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(shí)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(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。

音樂噴泉施工過程中需要注意的事項(xiàng)：1、現(xiàn)場的水泥、主要供水管道等半成品及原材料須放置于有蓋倉庫內(nèi)，并加以支墊，防止雨淋、暴曬及受潮。

2、做好各種設(shè)施的保護(hù)工作，需合理安排施工工序，避免或減少工序進(jìn)行之間造成的設(shè)施損傷和污染。凡下道工序?qū)ι系拦ば虍a(chǎn)品造成損傷或污染的，需事先制定好設(shè)施保護(hù)措施，并嚴(yán)格執(zhí)行。一旦發(fā)生各設(shè)施的損傷或污染，應(yīng)及時(shí)采取有效措施處理，保證施工進(jìn)度和確保工程質(zhì)量達(dá)到合格等級。

3、對各設(shè)施采取護(hù)、包、蓋、封等措施，即視不同情況，分別對各設(shè)施進(jìn)行欄桿隔離保護(hù)，用塑料布、紙包裹、斑馬布覆蓋，或?qū)σ淹旯げ课贿M(jìn)行局部封閉的辦法。

4、合理安排音樂噴泉的施工順序，避免工序間的損傷和污染，凡下道工序?qū)ι系拦ば驎?huì)產(chǎn)生損傷和污染的，必須先采取有效的保護(hù)措施，否則不允許進(jìn)入下道工序施工。

5、嚴(yán)禁踐踏埋件或?qū)⑵渥鳛槭┕な芰?gòu)件。施工現(xiàn)場為多工種交叉流水施工，必須合理安排好工序，做到施工現(xiàn)場的科學(xué)管理，文明施工。同時(shí)工地需做好宣傳教育，使全體員工重視成品保護(hù)工作，嚴(yán)格執(zhí)行各設(shè)施保護(hù)措施。

6、在基層班組設(shè)成品保護(hù)員，負(fù)責(zé)各設(shè)施的保護(hù)工作，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)上報(bào)并果斷處理，并定期對職工進(jìn)行成品保護(hù)教育。

7、為確保工程質(zhì)量美觀，使業(yè)主滿意，在施工過程中采取劃分施工區(qū)來完成，專門組織專職人員值班巡察，進(jìn)行成品保護(hù)工作。凡需進(jìn)入保護(hù)區(qū)域者，需經(jīng)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人的書面批準(zhǔn)。否則不得放行。設(shè)施保護(hù)專職值班人員按項(xiàng)目質(zhì)量保證計(jì)劃中規(guī)定的成品保護(hù)職責(zé)、制度辦法，做好保護(hù)范圍內(nèi)所有成品檢查保護(hù)工作。

8、防盜措施：加強(qiáng)保安措施，建立健全有關(guān)的保衛(wèi)制度，做好產(chǎn)品的保管工作，防止產(chǎn)品被破壞、盜竊，貴重設(shè)備應(yīng)有專人巡查、看管。

為做好各種設(shè)施的保護(hù)工作，需合理安排施工工序，避免或減少工序進(jìn)行之間造成的設(shè)施損傷和污染。凡下道工序?qū)ι系拦ば虍a(chǎn)品造成損傷或污染的，需事先制定好設(shè)施保護(hù)措施，并嚴(yán)格執(zhí)行。一旦發(fā)生各設(shè)施的損傷或污染，應(yīng)及時(shí)采取有效措施處理，保證施工進(jìn)度和確保工程質(zhì)量達(dá)到合格等級。

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(huì)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(shí)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(huì)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(huì)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(huì)很明顯。

自動(dòng)控制技術(shù)是音樂噴泉中關(guān)鍵的技術(shù)，其主要特點(diǎn)表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

一、高水平的音樂信號處理系統(tǒng)

利用中科院自動(dòng)化所在語言識(shí)別方面的國際技術(shù)，研制了音樂信號32位計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)（M UCS ），將音樂信號進(jìn)行頻譜分析和延時(shí)處理，提取音樂信號中適合噴泉控制的有效成分送給主控機(jī)，并能將音樂信號任意延時(shí)，使噴泉和音樂同步。

二、集中分散式控制系統(tǒng)

