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云澜 Clyune 云澜组件库 Clyune Component Gallery · English

麦克风可视化 · 原理与代码

环形频谱 + 元音共振峰:实时把麦克风声音拆成频率。

运行逻辑

访问 `/audio/mic` 时,DemoHost 按 registry 的 `mod: 'kit-audio'` 懒加载 `demos/kits/kit-audio.js`,调用 `mount(host, { variant: 'mic' })`。 mount 把 variant 解析为家族 `mic`,`withControls` 生成控件面板(6 个预设 + 参数滑块)。 `createCanvasStage` 创建 `<canvas>`(HiDPI 上限 2×、ResizeObserver 自适应)和右侧信息面板。 家族的 `build(S)` 初始化本 demo 的状态并返回每帧回调。 每个 `requestAnimationFrame`:读取控件值,按速度缩放模拟时钟(dt 上限 50 ms),执行帧回调绘制;返回的读数写入信息面板。 指针按下/拖动/移动时更新交互状态(拖拽手柄、悬停读数);未触碰且开启「自动演示」时指针沿 Lissajous 路径自动移动。 点舞台右上角「麦克风」后通过 getUserMedia 取得实时波形(独立分析用 AudioContext,不发声)。 改变参数:颜色/速度/大小等即时生效,需要重建的参数触发重新挂载;离开页面时取消 rAF、移除监听并释放资源。

运行环境

Canvas 2D: 2D 画布绘图; MediaDevices.getUserMedia: 麦克风输入(需 HTTPS 与用户授权); requestAnimationFrame: 与屏幕刷新同步的动画循环; ResizeObserver: 画布随容器尺寸自适应; Pointer Events: 鼠标/触摸/触控笔统一事件; devicePixelRatio: HiDPI 清晰渲染(上限 2×) · react 18.3.1, react-router-dom 6.30.6, vite 5.4.21

引入的组件与依赖

react 18.3.1

引入的组件函数

withControls — 把演示包进统一控制面板(预设按钮、参数滑块、重置),参数变化时热更新或重挂载; paramsFromSpec — 把 spec(颜色/速度/大小/数量/额外参数)转换成控制面板参数定义; createCanvasStage — 共享 Canvas 2D 舞台:画布 + 信息面板、HiDPI、单一 rAF 循环、指针状态、自动演示指针; hueOf — 取颜色的色相(0–360°); clamp — 把数值限制在区间内; TAU — 常量 2π; fmt — 数字格式化(固定小数位); F — 公式块 HTML; S.onDown — 指针按下; S.clear — 用背景色清屏(可半透明做拖尾); S.onFrame — 注册每帧回调,返回值进入信息面板读数; ctx.beginPath() — 开始一条新路径; ctx.moveTo() — 移动画笔起点(不画线); ctx.lineTo() — 直线连到指定点; ctx.stroke() — 描边当前路径; ctx.arc() — 画圆弧/圆(圆心、半径、起止角); ctx.arcTo() — 用切线画圆角弧; ctx.closePath() — 闭合当前子路径; ctx.fillText() — 绘制填充文字; ctx.measureText() — 测量文字宽度; ctx.fill() — 填充当前路径; ctx.createRadialGradient() — 创建径向渐变; ctx.fillRect() — 填充矩形; AudioContext.createBiquadFilter() — 创建二阶滤波器(低通/带通/高通)

本 demo 代码

frontend/src/demos/kits/kit-audio.js: FAM.mic (L267-L313)

代码解释

L268-268: 舞台上的输入按钮文字。 L269-269: 控件定义(颜色/速度/大小/数量/额外参数):频谱颜色、环半径、频带数、灵敏度、平滑 τ、左右镜像。 L270-270: 预设按钮:名称 → 参数覆盖值(6 个:默认、高灵敏、细腻、粗犷、不镜像、无波形)。 L271-279: 信息面板内容:实时读数行 rows(v)、公式、说明、参数、步骤。 L280-312: 初始化函数:建立状态并返回每帧回调:注册指针事件 `S.onDown`;用 Canvas 2D 的 `beginPath`, `moveTo`, `lineTo`, `stroke`, `arc` 绘制;通过 `A.startMic`, `A.micBuf` 发声/取样;数学计算用到 `Math.round`, `Math.floor`, `Math.sin`, `Math.pow`, `Math.min`, `Math.max` …;返回读数 `src`, `f0`, `vw`, `band`, `rng`, `lv`, `rms` … 给信息面板。

原理

频带 i 的范围:f = 60 × (5000/60)^(i/N) … 60 × (5000/60)^((i+1)/N) 电平 L = 10·log₁₀(该频带内功率的平均) 平滑:显示值 ← τ·旧值 + (1−τ)·新值 人说话时,声带振动产生 基频 f₀ (决定音高)和一串谐波;口腔、舌头的形状像一个"滤波器",会让某几个频率特别响,这些"鼓包"叫 共振峰 F1、F2。不同元音(a、i、u…)的 F1/F2 不同,所以我们能听出是哪个音。 这里把 64 个频带绕成一圈: 角度 = 频率 (从低到高,按对数分布,和人耳感觉一致), 向外的长度 = 响度 。默认播放一段模拟人声,在 a/o/i/u/e 之间循环;点右上角「麦克风」授权后,就换成你自己的声音。

打开交互演示 · GitHub