人類對于水的利用方式千變?nèi)f化，而噴泉的利用，則滿足了人類對于美感的追求，特別是音樂噴泉。首先咱們來說一下音樂噴泉的原理到底是什么。

關(guān)于音樂噴泉的定義，我們用四句話來形容，通過千變?nèi)f化的噴泉造型，再加上五顏六色的采光照明，反映音樂內(nèi)涵和主題，帶給人情感的享受。

所以音樂噴泉的水柱大小以及頻次的變化，是對于樂曲的充分反映。

因此音樂噴泉的制作需要有兩個(gè)系統(tǒng)，一個(gè)是程序控制噴泉，一個(gè)是音樂控制系統(tǒng)。

步，計(jì)算機(jī)要對音頻以及MIDI信號進(jìn)行識別，接著進(jìn)行編碼以及譯碼，后將信號輸出到控制系統(tǒng)，這樣一來，就能夠達(dá)到噴泉造型與燈光的變化和音樂保持同步，讓噴泉表演富有內(nèi)涵以及水的藝術(shù)感。甚至于人們在觀看音樂噴泉表演時(shí)，用戶還能夠在編輯界面編寫自己喜愛的音樂程序，營造一場屬于自己心目中的夢幻噴泉。

這里有朋友要問了，你上面的解釋也太籠統(tǒng)了，具體是個(gè)什么過程呢？

如果我們將目光縮小來看的話，能夠看到這么一個(gè)過程，音頻信號先轉(zhuǎn)化成電頻信號，電頻信號又通過變頻器對水泵進(jìn)行控制，水泵的壓力不一樣，噴泉呈現(xiàn)出來的效果也不一樣。那么水泵的壓力是什么決定的呢？

變頻器。變頻器能夠控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，對其頻率進(jìn)行改變從而改變水泵的壓力。

所以到這里，咱們應(yīng)該知道音樂噴泉到底是個(gè)什么原理了吧？說白了原理咱們來說一下音樂噴泉到底該怎么制作。

步找曲子。音樂噴泉前期關(guān)鍵的一步，就是你要找到一首好的曲子，然后根據(jù)在這個(gè)曲子基礎(chǔ)之上，再制作音樂噴泉。有了曲子，然后計(jì)算機(jī)人員會根據(jù)3D動(dòng)畫，制作出音樂噴泉的模型。

這里的模型制作可不簡單，計(jì)算機(jī)人員要進(jìn)行反復(fù)調(diào)試，并且還要讓動(dòng)畫體現(xiàn)音樂情感才行。

在動(dòng)畫制作完畢之后，再通過動(dòng)畫顯示的來控制程序，使得變頻機(jī)、燈光與噴頭的運(yùn)動(dòng)與樂曲達(dá)到同步，并且呈現(xiàn)出來的效果和3D動(dòng)畫基本一致才行。

后一步就是經(jīng)過長期的調(diào)試匹配，上演一場輝煌浪漫的音樂噴泉表演秀。

出色的波光噴泉水流既可以長流線形存在，首尾連貫，如同一條水晶柱，也可以通過電子快門的控制，將其切割成一段段仿佛有生命的跳躍水段，中間有一定的間隔存在，可連續(xù)，可斷續(xù)，鏈結(jié)成弧度，水柱單而高，小而亮，光潔無暇，凈似碧玉，亮麗如虹，美輪美奐。

波光噴泉內(nèi)置低壓強(qiáng)度光源，水體通亮，光隨水波，恍若光纖，異彩紛呈。

此類形式噴射的波光噴泉人們稱為波光跳泉。波光跳泉可根據(jù)設(shè)計(jì)思路調(diào)節(jié)，在控制器的控制下像精靈一般任意跳躍，連綿不絕，完美無暇。

音樂噴泉是一種為了娛樂而創(chuàng)造出來的可以活動(dòng)的噴泉，它根據(jù)美學(xué)設(shè)計(jì)并且經(jīng)常會產(chǎn)生3維的效果。在此過程中，水流被操控，散射及折射光，然后一個(gè)3維的畫面就產(chǎn)生了。音樂噴泉隨著音樂變換，為城市的人們在夜間增添一份美輪美奐的視覺和聽覺的盛宴，是快節(jié)奏的城市生活夜間一項(xiàng)頗為浪漫閑適的娛樂項(xiàng)目。那么，在音樂噴泉中，到底是如何根據(jù)聲音來控制噴泉的呢？

