ऑप्टिकल ग्लास संग्रह की संगीत रोशनी

सेंट पीटर्सबर्ग स्टेट यूनिवर्सिटी आईटीएमओ के ऑप्टिक्स संग्रहालय में एक उल्लेखनीय उल्लेखनीय प्रदर्शनी है - एब्बे कैटलॉग, जो विभिन्न ब्रांडों और आकारों के ऑप्टिकल ग्लास का एक संग्रह है। संग्रहालय प्रबंधन चाहता था कि इस कैटलॉग को संगीत पर प्रकाश डाला जाए, इसलिए यह प्रोजेक्ट कैटलॉग के संगीतमय आकर्षण के साथ आया, जो मैंने वास्तव में किया था। यह एक माइक्रोकंट्रोलर का उपयोग करके एलईडी को ब्लिंक करने के कार्य के लिए कुछ है, केवल बड़ा।





हार्डवेयर को LMT द्वारा विकसित किया गया था। प्रत्येक ग्लास के नीचे एक एलईडी बार नियंत्रक से जुड़ा होता है। नियंत्रक एक नेटवर्क में मुड़ जोड़ी केबल का उपयोग करके जुड़े हुए हैं जो एक हब से जुड़ता है, जो बदले में यूएसबी के माध्यम से एक कंप्यूटर से जोड़ता है।

मेरा काम सॉफ्टवेयर विकसित करना था जो वर्तमान में चल रहे संगीत के अनुसार एलईडी शासकों का उपयोग करके एक छवि बनाएगा। यानी एक साधारण ऑडियो प्लेयर जो ऑडियो की कल्पना कर सकता है और एक ही समय में एक टचस्क्रीन के लिए डिज़ाइन किया गया इंटरफ़ेस है। मुझे कार्यक्रम के बारे में बात करने का कोई कारण नहीं दिखता है, इसलिए मैं ध्वनि भाग पर ध्यान केंद्रित करूंगा।

ग्राफिक्स और ध्वनि के साथ काम करने के लिए, एसएफएमएल पुस्तकालय का उपयोग किया गया था, तेजी से फूरियर रूपांतरण - एफएफटीडब्ल्यू को करने के लिए।

ऑडियो सिग्नल से किसी भी जानकारी को निकालने के लिए, आपके पास ऑडियो नमूनों की सीधी पहुंच होनी चाहिए। SFML + libsndfile बंडल का उपयोग करना, इसे लागू करना आसान था।

एक निश्चित आवृत्ति (इस मामले में, फ्रेम दर) के साथ एक ऑडियो फ़ाइल चलाते समय, नमूने के साथ सरणी का एक छोटा सा हिस्सा लिया जाता है और फिर उस पर तेजी से फूरियर रूपांतरण किया जाता है। एफएफटी के लिए धन्यवाद, आवृत्ति डेटा वाला एक सरणी ध्वनि तरंग डेटा के साथ एक सरणी से प्राप्त किया जाता है। एक वास्तविक रूपांतरण के मामले में, परिणामी सरणी का आकार मूल से दो गुना छोटा होगा।

इन टुकड़ों की आवश्यकता है:


यहां, एक बात को ध्यान में रखा जाना चाहिए, ताकि बास नोटों को सही ढंग से ट्रैक करने में सक्षम होने के लिए, फूरियर रूपांतरण के लिए बड़े डेटा सरणी की आवश्यकता होती है। मेरी गणना के अनुसार, दूसरे ऑक्टेव पर काम शुरू करने के लिए, आकार 8096 की एक सरणी की आवश्यकता थी। 44100 के नमूने आवृत्ति पर, यह लगभग 0.2 सेकंड है, और यह एक बड़ा अंतराल है और अब लगने वाले नोट उस पर नहीं गिर सकते हैं। इसलिए, इस मामले में, आपको थोड़ी सी चाल का सहारा लेना चाहिए, जो डिजिटल सिग्नल प्रोसेसिंग पर पाठ्यपुस्तकों में वर्णित है - एक छोटी सी सरणी लें और इसे शून्य से वांछित आकार में जोड़ें। यह परिणाम को थोड़ा बदलता है, लेकिन इस मामले में यह महत्वपूर्ण नहीं था।

