Audio_Visualization

一個用 Unity 製作的簡易**音樂視覺化（Music Visualization）**程式，目的是從底層理解音樂是如何運作的 —— 把音訊檔案經過 FFT 頻譜分析後，即時轉換成會隨節奏律動、變色的視覺畫面。

It's a simple Visualization Music program, made to understand how music works at a low level.

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畫面預覽 Screenshots

環形頻譜 ・ Each 上色模式（Theme 2）

主題切換選單與條狀頻譜（Theme 1）

環形頻譜 ・ Clamp 上色模式（Theme 2）

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主要功能 Features

• 🎵 載入本機音樂：透過跨平台檔案瀏覽器選取音訊檔，並用 NAudio 將 MP3 解碼成 Unity 可播放的 AudioClip。
• 📊 即時頻譜分析：使用 Unity 的 AudioSource.GetSpectrumData 進行 FFT 取樣，把頻率資料映射到一根根律動的長條（Bar）上。
• 🎨 多主題（Theme）：內建三種視覺主題，可即時切換。
• 🌈 可自訂顏色：內建 HSV 色彩選擇器，能自由調整視覺化所使用的顏色。
• ⚙️ 即時參數調整：可在執行時調整顏色與長條的上升 / 下降反應速度。
• 🖥️ 自動隱藏 UI：滑鼠靜止一段時間後，播放控制列會淡出，專注於畫面。

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三種主題 Themes

主題	視覺呈現	攝影機
Theme 1	橫向排列的條狀頻譜	正交（Orthographic）
Theme 2	環形排列的頻譜，長條圍成一圈	正交（Orthographic）
Theme 3	透視視角的立體呈現	透視（Perspective）

主題切換由 _GlobalSetting._SwitchTheme() 負責，會銷毀目前的 ThemePrefab 並實例化對應主題的預製物件，同時切換攝影機投影模式。

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操作說明 Controls

畫面右下角提供三顆控制按鈕（滑鼠移動時淡入，靜止後淡出）：

• ▶️ 播放 / 暫停：控制目前音訊的播放狀態。
• 🔊 音量：點擊後滑出音量滑桿調整大小聲。
• ⚙️ 設定：開啟 / 關閉設定面板（Setting GUI）。

設定面板 Setting Panel

開啟設定面板後可調整以下項目：

• Rebuild Spectrum：重新建立頻譜長條。
• Color Setting
  • ColorUpSpeed / ColorDownSpeed：顏色變亮 / 變暗的插值速度。
  • BarUpSpeed / BarDownSpeed：長條伸長 / 縮短的反應速度。
• Theme Setting：在 Theme 1 / 2 / 3 之間切換。
• Color Mode：切換上色模式
  • Each：每根長條依振幅隨機在主題色之間漸變。
  • Clamp：依振幅在「最小色 → 最大色」之間做數值夾擠（clamp）漸變。

左側的四個色塊可點擊開啟 HSV 色彩選擇器，自訂主題所使用的顏色。

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運作原理 How It Works

1. 載入音訊 — FileManager.cs 使用 StandaloneFileBrowser 開啟系統檔案視窗，並透過 TagLib# 讀取檔案資料。

2. 解碼音訊 — NAudioPlayer.cs 以 NAudio 把 MP3 位元流轉成 WAV / PCM，再解析成 float[] 聲道資料建立 AudioClip。

3. 頻譜取樣 — _SimpleSpectrum.cs 每一幀呼叫 GetSpectrumData() 取得 FFT 頻譜（預設使用 BlackmanHarris 視窗），把頻率區間映射到各個長條的高度（Scale.Y），並支援對數頻率分布與依頻率加權。

4. 視覺映射與上色 — _SimpleSpectrum.cs + _GlobalSetting.cs 長條高度與顏色都用 Mathf.Lerp 做平滑插值，速度由設定面板的 Up/Down Speed 控制；上色則依 Each / Clamp 兩種模式運算。

5. 延伸物件 — SphereAmpliate.cs 可讓額外的物件（如球體）依指定頻段（band）的振幅縮放與變色，做出更多視覺變化。

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專案結構 Project Structure

Assets/
├── _Scripts/                 # 專案核心程式碼
│   ├── _GlobalSetting.cs     # 全域設定、主題切換、設定面板 GUI
│   ├── _SimpleSpectrum.cs    # FFT 頻譜取樣與長條視覺化
│   ├── NAudioPlayer.cs       # MP3 → AudioClip 解碼
│   ├── FileManager.cs        # 載入檔案、播放 / 暫停 / 音量控制
│   ├── InpuManager.cs        # 滑鼠閒置時 UI 淡入 / 淡出
│   ├── PickColor.cs          # 顏色選擇與套用
│   └── SphereAmpliate.cs     # 額外物件依頻段律動
├── SimpleSpectrum/           # 頻譜視覺化參考資源（第三方）
├── HSVPicker/                # HSV 色彩選擇器（第三方）
├── StandaloneFileBrowser/    # 跨平台檔案瀏覽器（第三方）
├── _Prefabs / _Materials / _Mesh / _Animation / _UI_interface / _Audio
└── Scenes/                   # Unity 場景

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開發環境 Requirements

• Unity 2018.3.8f1（見 ProjectSettings/ProjectVersion.txt）

如何執行 Getting Started

1. 以 Unity 2018.3.8f1（或相容版本）開啟此專案。
2. 開啟 Assets/Scenes 中的主場景並按下 Play。
3. 透過設定按鈕載入音樂檔，即可看到頻譜隨音樂律動。

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第三方資源 Credits

本專案使用了以下開源資源：

• NAudio — 音訊解碼
• TagLib# — 讀取音訊檔案標籤
• UnityStandaloneFileBrowser — 跨平台檔案選取
• HSV Color Picker — 顏色選擇器
• SimpleSpectrum — 頻譜視覺化參考實作

本專案為學習用途，目的在於理解音訊處理與視覺化的底層運作。