python音乐可视化好玩的matplotlib南丁格尔玫瑰

　　效果图：
　　操作演示：
　　技术要点：
　　1matplotlib的南丁格尔玫瑰图，用极坐标polar制作，并动画显示。
　　2pygame新版的播放mp3，但本机的操作系统不能播放mp3，我用pydub做些格式转换。
　　3用librosa获取音乐的相关数据和采样。
　　4参考代码，并对源代码进行修改，增加，删减，排版和注释，感谢原作者，如有侵权，请联系，定删除。https：github。comhahacydSimpleMusicVisualizer
　　下面分步，讲解代码
　　第1步：模块导入importosimporttimeimportpygameimportlibrosaimportnumpyasnpfrompydubimportAudioSegmentimportmatplotlib。pyplotaspltfrommatplotlib。animationimportFuncAnimation
　　第2步：窗口的初始化设置print（开始格式转换，请等待，一会马上就会播放音乐，请欣赏音乐和可视化）plt。rcParams〔axes。unicodeminus〕False负号显示画布的大小和背景颜色设置figplt。figure（facecolorblack，edgecolorblack，figsize（12，7））axplt。subplot（projectionpolar）ax。patch。setfacecolor（black）图形背景颜色设置设置显示界面的位置mngrplt。getcurrentfigmanager（）mngr。window。wmgeometry（500200）
　　第3步：参数设置设置显示的柱状图的个数binnums24设置显示的频率范围：（01350Hz）frequencythreshold1350音乐时长（s）musiclength0。0帧时长，即每一帧所需的时长简而言之就是每隔‘samplinginterval’秒刷新一次samplinginterval0。05tempnp。tile（0，binnums）重复数组，角度musicplaystarttime0currenttime0musicfftnp。empty（0）创建空数组binsnp。empty（0）
　　第4步：核心代码：polar柱状图，如果是垂直柱状图，就是适当进行修改可视化柱子和上头线设置比如选择了RdBu色谱，选择分为24段colorsplt。getcmap（RdPu，24）cmap即colormaps获取图谱使用plt。getcmap（‘xxx’）扇形柱子的宽度width2np。pibinnums角度和数据radnp。cumsum（〔width〕binnums）每个扇形的起始角度扇形柱状图rectsax。bar（rad，temp，widthwidth，colorcolors（range（0，binnums）），alpha1，bottom900）初始化柱状图中的横线跌落效果line，ax。plot（rad，temp，，colorwhite，linewidth10）ax。setthetazerolocation（N）设置极坐标的起点（即0度）在正上方向ax。grid（False）不显示极轴ax。spines〔polar〕。setvisible（False）不显示极坐标最外的圆形ax。setyticks（〔〕）不显示坐标间隔ax。setthetagrids（〔〕）不显示极轴坐标核心代码部分
　　第5步：filter类classExpFilter：definit（self，val0。0，alphadecay0。5，alpharise0。5）：self。alphadecayalphadecayself。alpharisealphariseself。valuevaldefupdate（self，value）：ifisinstance（self。value，（list，np。ndarray，tuple））：alphavalueself。valuealpha〔alpha0。0〕self。alpharisealpha〔alpha0。0〕self。alphadecayelse：alphaself。alphariseifvalueself。valueelseself。alphadecayself。valuealphavalue（1。0alpha）self。valuereturnself。value使用filter，来使得柱形图中的变化平缓一些alphadecay和alpharise，其值需在01之间，分别表示下降和上升的反应速度越大越灵敏，如果都设为1，将失去滤波的效果这里选择了0。3和0。6，即下降时较慢，而上升较快filterExpFilter（np。tile（0，binnums），alphadecay0。30，alpharise0。60）
　　第6步：函数定义初始化definit（）：globalymaxax。setylim（0，ymax）returnrects更新函数defupdate（frame）：currenttimetime。time（）获知当前歌曲的播放进度，以选择此进度下的fft数据currentframe（（currenttimemusicplaystarttime）samplinginterval）播放完了，处理ifcurrentframeFRAMES1：exit（）这里的musicfft是从getBin（）获得的sourcemusicfft〔int（currentframe）1〕注意这里一般可能不需要1，根据不同mp3而定indexmaxymax（ymax80）sourcesource〔indexmax〕ymax（ymax80）更新柱状图binsfilter。update（source）更新柱状图中的横线跌落效果lineydataline。getydata（）lineydataint（ymax30）lineindexlineydataint（ymax100）binslineydata〔lineindex〕bins〔lineindex〕int（ymax100）line。setydata（lineydata）forrect，hinzip（rects，bins）：rect。setheight（h）fig。canvas。flushevents（）刷新fig。canvas。draw（）重新绘图图像更新后将保持一帧的时间time。sleep（samplinginterval）fig。canvas。manager。setwindowtitle（总共：d秒；已经播放时间：d秒（round（musiclength），round（currenttimemusicplaystarttime，0）））窗口标题名设置处理音乐中的每一帧数据defgetBin（y，sr，samplinginterval）：time1time。time（）计算每一帧有多少采样，用于计算fftfftintervalint（srsamplinginterval）lengthfftinterval2nums（srbinnums）（frequencythreshold2）batchlengthnumsresultnp。atleast2d（np。tile（0，binnums））foriinrange（int（musiclengthsamplinginterval））：fftnp。fft。fft（y〔fftintervali：fftinterval（i1）〕）freqbinnp。array（〔np。abs（fft〔batchx：batch（x1）〕）。sum（）samplingintervalforxinrange（binnums）〕）resultnp。vstack（〔result，freqbin〕）time2time。time（）returnresult播放指定的歌曲defplay（）：pygame。init（）pygame。mixer。music。stop（）播放音乐musicpygame。mixer。music。load（naudiopath）转换成ogg的临时文件pygame。mixer。music。play（）
　　第7步：启动主函数ifnamemain：设置音乐文件的路径audiopath。cwsk。mp3本操作系统，新版pygame不支持mp3，需要转换soundAudioSegment。fromfile（audiopath）转换后放在临时主目录下filesound。export（newsong。ogg，formatogg）naudiopath。newsong。ogg临时文件y，srlibrosa。load（naudiopath，srNone）musiclengthlen（y）srprint（时长：gs采样率：gkHz（musiclength，sr1000））musicfftgetBin（yy，srsr，samplingintervalsamplinginterval）ymaxmusicfft。max（）3FRAMESmusicfft。shape〔0〕aniFuncAnimation（fig，update，initfuncinit，blitFalse，interval0，framesFRAMES1，repeatFalse）play（）记录音乐开始播放的时间musicplaystarttimetime。time（）plt。tightlayout（）紧凑布局，缩小外边距plt。show（）显示plt。pause（musiclength）
　　自己整理，分享出来，希望大家喜欢。