出色的波光噴泉水流既可以長流線形存在,首尾連貫,如同一條水晶柱,也可以通過電子快門的控制,將其切割成一段段仿佛有生命的跳躍水段,中間有一定的間隔存在,可連續(xù),可斷續(xù),鏈結成弧度,水柱單而高,小而亮,光潔無暇,凈似碧玉,亮麗如虹,美輪美奐。
波光噴泉內(nèi)置低壓強度光源,水體通亮,光隨水波,恍若光纖,異彩紛呈。
此類形式噴射的波光噴泉人們稱為波光跳泉。波光跳泉可根據(jù)設計思路調節(jié),在控制器的控制下像精靈一般任意跳躍,連綿不絕,完美無暇。
音樂噴泉是一種為了娛樂而創(chuàng)造出來的可以活動的噴泉,它根據(jù)美學設計并且經(jīng)常會產(chǎn)生3維的效果。在此過程中,水流被操控,散射及折射光,然后一個3維的畫面就產(chǎn)生了。音樂噴泉隨著音樂變換,為城市的人們在夜間增添一份美輪美奐的視覺和聽覺的盛宴,是快節(jié)奏的城市生活夜間一項頗為浪漫閑適的娛樂項目。那么,在音樂噴泉中,到底是如何根據(jù)聲音來控制噴泉的呢?
音樂表演噴泉是在程序控制噴泉的基礎上加入了音樂控制系統(tǒng),計算機通過對音頻及MIDI信號的識別,進行譯碼和編碼,終將信號輸出到控制系統(tǒng),使噴泉的造型及燈光的變化與音樂保持同步,從而達到噴泉水型、燈光及色彩的變化與音樂情緒的完美結合,使噴泉表演更加生動更加富有內(nèi)涵及體現(xiàn)水的藝術。音樂噴泉:可以根據(jù)音樂的高低起伏變化。用戶可以在編輯界面編寫自己喜愛的音樂程序。播放系統(tǒng)可以實現(xiàn)音樂、水、燈光氣氛統(tǒng)一,播放同步。
1、音調及其提取方法
音量、音調和音色是反映聲音特征的3個主觀量,它們共同反映了人耳對聲音的感受,其中音調反映的是人耳對聲音調子高低的主觀感受。雖然音調大小也與聲壓等其他因素有關,但它主要取決于頻率。所以一般頻率越高,音調也就越高,反之頻率越低則音調越低。
頻率決定音調,所以音調的檢測主要是基頻的檢測,即對音調周期的研究。系統(tǒng)采用了傳統(tǒng)的自相關基頻檢測算法,它是一種基于時域分析理論的算法,具有簡單、計算量小等優(yōu)點,還能直接對時域信號采樣值求自相關函數(shù)。
2、音量信號的處理
音量反映聲音信號的幅值,聲波振幅的大小決定音量的高低。不同音樂信號的音量各不相同,因此在以音量為信號控制水泵工作時,就會出現(xiàn)高低起伏的水柱。但是如果不處理音量信號,當聲波幅值比較大時,水柱就會出現(xiàn)明顯的變化;反之,當聲波幅值較小時,水柱變化也就不會很明顯。
自動控制技術是音樂噴泉中關鍵的技術,其主要特點表現(xiàn)在以下幾個方面:
一、高水平的音樂信號處理系統(tǒng)
利用中科院自動化所在語言識別方面的國際技術,研制了音樂信號32位計算機處理系統(tǒng)(M UCS ),將音樂信號進行頻譜分析和延時處理,提取音樂信號中適合噴泉控制的有效成分送給主控機,并能將音樂信號任意延時,使噴泉和音樂同步。
二、集中分散式控制系統(tǒng)
本噴泉由主控機直接控制,主控機具有如下特征:
1.音樂信號采集功能,按頻率特征抽取有效成分。
2.對噴泉設備進行故障診斷,可以對主機運行狀態(tài)、漏電及驅動柜工作狀態(tài)進行診斷。
3.中文菜單式操作系統(tǒng),使操作者能夠在短時間內(nèi)學會操作,具有音樂噴泉的各種動態(tài)造型和花樣變化顯示功能,使操作人員通過計算機屏幕就能觀察到噴泉的各種變化,極大地方便了音樂噴泉的配曲和操作人員使用。
4.開放式結構,人機界面友好,通訊接口及編程技巧對用戶開放,只需通過鼠標的兩個鍵即可完成音樂噴泉的配曲,這樣就容易使音樂噴泉配曲庫不斷豐富,總給人耳目一新的感覺。
