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系統(tǒng)，一個是程序控制噴泉，一個是音樂控制系統(tǒng)。

步，計算機要對音頻以及MIDI信號進行識別，接著進行編碼以及譯碼，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，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的轉(zhuǎn)速，對其頻率進行改變從而改變水泵的壓力。

所以到這里，咱們應該知道音樂噴泉到底是個什么原理了吧？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。音樂噴泉前期關鍵的一步，就是你要找到一首好的曲子，然后根據(jù)在這個曲子基礎之上，再制作音樂噴泉。有了曲子，然后計算機人員會根據(jù)3D動畫，制作出音樂噴泉的模型。

這里的模型制作可不簡單，計算機人員要進行反復調(diào)試，并且還要讓動畫體現(xiàn)音樂情感才行。

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

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。

【音樂噴泉設計需要注意什么】

基于大多數(shù)音樂噴泉的表演程序設計費時費力的問題，下面將介紹一種音樂噴泉的計算機輔助設計系統(tǒng)。該系統(tǒng)根據(jù)提取音樂的基本特征，分析曲式特點和情感特征，匹配出相應的噴泉表演程序，并同時生成三維仿真動畫。該系統(tǒng)具有人機界面友好的特點。

1、音樂特征識別

選用MIDI格式的音樂文件進行輸入，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、音樂特征與噴泉動作的匹配

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

3、動畫仿真和手動修改

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

4、編譯控制程序

可以將用戶通過人機界面設計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，有效防止延時問題。

本文的研究針對使用外部聲源的噴泉系統(tǒng)，

在音樂信號的特征識別之前，必須先完成模擬音樂信號的收集。 音樂信號采集大師

為了包括音頻放大和A / D轉(zhuǎn)換兩個過程，河南噴泉公司將在下面分別分析。

音頻放大電路的設計

外部音頻源信號的幅度通常很弱，因此原始信號必須先放大，然后才能發(fā)送到A / D轉(zhuǎn)換器。本文選擇LM386芯片來設計音頻放大器電路。 LM386是美國國家半導體公司（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。在電子設備的音頻放大器電路的設計中非常有用。它廣泛地使用10個晶體管構(gòu)成輸入級，電壓增益和電流驅(qū)動級。其中，T1?T6構(gòu)成一個PNP型復合差分放大器，T5和T6是鏡像恒流源，它們充當T3和T4的有源負載，因此輸入級具有穩(wěn)定的增益。電壓增益級由連接到公共發(fā)射極狀態(tài)的T7承擔，其負載也使用恒定電流源。整個集成放大器的開環(huán)增益主要由這一階段決定。 T8和T9組合成一個PNP管，T10一起形成互補的對稱發(fā)射極輸出電路，以向負載提供足夠的電流。 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脈沖對模擬信號進行采樣，并提取脈沖的到達時間

對應于模擬信號的幅度，從而可以獲得一系列幅度變化的離散脈沖。 使用這些

離散脈沖序列會及時替換原始連續(xù)信號，也就是說，模擬信號會及時離散。

單芯片計算機必須收集音樂信號，并相應地調(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8K空間的Flash只讀存儲器，可以重復擦除1000次，并具有256字節(jié)的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），32個I / O端口，一個看門狗定時器，三個16位可編程定時器， 具有ISP功能，可以滿足設計要求。 簡單易用，價格非常低廉。 因此，系統(tǒng)的主控制器采用該方案。

制作一個完整的音樂噴泉主要包括這些設備：噴泉噴頭、LED水底燈、專用噴泉泵、閥門、浮動平臺（用于湖上的噴泉）、管道、電纜、控制系統(tǒng)、音響系統(tǒng)等設備，帶有激光器。 水幕電影音樂噴泉還包括水幕噴頭、水幕投影儀、激光等主要素材設備，以及其他配件。

音樂噴泉設備的一個重要組成部分——噴頭種類很多，常見的噴頭有直流噴頭、玉竹噴頭、雪松噴頭、彈簧噴頭、歐冰噴頭、蘑菇噴頭、簇狀噴頭、煙花噴頭、波浪光噴頭、跳簧噴頭、 旋轉(zhuǎn)花籃噴頭、可變噴頭、二維噴頭、三維噴頭、氣爆噴頭、消防噴淋裝置、水幕膜噴頭等十余種。

噴泉主要設備的價格大致可從材質(zhì)和參數(shù)規(guī)格、種類三方面來劃分。

一、材質(zhì)方面管道共有兩種不同材質(zhì)，一種是工業(yè)不銹鋼（使用壽命15-20年），一種是鍍鋅管道（使用壽命8-10年），不銹鋼的材質(zhì)貴3倍左右；水泵也有兩種不同材質(zhì)，一種是不銹鋼水泵，一種是鑄鐵水泵，不銹鋼的材質(zhì)價格也是鑄鐵水泵價格的3倍左右。

二、噴泉規(guī)格

從規(guī)格參數(shù)主面來講，口徑越大、噴高越高的噴泉、水型越多的音樂噴泉越貴。

三、噴泉種類

從種類上來講，簡單些的音樂噴泉，如只采用直流噴頭、玉柱噴頭、雪松噴頭這些普通噴頭進行設計，那價格便宜相對便宜，大概在10萬起步，如果采用復雜、高級一些的噴泉設備如噴火裝置、水幕電影噴頭、三維噴頭、氣爆等噴頭設備的價格在幾十至上百上千萬元不等。