偶然腦子發(fā)熱心血來潮，想要做一個聲音可視化的系列專題。這個專題的難度有點高，涉及面也比較廣泛，相關的FFT和FHT等算法也相當復雜，不過還是打算從最簡單的開始，實際動手做做試驗，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，也會爭取成型一些實用好玩的音樂可視器項目。 初步設想：

1、模擬量拾音模塊，主要是采用MAX9814和MAX4466；

2、使用Arduino平臺，嘗試代碼編程+仿真編程+圖形編程三者結合；

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

4、實驗的可視執(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點陣屏模塊，OLED有機屏模塊，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。

知識點

音樂可視化（Music visualization）

聲音可視化是通過抽象的動態(tài)視覺效果來調動觀者的多重感官，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，以大眾為訴求對象，借助多種新媒體技術等傳播媒介，通過畫面、影像來詮釋音樂內容的、視聽結合的大眾化傳播方式。它能為理解、分析和比較音樂藝術作品形態(tài)的表現(xiàn)力和內外部結構提供的一種直觀視覺呈現(xiàn)的技術。

1、音樂作品用視覺來欣賞

在傳統(tǒng)意義上，音樂屬于耳朵，是用聽覺體驗美感的藝術。人們在欣賞音樂時，往往是在傾聽的基礎上，通過“音響感知與情緒感受”“形象聯(lián)想與理性感悟”以及“音樂美的體驗與感悟”等階段，完成對音樂作品由感性到理性的審美體驗過程。音樂具有形象思維的特點，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。

2、音樂文化用視覺來理解

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，對人類認知世界的活動來說是不可替代的。通過各種視聽感官認知外部世界，“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。古希臘哲學家們認為視覺與理性相連，聽覺與靈魂相接，視聽能夠提供認識對象、認知世界的最多的客觀信息，其認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而創(chuàng)造出的意義。

3、音樂信息用視覺來傳播

聲音和影像、聽覺與視覺，在當代社會中，兩者共同約定審美趨向，主宰大眾文化的美學形態(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，視覺文化以一種人們不易察覺的方式，在觀看的同時提供著潛在的意識形態(tài)和特定的世界觀。盡管音樂藝術本身并不依賴視覺，但卻依賴音樂可視化這一理解音樂文化的趨勢。視覺化也使人們的認知方式發(fā)生了重大改變。過去，音樂被理解為復雜而和諧的數(shù)學比例；現(xiàn)在，音樂被理解為美妙而深奧的靈韻；未來，音樂將被理解節(jié)奏化的圖像，因為可視化已經(jīng)成為一種世界的表征。（具體見百度百科）

隨著音樂節(jié)奏而閃爍的簡單LED發(fā)光二極管燈

實驗材料：

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于一個話筒（麥克風）。它用來接收聲波，顯示聲音的振動圖象，但不能對噪聲的強度進行測量。傳感器內置一個對聲音敏感的電容式駐極體話筒。聲波使話筒內的駐極體薄膜振動，導致電容的變化，而產生與之對應變化的微小電壓。這一電壓隨后被轉化成0-5V的電壓，經(jīng)過A/D轉換被數(shù)據(jù)采集器接受，并傳送給Arduino uno。

模塊特點：

1、一路音頻信號輸出，檢測到聲音輸出音頻信號

2、有3mm的安裝螺絲孔

3、使用5v直流電源供電

4、模擬量電壓信號輸出，信號幅度VCC/2

5、有閥值翻轉電平輸出

6、高感度麥克風，靈敏度高

7、 兩路紅色LED指示：POWER和SENSOR。POWER：上電即亮。SENSOR： 當麥克風感測的聲音達到一定值時，此LED亮。

8、內置放大電路，增益可調，性能穩(wěn)定

9、能直接輸出線性模擬量，AD采集的時候，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、能檢測聲音大小，是否有聲音，口哨聲，可檢測聲音強度；但不能識別特殊頻率。

11、可以用于聲控燈，配合光敏傳感器做聲光報警，以及聲音放大，聲音檢測的場合。

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

項目之一：隨著音樂節(jié)奏而閃爍的簡單LED發(fā)光二極管燈

實驗接線：聲音模塊數(shù)字端口DO接Uno的D2，D11接LED燈

實驗開源代碼：

/*

【花雕動手做】看見聲音，基于Arduino的系列音樂可視器

項目之一：隨著音樂節(jié)奏而閃爍的簡單LED發(fā)光二極管燈

實驗接線：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）;

}

}

實驗開源圖形編程（Mind+、Mixly、編玩邊學）

實驗開源仿真編程（Linkboy V4.62）

第二項，使用三色LED交通燈模塊（紅綠黃燈），來試試效果

音樂可視化系列小項目（01）---LED節(jié)奏燈

項目之二：隨著音樂節(jié)奏而閃爍的三色LED燈模塊

實驗開源代碼

/*

【花雕動手做】音樂可視化系列小項目（01）---LED節(jié)奏燈

項目之二：隨著音樂節(jié)奏而閃爍的三色LED燈模塊

實驗接線：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）;

}

}

}

責任編輯：haq