燈條、WS2812燈環(huán)，WS2812像素屏，WS2812炫彩5050燈帶以及全彩LED模組P4P5P6P10燈板等。

知識(shí)點(diǎn)

音樂可視化（Music visualization）

聲音可視化是通過抽象的動(dòng)態(tài)視覺效果來(lái)調(diào)動(dòng)觀者的多重感官，并通過聲音的輔助使得所傳遞出的信息更加立體。音樂可視化，是指一種以視覺為核心，以音樂為載體，以大眾為訴求對(duì)象，借助多種新媒體技術(shù)等傳播媒介，通過畫面、影像來(lái)詮釋音樂內(nèi)容的、視聽結(jié)合的大眾化傳播方式。它能為理解、分析和比較音樂藝術(shù)作品形態(tài)的表現(xiàn)力和內(nèi)外部結(jié)構(gòu)提供的一種直觀視覺呈現(xiàn)的技術(shù)。

1、音樂作品用視覺來(lái)欣賞

在傳統(tǒng)意義上，音樂屬于耳朵，是用聽覺體驗(yàn)美感的藝術(shù)。人們?cè)谛蕾p音樂時(shí)，往往是在傾聽的基礎(chǔ)上，通過“音響感知與情緒感受”“形象聯(lián)想與理性感悟”以及“音樂美的體驗(yàn)與感悟”等階段，完成對(duì)音樂作品由感性到理性的審美體驗(yàn)過程。音樂具有形象思維的特點(diǎn)，在情感的伴隨下，通過想象聯(lián)想，獲得音樂形象、生活情景以及意境等形象，音樂可視化變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。

2、音樂文化用視覺來(lái)理解

視覺與聽覺是人類感知外部世界最重要的通道，是人類最自然最常見的行為，對(duì)人類認(rèn)知世界的活動(dòng)來(lái)說是不可替代的。通過各種視聽感官認(rèn)知外部世界，“觀看”和“聆聽”是最自然、最直接、也是最重要的手段。眼睛像鏡頭，耳朵如收音器，因此人類所接觸到的是經(jīng)過“視聽媒介”的選擇、過濾之后具有特定觀看角度、聆聽維度的擬態(tài)世界。古希臘哲學(xué)家們認(rèn)為視覺與理性相連，聽覺與靈魂相接，視聽能夠提供認(rèn)識(shí)對(duì)象、認(rèn)知世界的最多的客觀信息，其認(rèn)知特性是最可依賴的。人類的“看”和“聽”不僅是自然生理行為，更是社會(huì)行為，是一種文化景觀。這種文化景觀是人與外部世界交流互動(dòng)而創(chuàng)造出的意義。

3、音樂信息用視覺來(lái)傳播

聲音和影像、聽覺與視覺，在當(dāng)代社會(huì)中，兩者共同約定審美趨向，主宰大眾文化的美學(xué)形態(tài)。視覺為人們看見和理解的音樂作品、音樂文化提供了諸多方便，人們將越來(lái)越依賴于讀圖，可以說，可視化將重塑我們的由印刷文化改造過的生活方式。同時(shí)，視覺文化以一種人們不易察覺的方式，在觀看的同時(shí)提供著潛在的意識(shí)形態(tài)和特定的世界觀。盡管音樂藝術(shù)本身并不依賴視覺，但卻依賴音樂可視化這一理解音樂文化的趨勢(shì)。視覺化也使人們的認(rèn)知方式發(fā)生了重大改變。過去，音樂被理解為復(fù)雜而和諧的數(shù)學(xué)比例；現(xiàn)在，音樂被理解為美妙而深?yuàn)W的靈韻；未來(lái)，音樂將被理解節(jié)奏化的圖像，因?yàn)榭梢暬呀?jīng)成為一種世界的表征。（具體見百度百科）

