【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化系列小项目（01）

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【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化系列小项目（01）

偶然脑子发热心血来潮，想要做一个声音可视化的系列专题。这个专题的难度有点高，涉及面也比较广泛，相关的FFT和FHT等算法也相当复杂，不过还是打算从最简单的开始，实际动手做做试验，耐心尝试一下各种方案，逐步积累些有用的音乐频谱可视化的资料，也会争取成型一些实用好玩的音乐可视器项目。

初步设想
1、模拟量拾音模块，主要是采用MAX9814和MAX4466；
2、使用Arduino平台，尝试代码编程+仿真编程+图形编程三者结合；
3、开发板是UNO R3\nano V3.0\MEGA2560 R3\ESP8266\ESP32以及掌控板等；
4、实验的可视执行器模块，包括LED发光二极管，RGB彩色LED模块，WS2812彩色灯模块，RGB彩色LED灯带，LED点阵屏模块，OLED有机屏模块，WS2812灯条、WS2812灯环，WS2812像素屏，WS2812炫彩5050灯带以及全彩LED模组P4\P5\P6\P10灯板等。

大致是这样的

知识点：音乐可视化（Music visualization）
声音可视化是通过抽象的动态视觉效果来调动观者的多重感官，并通过声音的辅助使得所传递出的信息更加立体。音乐可视化，是指一种以视觉为核心，以音乐为载体，以大众为诉求对象，借助多种新媒体技术等传播媒介，通过画面、影像来诠释音乐内容的、视听结合的大众化传播方式。它能为理解、分析和比较音乐艺术作品形态的表现力和内外部结构提供的一种直观视觉呈现的技术。

1、音乐作品用视觉来欣赏
在传统意义上，音乐属于耳朵，是用听觉体验美感的艺术。人们在欣赏音乐时，往往是在倾听的基础上，通过“音响感知与情绪感受”“形象联想与理性感悟”以及“音乐美的体验与感悟”等阶段，完成对音乐作品由感性到理性的审美体验过程。音乐具有形象思维的特点，在情感的伴随下，通过想象联想，获得音乐形象、生活情景以及意境等形象，音乐可视化变为现实。

2、音乐文化用视觉来理解
视觉与听觉是人类感知外部世界最重要的通道，是人类最自然最常见的行为，对人类认知世界的活动来说是不可替代的。通过各种视听感官认知外部世界，“观看”和“聆听”是最自然、最直接、也是最重要的手段。眼睛像镜头，耳朵如收音器，因此人类所接触到的是经过“视听媒介”的选择、过滤之后具有特定观看角度、聆听维度的拟态世界。古希腊哲学家们认为视觉与理性相连，听觉与灵魂相接，视听能够提供认识对象、认知世界的最多的客观信息，其认知特性是最可依赖的。人类的“看”和“听”不仅是自然生理行为，更是社会行为，是一种文化景观。这种文化景观是人与外部世界交流互动而创造出的意义。

3、音乐信息用视觉来传播
声音和影像、听觉与视觉，在当代社会中，两者共同约定审美趋向，主宰大众文化的美学形态。视觉为人们看见和理解的音乐作品、音乐文化提供了诸多方便，人们将越来越依赖于读图，可以说，可视化将重塑我们的由印刷文化改造过的生活方式。同时，视觉文化以一种人们不易察觉的方式，在观看的同时提供着潜在的意识形态和特定的世界观。尽管音乐艺术本身并不依赖视觉，但却依赖音乐可视化这一理解音乐文化的趋势。视觉化也使人们的认知方式发生了重大改变。过去，音乐被理解为复杂而和谐的数学比例；现在，音乐被理解为美妙而深奥的灵韵；未来，音乐将被理解节奏化的图像，因为可视化已经成为一种世界的表征。（具体见百度百科）

赶个时髦，尝试使用微软新必应的AI功能来了解音乐可视花

你好，这是必应。我可以帮你解释音乐可视化的概念和意义。

音乐可视化是一种将音乐或声音信号转换为图像或动画的过程，以表达音乐的节奏、旋律、和声、情感和风格1。音乐可视化的目的是为了增强音乐的感知和欣赏，创造一种多感官的体验，或者用于艺术、教育、娱乐和研究的目的2。

