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程序與音樂(lè)的美妙結(jié)合:讓我們一起聆聽(tīng)混沌之音

作者: 時(shí)間:2017-10-21 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

  本世紀(jì)70年代初,美國(guó)普林斯頓大學(xué)的生態(tài)學(xué)家R·May在研究昆蟲(chóng)群體繁殖規(guī)律時(shí)提出一個(gè)著名的模型: χ[n+1]=k*χ[n]*(1-χ[n])其中χ[n]表示第n代群體的數(shù)目。當(dāng)給定一個(gè)初始的χ[0]值,然后不停地迭代,人們發(fā)現(xiàn)隨著k值的不同,得到的序列χn有許多有趣的現(xiàn)象。當(dāng)k值介于0與1之間時(shí),χ[n]經(jīng)過(guò)一定次數(shù)的迭代后都趨于0。當(dāng)k值介于1和3之間時(shí)趨于1/k,當(dāng)k值大于3時(shí),經(jīng)過(guò)一定次數(shù)的迭代后χ[n]在2個(gè)值之間交替變化,k值增加到3.449附近時(shí),交替變化值又變?yōu)?個(gè)。繼續(xù)增加k值,χ[n]交替變化的值的個(gè)數(shù)依4→8→16→32的次序迅速加倍,終于一片混沌。但當(dāng)k值在3.835附近時(shí),經(jīng)過(guò)一定次數(shù)的迭代后,χ[n]非常簡(jiǎn)單地在3個(gè)值之間交替變化,接著又迅速依3→6→12的次序迅速增長(zhǎng)。如此反復(fù),在簡(jiǎn)單的方程中隱藏著令人驚奇的復(fù)雜性。

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/201710/367011.htm

  為了體現(xiàn)這種復(fù)雜之中的無(wú)窮奧妙,下面這個(gè)用TC2.0編寫(xiě)的小程序用χ[n]大小來(lái)控制PC喇叭的發(fā)音頻率,設(shè)定不同的k值,我們就可以聆聽(tīng)到混沌的聲音。執(zhí)行下面的小程序時(shí),k值就相當(dāng)于一個(gè)“調(diào)音旋鈕”。當(dāng)將k值設(shè)定在1與3之間時(shí),喇叭里傳出的只有一個(gè)音調(diào),重復(fù)又煩人。當(dāng)k值稍稍大于3時(shí),便開(kāi)始有了韻律:so-mi-so-mi…。k值增加到3.449時(shí),變成了so-fa-la-mi-so-fa-la-mi…,再增加k值,韻律更加復(fù)雜,終于成了現(xiàn)代抽象派作曲家的音樂(lè)作品。但是韻律并不是隨著k值的增加無(wú)限地復(fù)雜下去。在k值增加到3.835時(shí),音調(diào)又變成了mi-so-ti-mi-so-ti…,再增加k值又迅速地變得更加復(fù)雜。不停地改變k值,仔細(xì)聆聽(tīng),會(huì)聽(tīng)到混沌中的無(wú)限奧妙。

  #include dos.h>

  #include stdio.h>

  #include conio.h>

  main()

  {

  int fMin=20,fMax=16000; /*fMin代表最低頻率,fMax代表最高頻率*/

  int fDis,i; /*fDis代表最高頻率和最低頻率之間的差值,i用于循環(huán)記數(shù)*/

  float x=0.1,k; /*x代表x[n]的大小,設(shè)定其初始值為0.1,即x[0]=0.1*/

  char ch;

  fDis=fMax-fMin;

  clrscr();

  while(1)

  {

  printf(“Please input The value of k(1-4.0) ”); /*輸入k值*/

  printf(“If you want to quit,Please input:0 ”); /*如果k=0退出*/

  scanf(“%f”,k);

  if (k==0)

  {

  break;

  }

  else if((k1)||(k>4.0))

  {

  printf(“The number must be: 1k4 ”);

  continue;//輸入有誤,繼續(xù)輸入。

  }

  for(i=1;i100;i++) /*去掉開(kāi)始的100個(gè)點(diǎn)*/

  {

  x=k*x*(1-x);

  }

  for (i=1;i100;i++)

  {

  x=k*x*(1-x); /*計(jì)算x的值*/

  sound(x*fDis+20); /*用x的值控制PC喇叭的發(fā)音頻率*/

  delay(1000);

  if (kbhit())//kbhit()檢測(cè)是否有按鍵事件,如果沒(méi)有按鍵,則返回0;

  {

  ch=getch();//讀取按鍵值

  switch(ch)

  {

  case 27:

  nosound();//關(guān)閉聲音

  return(0);//ESC退出

  }

  break;

  }

  }

  nosound();//關(guān)閉聲音

  clrscr();//清屏

  }

  nosound();

  return(0);

  }



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