5.對音樂噴泉的直接控制,直接驅動泵、變頻器或伺服器。
6.搖擺電機的搖擺速度及方向控制,控制量1024或更多。噴泉控制器采用了MUCS系統(tǒng),能夠與任何音源相接(CD機、錄音機、現(xiàn)場演出等),在保證音樂信號不失真的情況下,使音樂與噴泉完全同步。
三、及可靠性
1.每一路被控制設備均安裝過電壓、過電流、漏電保護裝置,一旦發(fā)生故障,能夠自動切斷電源,可靠的保護該路噴泉設備不受損失,保證人身。
2.從工業(yè)控制工程實踐中總結出一套獨特的接地保護方式,進一步提高性。
3.驅動器部分大規(guī)模地采用大功率無觸點繼電器,減少了電磁火花干擾,大大減少了主回路的故障,延長了使用壽命。
作為音樂噴泉,不可能在內(nèi)長時間表演,這里因為:耗電量大,第二長時間開啟會使之缺乏新鮮感,尤其在白天無燈光時,效果欠佳。噴泉作為整個廣場的一景,除音樂表演外還需考慮作為固定景點時水型的藝術效果。固定水型的使用時間是長的。因此,噴泉水型設計與選擇上除考慮表演音樂時的美感,同時也考慮作為水景時的效果,所以控制上的設置有不同的功能。
1.手動控制:在白天或夜間音樂表演間歇時,點擊鼠標獨立打開某些水型,形成一組合造型固定不變。節(jié)約用電,平時常用。
2.程序控制:如果您希望有不同的組合造型變化,則可打開程度功能,使水型按設定的程序變化,出現(xiàn)不同的造型,使人感受不同景色的美妙。
3.實時聲控:為目前國內(nèi)絕大多數(shù)公司普遍采用的一種控制方式,它的特點是可響應任何音源信號,現(xiàn)場演奏卡拉OK等,但此種控制方式有一些缺點。
首先,水型動作要比音樂滯后,使人感覺噴泉動作與音樂不協(xié)調。其次,水型的出現(xiàn)組合與出現(xiàn)時間長短,為固定重復的而且不論任何曲目,所以會出現(xiàn)表演水型與音樂所表達的情感不一致。如激昂的樂符,可能出現(xiàn)擺動水型,而輕柔旋律時,又出現(xiàn)高大的水體,使人聽覺感受與視覺感受不一致。第三,樂曲的情感段落與水型變化時間不符,而且千篇一律。
4.預編控制方式:是根據(jù)某一首樂曲的情感與意境,人工編制各種水型、動作、燈光、水泵的開啟和關閉,使噴泉的表演與音樂的情感和意境相吻合。此功能在控制技術、計算機技術、通訊技術方面有一定的綜合難度。
制作一個完整的音樂噴泉主要包括這些設備:噴泉噴頭、LED水底燈、專用噴泉泵、閥門、浮動平臺(用于湖上的噴泉)、管道、電纜、控制系統(tǒng)、音響系統(tǒng)等設備,帶有激光器。 水幕電影音樂噴泉還包括水幕噴頭、水幕投影儀、激光等主要素材設備,以及其他配件。
音樂噴泉設備的一個重要組成部分——噴頭種類很多,常見的噴頭有直流噴頭、玉竹噴頭、雪松噴頭、彈簧噴頭、歐冰噴頭、蘑菇噴頭、簇狀噴頭、煙花噴頭、波浪光噴頭、跳簧噴頭、 旋轉花籃噴頭、可變噴頭、二維噴頭、三維噴頭、氣爆噴頭、消防噴淋裝置、水幕膜噴頭等十余種。
噴泉主要設備的價格大致可從材質和參數(shù)規(guī)格、種類三方面來劃分。
一、材質方面管道共有兩種不同材質,一種是工業(yè)不銹鋼(使用壽命15-20年),一種是鍍鋅管道(使用壽命8-10年),不銹鋼的材質貴3倍左右;水泵也有兩種不同材質,一種是不銹鋼水泵,一種是鑄鐵水泵,不銹鋼的材質價格也是鑄鐵水泵價格的3倍左右。
二、噴泉規(guī)格
從規(guī)格參數(shù)主面來講,口徑越大、噴高越高的噴泉、水型越多的音樂噴泉越貴。
三、噴泉種類
從種類上來講,簡單些的音樂噴泉,如只采用直流噴頭、玉柱噴頭、雪松噴頭這些普通噴頭進行設計,那價格便宜相對便宜,大概在10萬起步,如果采用復雜、高級一些的噴泉設備如噴火裝置、水幕電影噴頭、三維噴頭、氣爆等噴頭設備的價格在幾十至上百上千萬元不等。