यहाँ FFT वास्तव में किस तरह का डेटा चलाता है:


स्पेक्ट्रम प्राप्त करने के लिए, परिणामी सरणी के सभी तत्वों को एक वर्ग में वर्ग करना आवश्यक है, फिर, सरणी के आकार और नमूना आवृत्ति के आधार पर, यह निर्धारित करना आसान है कि सरणी के उन तत्वों के आयाम जिनमें से आवृत्तियों स्थित हैं, क्योंकि सरणी के अंतिम तत्व में नमूने की आधी आवृत्ति के बराबर Nyquist आवृत्ति का एक आयाम होगा, और इससे पहले - तत्वों की संख्या के अनुरूप एक कदम के साथ। इसके बाद, उनमें से संगीत के नोटों की आवृत्तियों के करीब आवृत्तियों के आयामों का चयन किया जाता है।

ऑडियो नमूनों की एक सरणी को संसाधित करने के परिणामस्वरूप प्राप्त स्पेक्ट्रम:


फिर थोड़ा और प्रसंस्करण - चोटियों को ट्रैक करना, न्यूनतम संवेदनशीलता सीमा मूल्य को पार करना, आयाम मान को चमक मूल्य में परिवर्तित करना। उसके बाद, आप छवि निर्माण के लिए आगे बढ़ सकते हैं।

क्योंकि "स्क्रीन" का रिज़ॉल्यूशन छोटा है - 48x3, नोटों की स्थानिक व्यवस्था के लिए कई विकल्प नहीं हैं। लेकिन तुरंत दो विचार आए। एक संस्करण में, तीन ग्लासों के कॉलम संयुक्त होते हैं और एक नोट का प्रतिनिधित्व करते हैं; बाह्य रूप से, एक पियानो कीबोर्ड जैसा दिखने वाला कुछ दूर से मिलता है। दूसरे संस्करण में, एक ही पंक्ति में एक साथ खड़े दो ग्लास एक नोट प्रदर्शित करते हैं, यह गिटार के करीब तीन तार और एक अत्यंत असामान्य सेटिंग है;)

अंतिम भाग रंग का गठन है। लगभग तुरंत, यह स्पष्ट हो गया कि एचएसवी रंग मॉडल के साथ काम करना आरजीबी की तुलना में यहां अधिक सुविधाजनक है, क्योंकि मूल रूप से टोन को नियंत्रित करना आवश्यक था। ध्वनि की कल्पना करने का सबसे सरल और सबसे तार्किक तरीका न्यूटन द्वारा प्रस्तावित किया गया था - उनके विचार में, दृश्य स्पेक्ट्रम एक सप्तक से मेल खाता है। न्यूटन की विधि दाईं ओर नीचे की छवि में प्रस्तुत की गई है:

प्रयोग किए जाने के बाद, इस विचार को और विकसित किया गया था - विभिन्न तरीकों में, संपूर्ण दृश्यमान स्पेक्ट्रम या इसका एक हिस्सा अलग-अलग संख्या में ऑक्टेव्स पर आरोपित है। उदाहरण के लिए, चार सप्तक द्वारा 60 डिग्री की टोन, साथ ही प्रारंभिक डिग्री का एक अतिरिक्त निरंतर समय ऑफसेट।

रंग निर्माण का एक अन्य तरीका वेब डिज़ाइन से उधार लिया गया था। इसमें, रंग पैलेट को किसी एक टेम्पलेट का उपयोग करके चुना जाता है।

यहाँ कुछ उदाहरण हैं:


इस पद्धति का उपयोग करके, आप अधिक विषम चित्र बना सकते हैं। पिछली पद्धति की तरह, मूल स्वर को समय में स्थानांतरित किया जा सकता है।

सिस्टम ऑपरेशन वीडियो (FullHD में उपलब्ध):


संदर्भ:

1. ल्यूक निम्ट्ज़, प्राथमिक हार्मोनिक्स - संगीत / रंग सिद्धांत
2. दृश्य संगीत ब्लॉग

छात्रों और आवेदकों - इस तरह की चीजें (और केवल ऐसी चीजें नहीं) का अध्ययन SPbSUITMO की पत्रिका में, "एंबेडेड कम्प्यूटिंग सिस्टम" दिशा में किया जा सकता है