音乐可视化的方法有很多，可以分为两大类：基于分析的方法和基于合成的方法3。基于分析的方法是根据音乐的物理特征，如频率、振幅、相位等，来生成图像或动画。这种方法通常使用数学或物理模型，如频谱分析、波形图、傅里叶变换等，来表示音乐的结构和形式4。基于合成的方法是根据音乐的语义特征，如风格、情绪、主题等，来生成图像或动画。这种方法通常使用人工智能或机器学习技术，如神经网络、深度学习、生成对抗网络等，来表示音乐的内容和意义。

音乐可视化有很多应用场景，例如：

1、在线视频平台，如YouTube、Bilibili等，可以使用音乐可视化来制作音乐视频、播客视频、歌词视频等，以吸引观众并提高观看体验。
2、社交媒体平台，如Instagram、Facebook等，可以使用音乐可视化来制作音乐贴文、故事、直播等，以分享自己的音乐喜好和创作，并与其他用户互动。
3、音乐软件和设备，如Spotify、iTunes等，可以使用音乐可视化来展示音乐库中的歌曲和专辑，并提供个性化的推荐和播放列表。
4、音乐教育和研究，如Musescore、Audacity等，可以使用音乐可视化来教授和学习音乐理论和技巧，并分析和比较不同类型和风格的音乐。
5、音乐艺术和表演，如VJing、DJing等，可以使用音乐可视化来创造和展示独特和创新的音乐作品，并与现场观众互动。
我希望这对你有帮助。如果你有其他的问题或请求，欢迎随时和我聊天。😊

1: Music visualization - Wikipedia /
2: What is Music Visualization? - Definition from Techopedia
3: Music Visualization: Methods, Applications, and Challenges - IEEE Journals & Magazine
4: musicvid - Free online visualizer /

偶然查到《2021年要尝试的10个最佳音乐可视化工具》

音乐可视化工具已经存在一段时间了，但近期对它们需求越来越多。人把音乐可视化工具用于播客、音乐视频和社交媒体帖子。

当然，像Adobe Effects这样的主要软件确实包括音频频谱效果，但只是偶尔发布一次视觉效果视频的话，您可能不想花过钱订阅。因此，寻找一种免费或不贵工具创建精美的音频可视化效果，以下10个软件可以帮您做到这一点。

5完全免费音乐可视化工具（无水印）
事不宜迟，让我们从PC上或直接在浏览器中使用的免费音乐可视化工具开始。

1、VSDC（）
VSDC是适用于Windows的免费视频编辑软件，但其中还有强大的音乐可视化工具。与大多数工具不同，VSDC离线操作，因此不必依赖互联网速度和担心文件大小。VSDC可使用于创建线性或圆形音频频谱、抽象音乐可视化以及介于两者之间的任何作品。

由于其非线性，VSDC的功能集比大多数专用音乐可视化器提供的功能要多得多。例如，可以可视化上传视频文件的音频。还可以上传图像或视频作为背景，并在其上放置音频波形。最重要的是，VSDC含许多如用于歌词视频的电影级效果，比如雨滴、各种视频叠加、并排视频等。

VSDC 支持所有常用的音频格式，并允许直接上传到YouTube。创建社交媒体视频时，其中提供Facebook、Twitter、Vimeo和Instagram的专用导出配置文件可。

2、MusicVid（/）
MusicVid 是一种流行的基于模板的音乐可视化工具。当您访问他们的网站时，您会找到预先设计的模板库：圆形频谱、条形可视化工具、音频波等。想测试应用程序而不必从头开始设计新视觉效果的话，请选择一个模板并单击四周。

根据所选的模板，您可以自定义动画。例如，使用圆形光谱模板时，可以调整背景、光谱类型、颜色主题、粒子数量和大小等参数。

频谱可视化器似乎是MusicVid库中最通用的模板，因为其他模板提供的设置较少。但也可以启动空白项目并创建自己的可视化工具。请记住，某些模板含署名通知，并要求您在发布项目时注明作者。

导出非常简单，尽管在渲染添加到场景的所有元素时可能需要一些时间。导出过程的非常方便的功能是保存音频片段而不是整文件的功能。这是创建社交媒体简短样本、预告片或声音节拍的好方法。

3、Vizzy（/）
Vizzy是MusicVid创作者的另一个在线音乐可视化工具。虽然这款应用还处于Alpha版本，但Vizzy相当令人印象深刻，绝对值得一试。Vizzy支持动画文本对象、频谱、图像和效果。工具集的最突出的功能称为分析器。分析器用于手动控制添加到场景上的对象并其对音乐的反应。

