人類對(duì)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(duì)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(duì)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(duì)音頻以及MIDI信號(hào)進(jìn)行識(shí)別，接著進(jìn)行編碼以及譯碼，后將信號(hào)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?cè)谟^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(yíng)造一場(chǎng)屬于自己心目中的夢(mèng)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(hào)先轉(zhuǎn)化成電頻信號(hào)，電頻信號(hào)又通過變頻器對(duì)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(duì)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(huì)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(jiǎn)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(zhǎng)期的調(diào)試匹配，上演一場(chǎng)輝煌浪漫的音樂噴泉表演秀。
【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(shí)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?？梢詮闹刑崛⌒?、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。
【音樂噴泉設(shè)計(jì)之橋梁水幕】
橋梁水幕是在我們生活中一個(gè)非熟悉常見的景物，尤其是在看電影的時(shí)候，經(jīng)常會(huì)有這樣的動(dòng)畫出來，高達(dá)的橋上，各種景色，各種水幕，讓整個(gè)夜空呈現(xiàn)出不一樣的生機(jī)，橋梁水幕鋼纜姥姥地懸掛在橋塔之間，較古老的吊橋有的使用鐵鏈，有的甚至使用繩索而不是鋼纜，可想設(shè)計(jì)師真的是匠心獨(dú)運(yùn)啊。
大多的橋梁水幕都是系到橋柱上的，目的是為了支撐整個(gè)橋的重量。能降整個(gè)橋面的重量平衡到橋柱，讓橋本身不要再承受太多沒有必要的重量，還有很多建筑都是使用這個(gè)原理的。這種就似乎在我國清代的時(shí)候就發(fā)揮的淋漓盡致了，主要是古代的時(shí)候沒有噴泉的映射，此時(shí)這種建筑物沒有發(fā)揮出教的作用，但是現(xiàn)在的我們將各種有用的都發(fā)揮的淋漓盡致，從而讓整個(gè)城市變得無比的漂亮。
橋梁水幕在當(dāng)今社會(huì)都是主流的橋梁工程，橫跨河流兩岸，目前一般的都是采用鋼材或是混凝土等制成的公眾空桁架為衡量，在加上噴泉和百米高噴的作用整個(gè)河流更加的燈壁輝煌！
本文的研究針對(duì)使用外部聲源的噴泉系統(tǒng)，
在音樂信號(hào)的特征識(shí)別之前，必須先完成模擬音樂信號(hào)的收集。 音樂信號(hào)采集大師
為了包括音頻放大和A / D轉(zhuǎn)換兩個(gè)過程，河南噴泉公司將在下面分別分析。
音頻放大電路的設(shè)計(jì)
外部音頻源信號(hào)的幅度通常很弱，因此原始信號(hào)必須先放大，然后才能發(fā)送到A / D轉(zhuǎn)換器。本文選擇LM386芯片來設(shè)計(jì)音頻放大器電路。 LM386是美國國家半導(dǎo)體公司（NS）推出的功率放大器集成電路系列之一。 LM386具有功耗低，工作電壓范圍寬和外圍元件少的特點(diǎn)。在電子設(shè)備的音頻放大器電路的設(shè)計(jì)中非常有用。它廣泛地使用10個(gè)晶體管構(gòu)成輸入級(jí)，電壓增益和電流驅(qū)動(dòng)級(jí)。其中，T1?T6構(gòu)成一個(gè)PNP型復(fù)合差分放大器，T5和T6是鏡像恒流源，它們充當(dāng)T3和T4的有源負(fù)載，因此輸入級(jí)具有穩(wěn)定的增益。電壓增益級(jí)由連接到公共發(fā)射極狀態(tài)的T7承擔(dān)，其負(fù)載也使用恒定電流源。整個(gè)集成放大器的開環(huán)增益主要由這一階段決定。 T8和T9組合成一個(gè)PNP管，T10一起形成互補(bǔ)的對(duì)稱發(fā)射極輸出電路，以向負(fù)載提供足夠的電流。 D1和D2提供T8，T9和T10所需的偏置，因此后一級(jí)在A和B類狀態(tài)下偏置。 R5?R7形成內(nèi)部反饋回路。從圖3.2.1可以看出，LM386采用雙排8引腳封裝結(jié)構(gòu)。其工作電壓范圍為4?12V，靜態(tài)電流為4mA，輸出功率為660mW，電壓增益為46dB，增益帶寬為300kHz，諧波失真為0.2。 ％。
采樣是指使用較高頻率的開關(guān)脈沖對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行采樣，并提取脈沖的到達(dá)時(shí)間
對(duì)應(yīng)于模擬信號(hào)的幅度，從而可以獲得一系列幅度變化的離散脈沖。 使用這些
離散脈沖序列會(huì)及時(shí)替換原始連續(xù)信號(hào)，也就是說，模擬信號(hào)會(huì)及時(shí)離散。
單芯片計(jì)算機(jī)必須收集音樂信號(hào)，并相應(yīng)地調(diào)整I / O端口的輸出，以控制水泵和七彩燈。 主芯片是AT89C51微控制器。 AT89C51微控制器是一款低功耗，高性能51核CMOS 8位微控制器。 該芯片包含一個(gè)8K空間的Flash只讀存儲(chǔ)器，可以重復(fù)擦除1000次，并具有256字節(jié)的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），32個(gè)I / O端口，一個(gè)看門狗定時(shí)器，三個(gè)16位可編程定時(shí)器， 具有ISP功能，可以滿足設(shè)計(jì)要求。 簡(jiǎn)單易用，價(jià)格非常低廉。 因此，系統(tǒng)的主控制器采用該方案。