音樂表演噴泉是在程序控制噴泉的基礎(chǔ)上加入了音樂控制系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)通過對音頻及MIDI信號的識別，進(jìn)行譯碼和編碼，終將信號輸出到控制系統(tǒng)，使噴泉的造型及燈光的變化與音樂保持同步，從而達(dá)到噴泉水型、燈光及色彩的變化與音樂情緒的完美結(jié)合，使噴泉表演更加生動(dòng)更加富有內(nèi)涵及體現(xiàn)水的藝術(shù)。音樂噴泉：可以根據(jù)音樂的高低起伏變化。用戶可以在編輯界面編寫自己喜愛的音樂程序。播放系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)音樂、水、燈光氣氛統(tǒng)一，播放同步。

1、音調(diào)及其提取方法

音量、音調(diào)和音色是反映聲音特征的3個(gè)主觀量，它們共同反映了人耳對聲音的感受，其中音調(diào)反映的是人耳對聲音調(diào)子高低的主觀感受。雖然音調(diào)大小也與聲壓等其他因素有關(guān)，但它主要取決于頻率。所以一般頻率越高，音調(diào)也就越高，反之頻率越低則音調(diào)越低。

頻率決定音調(diào)，所以音調(diào)的檢測主要是基頻的檢測，即對音調(diào)周期的研究。系統(tǒng)采用了傳統(tǒng)的自相關(guān)基頻檢測算法，它是一種基于時(shí)域分析理論的算法，具有簡單、計(jì)算量小等優(yōu)點(diǎn)，還能直接對時(shí)域信號采樣值求自相關(guān)函數(shù)。

2、音量信號的處理

音量反映聲音信號的幅值，聲波振幅的大小決定音量的高低。不同音樂信號的音量各不相同，因此在以音量為信號控制水泵工作時(shí)，就會出現(xiàn)高低起伏的水柱。但是如果不處理音量信號，當(dāng)聲波幅值比較大時(shí)，水柱就會出現(xiàn)明顯的變化；反之，當(dāng)聲波幅值較小時(shí)，水柱變化也就不會很明顯。

【音樂噴泉設(shè)計(jì)需要注意什么】

基于大多數(shù)音樂噴泉的表演程序設(shè)計(jì)費(fèi)時(shí)費(fèi)力的問題，下面將介紹一種音樂噴泉的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)。該系統(tǒng)根據(jù)提取音樂的基本特征，分析曲式特點(diǎn)和情感特征，匹配出相應(yīng)的噴泉表演程序，并同時(shí)生成三維仿真動(dòng)畫。該系統(tǒng)具有人機(jī)界面友好的特點(diǎn)。

1、音樂特征識別

選用MIDI格式的音樂文件進(jìn)行輸入，該文件記錄了音樂的全本樂曲和演奏特征。可以從中提取旋律、和聲、節(jié)奏等信息。

2、音樂特征與噴泉?jiǎng)幼鞯钠ヅ?

匹配包括段匹配和音符匹配。這兩個(gè)層次的匹配即音樂噴泉表演程序的設(shè)計(jì)過程，匹配過程中，段匹配首先找到表達(dá)某一特定情感的典型動(dòng)作序列；接下來音符匹配則根據(jù)特定音符表演特定的噴射動(dòng)作。

3、動(dòng)畫仿真和手動(dòng)修改

動(dòng)畫仿真可以代替直接在噴泉裝置上的演示，省時(shí)省力。并且用戶有修改需求時(shí)，可以直接友好的人機(jī)界面上進(jìn)行修改，而省去修改源程序。

4、編譯控制程序

可以將用戶通過人機(jī)界面設(shè)計(jì)的表演程序編譯并輸出為控制程序。

5、同步播放

同步播放程序可以保持噴射與音樂的同步，有效防止延時(shí)問題。