与MusicVid不同，Vizzy带来可视化器对更多电影级效果。其中最时尚的有毛刺、录像带和鱼眼。

在此列表中的所有工具中，Vizzy的界面似乎最简单，但上传自己的文件时必须使用电邮登录该程序。进行测试时可以打开 创造者库并使用其他人的动画。这是一种非常用户友好的方法，特别是对进行不同工具比较并不想在每个网站上注册的人。此外，看到其他创作者的项目可能会受到启发！

4、Headliner（/）
Headliner是专为播客设计的在线音频可视化工具。其新手友好的基于向导的界面将引导您在几分钟内完成创建精美视觉效果的过程。首先，您可以上传自己的曲目或将链接粘贴到现有播客。 接下来，该应用程序将要求您选择可视化范围和输出视频大小。但是，最现有的部分从定制步骤开始。其中可以选择波形样式、添加背景图像和文本。或者可以直接跳转到模板库并选择任何预先设计的视觉效果。

完成后可以直接在Twitter、YouTube、Instagram、Facebook上分享视频，或者保存到Drive和 Dropbox，以MP4格式下载到计算机。付费品含其他功能，如字幕、无限音频转录和自定义字体。免费套餐允许每月下载5个无水印的视频，并制作10分钟的音频转录。

与 Vizzy 一样，Headliner库含其他用户创建的音频可视化。不过，与Vizzy不同的是，Headliner的特色用户群包括名人和媒体，如Julie Andrews、经济学人、Smartless杂志等。

5、WoFox（/）
WoFox是一个内容创建和管理平台，拥有数十种有用的工具，包括图形设计构建器、视频制作器和音乐可视化器。此应用程序目前处于Beta版，但运行过程良好。WoFox的界面类似于幻灯片制作工具：既熟悉又简单。选择模板后，可以调整文本、颜色主题、可视化工具类型和图形。

大多数模板旨在帮助音乐家在不支持音频格式的社交媒体平台上宣传自己的歌曲。使模板特别方便的是能够为您计划发布它的平台快速更改视频类型和纵横比。

WoFox的免费套餐慷慨地为您提供无限模板和图形资产。可以导出30秒和360像素的无水印视频。请记住，免费版含内置的广告横幅（小且不显眼），不提供商业使用权。请升级到每月10美元起的付费套餐之一取消该限制。

大概了解了音乐可视化，下面从简单的开始尝试吧

音乐可视化系列项目之一：
随着音乐节奏而闪烁的简单LED发光二极管灯

实验材料：
Arduino uno开发板
KY-038声音传感器模块
LED发光二极管
mini面包板及杜邦线

声音传感器的作用相当于一个话筒（麦克风）。它用来接收声波，显示声音的振动图象，但不能对噪声的强度进行测量。传感器内置一个对声音敏感的电容式驻极体话筒。声波使话筒内的驻极体薄膜振动，导致电容的变化，而产生与之对应变化的微小电压。这一电压随后被转化成0-5V的电压，经过A/D转换被数据采集器接受，并传送给Arduino uno。

模块特点
1、一路音频信号输出，检测到声音输出音频信号
2、有3mm的安装螺丝孔
3、使用5v直流电源供电
4、模拟量电压信号输出，信号幅度VCC/2
5、有阀值翻转电平输出
6、高感度麦克风，灵敏度高
7、 两路红色LED指示：POWER和SENSOR。POWER：上电即亮。SENSOR: 当麦克风感测的声音达到一定值时，此LED亮。
8、内置放大电路，增益可调，性能稳定
9、能直接输出线性模拟量，AD采集的时候，就更加方便了，解决了很多客户，直接采集波形的痛苦。也可以直接作为分贝传感器使用
10、能检测声音大小，是否有声音，口哨声，可检测声音强度；但不能识别特殊频率。
11、可以用于声控灯，配合光敏传感器做声光报警，以及声音放大，声音检测的场合。

KY-038声音传感器模块电原理示意图

【花雕动手做】看见声音，基于Arduino的系列音乐可视器
项目之一：随着音乐节奏而闪烁的简单LED发光二极管灯
实验接线：声音模块数字端口DO接Uno的D2，D11接LED灯

实验开源代码

/*【花雕动手做】看见声音，基于Arduino的系列音乐可视器项目之一：随着音乐节奏而闪烁的简单LED发光二极管灯实验接线：声音模块数字端口DO接Uno的D2，D11接LED灯
*/#define LEDstrip 11void 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);}
}

实验场景图

【花雕动手做】看见声音，基于Arduino的系列音乐可视器
项目之一：随着音乐节奏而闪烁的简单LED发光二极管灯

实验视频剪辑
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实验场景图 动态图