隨著音樂節(jié)奏而閃爍的簡(jiǎn)單LED發(fā)光二極管燈

實(shí)驗(yàn)材料：

Arduino uno開發(fā)板

KY-038聲音傳感器模塊

LED發(fā)光二極管

mini面包板及杜邦線

聲音傳感器的作用相當(dāng)于一個(gè)話筒（麥克風(fēng)）。它用來(lái)接收聲波，顯示聲音的振動(dòng)圖象，但不能對(duì)噪聲的強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)量。傳感器內(nèi)置一個(gè)對(duì)聲音敏感的電容式駐極體話筒。聲波使話筒內(nèi)的駐極體薄膜振動(dòng)，導(dǎo)致電容的變化，而產(chǎn)生與之對(duì)應(yīng)變化的微小電壓。這一電壓隨后被轉(zhuǎn)化成0-5V的電壓，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換被數(shù)據(jù)采集器接受，并傳送給Arduino uno。

模塊特點(diǎn)：

1、一路音頻信號(hào)輸出，檢測(cè)到聲音輸出音頻信號(hào)

2、有3mm的安裝螺絲孔

3、使用5v直流電源供電

4、模擬量電壓信號(hào)輸出，信號(hào)幅度VCC/2

5、有閥值翻轉(zhuǎn)電平輸出

6、高感度麥克風(fēng)，靈敏度高

7、 兩路紅色LED指示：POWER和SENSOR。POWER：上電即亮。SENSOR： 當(dāng)麥克風(fēng)感測(cè)的聲音達(dá)到一定值時(shí)，此LED亮。

8、內(nèi)置放大電路，增益可調(diào)，性能穩(wěn)定

9、能直接輸出線性模擬量，AD采集的時(shí)候，就更加方便了，解決了很多客戶，直接采集波形的痛苦。也可以直接作為分貝傳感器使用

10、能檢測(cè)聲音大小，是否有聲音，口哨聲，可檢測(cè)聲音強(qiáng)度；但不能識(shí)別特殊頻率。

11、可以用于聲控?zé)簦浜瞎饷魝鞲衅髯雎暪鈭?bào)警，以及聲音放大，聲音檢測(cè)的場(chǎng)合。

KY-038聲音傳感器模塊電原理示意圖：

看見聲音，基于Arduino的系列音樂可視器

項(xiàng)目之一：隨著音樂節(jié)奏而閃爍的簡(jiǎn)單LED發(fā)光二極管燈

實(shí)驗(yàn)接線：聲音模塊數(shù)字端口DO接Uno的D2，D11接LED燈

實(shí)驗(yàn)開源代碼：

/*

【花雕動(dòng)手做】看見聲音，基于Arduino的系列音樂可視器

項(xiàng)目之一：隨著音樂節(jié)奏而閃爍的簡(jiǎn)單LED發(fā)光二極管燈

實(shí)驗(yàn)接線：聲音模塊數(shù)字端口DO接Uno的D2，D11接LED燈

*/

#define LEDstrip 11

void setup（） {

pinMode（2， INPUT）;

pinMode（LEDstrip， OUTPUT）;

}

void loop（） {

boolean soundstate = digitalRead（2）;

if （soundstate == 1） {

analogWrite（LEDstrip， 255）;

delay（10）;

}

else {

analogWrite（LEDstrip， 0）;

}

}

實(shí)驗(yàn)開源圖形編程（Mind+、Mixly、編玩邊學(xué)）

實(shí)驗(yàn)開源仿真編程（Linkboy V4.62）

第二項(xiàng)，使用三色LED交通燈模塊（紅綠黃燈），來(lái)試試效果

音樂可視化系列小項(xiàng)目（01）---LED節(jié)奏燈

項(xiàng)目之二：隨著音樂節(jié)奏而閃爍的三色LED燈模塊

實(shí)驗(yàn)開源代碼

/*

【花雕動(dòng)手做】音樂可視化系列小項(xiàng)目（01）---LED節(jié)奏燈

項(xiàng)目之二：隨著音樂節(jié)奏而閃爍的三色LED燈模塊

實(shí)驗(yàn)接線：聲音模塊數(shù)字端口DO接Uno的D2，D11接LED燈

*/

int soundSensor = 2;

int LED = 11;

boolean LEDStatus = false;

void setup（） {

pinMode（soundSensor， INPUT）;

pinMode（LED， OUTPUT）;

}

void loop（） {

int SensorData = digitalRead（soundSensor）;

if （SensorData == 1） {

if （LEDStatus == false） {

LEDStatus = true;

digitalWrite（LED， HIGH）;

}

else {

LEDStatus = false;

digitalWrite（LED， LOW）;

}

}

}

責(zé)任編輯：haq