本噴泉由主控機(jī)直接控制，主控機(jī)具有如下特征：

1．音樂信號采集功能，按頻率特征抽取有效成分。

2．對噴泉設(shè)備進(jìn)行故障診斷，可以對主機(jī)運(yùn)行狀態(tài)、漏電及驅(qū)動(dòng)柜工作狀態(tài)進(jìn)行診斷。

3．中文菜單式操作系統(tǒng)，使操作者能夠在短時(shí)間內(nèi)學(xué)會(huì)操作，具有音樂噴泉的各種動(dòng)態(tài)造型和花樣變化顯示功能，使操作人員通過計(jì)算機(jī)屏幕就能觀察到噴泉的各種變化，極大地方便了音樂噴泉的配曲和操作人員使用。

4．開放式結(jié)構(gòu)，人機(jī)界面友好，通訊接口及編程技巧對用戶開放，只需通過鼠標(biāo)的兩個(gè)鍵即可完成音樂噴泉的配曲，這樣就容易使音樂噴泉配曲庫不斷豐富，總給人耳目一新的感覺。

5．對音樂噴泉的直接控制，直接驅(qū)動(dòng)泵、變頻器或伺服器。

6．搖擺電機(jī)的搖擺速度及方向控制，控制量1024或更多。噴泉控制器采用了MUCS系統(tǒng)，能夠與任何音源相接（CD機(jī)、錄音機(jī)、現(xiàn)場演出等），在保證音樂信號不失真的情況下，使音樂與噴泉完全同步。

三、及可靠性

1．每一路被控制設(shè)備均安裝過電壓、過電流、漏電保護(hù)裝置，一旦發(fā)生故障，能夠自動(dòng)切斷電源，可靠的保護(hù)該路噴泉設(shè)備不受損失，保證人身。

2．從工業(yè)控制工程實(shí)踐中總結(jié)出一套獨(dú)特的接地保護(hù)方式，進(jìn)一步提高性。

3．驅(qū)動(dòng)器部分大規(guī)模地采用大功率無觸點(diǎn)繼電器，減少了電磁火花干擾，大大減少了主回路的故障，延長了使用壽命。

作為音樂噴泉，不可能在內(nèi)長時(shí)間表演，這里因?yàn)椋汉碾娏看螅诙L時(shí)間開啟會(huì)使之缺乏新鮮感，尤其在白天無燈光時(shí)，效果欠佳。噴泉作為整個(gè)廣場的一景，除音樂表演外還需考慮作為固定景點(diǎn)時(shí)水型的藝術(shù)效果。固定水型的使用時(shí)間是長的。因此，噴泉水型設(shè)計(jì)與選擇上除考慮表演音樂時(shí)的美感，同時(shí)也考慮作為水景時(shí)的效果，所以控制上的設(shè)置有不同的功能。

1．手動(dòng)控制：在白天或夜間音樂表演間歇時(shí)，點(diǎn)擊鼠標(biāo)獨(dú)立打開某些水型，形成一組合造型固定不變。節(jié)約用電，平時(shí)常用。

2．程序控制：如果您希望有不同的組合造型變化，則可打開程度功能，使水型按設(shè)定的程序變化，出現(xiàn)不同的造型，使人感受不同景色的美妙。

3．實(shí)時(shí)聲控：為目前國內(nèi)絕大多數(shù)公司普遍采用的一種控制方式，它的特點(diǎn)是可響應(yīng)任何音源信號，現(xiàn)場演奏卡拉OK等，但此種控制方式有一些缺點(diǎn)。

首先，水型動(dòng)作要比音樂滯后，使人感覺噴泉?jiǎng)幼髋c音樂不協(xié)調(diào)。其次，水型的出現(xiàn)組合與出現(xiàn)時(shí)間長短，為固定重復(fù)的而且不論任何曲目，所以會(huì)出現(xiàn)表演水型與音樂所表達(dá)的情感不一致。如激昂的樂符，可能出現(xiàn)擺動(dòng)水型，而輕柔旋律時(shí)，又出現(xiàn)高大的水體，使人聽覺感受與視覺感受不一致。第三，樂曲的情感段落與水型變化時(shí)間不符，而且千篇一律。

4．預(yù)編控制方式：是根據(jù)某一首樂曲的情感與意境，人工編制各種水型、動(dòng)作、燈光、水泵的開啟和關(guān)閉，使噴泉的表演與音樂的情感和意境相吻合。此功能在控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)方面有一定的綜合難度。