近年来随着社会的进步,人民生活水平的提高,各种环境艺术工程得到了飞速的发展。在各大城市的广场出现了丰富多彩的音乐灯光表演系统,音乐灯光已经成为现代城市生活的重要娱乐设施之一。传统的音乐灯光表演方案的设计沿用舞台灯光表演方案的设计方式,即由设计人员根据音乐的特点,使用灯控台反复尝试设计出与音乐相适合的灯光动作序列。该设计方式效率低、周期长、对设计人员要求高等不足。针对于传统舞台灯光表演方案设计方式存在的不足,本文结合重庆“朝天扬帆”大型音乐表演系统,提出基于专家知识的音乐灯光表演方案设计解决方案,通过计算机对音乐特征的解析,灯光动作的设计以及音乐与灯光动作的匹配来完成表演方案的设计,这样有利于降低了设计的难度,加快方案的设计速度。本文围绕音乐的理解、表演灯具性能的分析、音乐与灯光动作的匹配这三方面进行课题的研究。研究的内容主要包括三方面:①音乐特征的自动识别。通过对标准的MIDI文件结构进行解析,从中提取音符数据,然后划分音乐的主旋律音轨,提取音乐的主旋律,最后对乐曲的情感进行分析;②根据灯具的性能,结合灯光动作的整体性,结构性和层次性,采用语义网络模型实现灯光动作库的建立;③结合音乐特征数据库和建立的灯光特征库,通过隐马尔可夫模型算法进行音乐与灯光动作的匹配,得到与音乐特征相适应的灯光动作表演序列;④采用Visual Basic和SQL Server数据库相结合实现音乐灯光表演方案辅助设计系统各功能模块。系统已在重庆“朝天扬帆”音乐灯光工程、陕西汉中“西乡情怀”夜景灯光工程中得到应用,该系统能够快速有效的设计音乐灯光表演方案,并且随着音乐灯光匹配模型的不断完善,设计出的效果也不断提高。