出色的波光喷泉水流既可以长流线形存在,首尾连贯,如同一条水晶柱,也可以通过电子快门的控制,将其切割成一段段仿佛有生命的跳跃水段,中间有一定的间隔存在,可连续,可断续,链结成弧度,水柱单而高,小而亮,光洁无暇,净似碧玉,亮丽如虹,美轮美奂。
波光喷泉内置低压强度光源,水体通亮,光随水波,恍若光纤,异彩纷呈。
此类形式喷射的波光喷泉人们称为波光跳泉。波光跳泉可根据设计思路调节,在控制器的控制下像精灵一般任意跳跃,连绵不绝,完美无暇。
音乐喷泉是一种为了娱乐而创造出来的可以活动的喷泉,它根据美学设计并且经常会产生3维的效果。在此过程中,水流被操控,散射及折射光,然后一个3维的画面就产生了。音乐喷泉随着音乐变换,为城市的人们在夜间增添一份美轮美奂的视觉和听觉的盛宴,是快节奏的城市生活夜间一项颇为浪漫闲适的娱乐项目。那么,在音乐喷泉中,到底是如何根据声音来控制喷泉的呢?
音乐表演喷泉是在程序控制喷泉的基础上加入了音乐控制系统,计算机通过对音频及MIDI信号的识别,进行译码和编码,终将信号输出到控制系统,使喷泉的造型及灯光的变化与音乐保持同步,从而达到喷泉水型、灯光及色彩的变化与音乐情绪的完美结合,使喷泉表演更加生动更加富有内涵及体现水的艺术。音乐喷泉:可以根据音乐的高低起伏变化。用户可以在编辑界面编写自己喜爱的音乐程序。播放系统可以实现音乐、水、灯光气氛统一,播放同步。
1、音调及其提取方法
音量、音调和音色是反映声音特征的3个主观量,它们共同反映了人耳对声音的感受,其中音调反映的是人耳对声音调子高低的主观感受。虽然音调大小也与声压等其他因素有关,但它主要取决于频率。所以一般频率越高,音调也就越高,反之频率越低则音调越低。
频率决定音调,所以音调的检测主要是基频的检测,即对音调周期的研究。系统采用了传统的自相关基频检测算法,它是一种基于时域分析理论的算法,具有简单、计算量小等优点,还能直接对时域信号采样值求自相关函数。
2、音量信号的处理
音量反映声音信号的幅值,声波振幅的大小决定音量的高低。不同音乐信号的音量各不相同,因此在以音量为信号控制水泵工作时,就会出现高低起伏的水柱。但是如果不处理音量信号,当声波幅值比较大时,水柱就会出现明显的变化;反之,当声波幅值较小时,水柱变化也就不会很明显。
自动控制技术是音乐喷泉中关键的技术,其主要特点表现在以下几个方面:
一、高水平的音乐信号处理系统
利用中科院自动化所在语言识别方面的国际技术,研制了音乐信号32位计算机处理系统(M UCS ),将音乐信号进行频谱分析和延时处理,提取音乐信号中适合喷泉控制的有效成分送给主控机,并能将音乐信号任意延时,使喷泉和音乐同步。
二、集中分散式控制系统
本喷泉由主控机直接控制,主控机具有如下特征:
1.音乐信号采集功能,按频率特征抽取有效成分。
2.对喷泉设备进行故障诊断,可以对主机运行状态、漏电及驱动柜工作状态进行诊断。
3.中文菜单式操作系统,使操作者能够在短时间内学会操作,具有音乐喷泉的各种动态造型和花样变化显示功能,使操作人员通过计算机屏幕就能观察到喷泉的各种变化,极大地方便了音乐喷泉的配曲和操作人员使用。
4.开放式结构,人机界面友好,通讯接口及编程技巧对用户开放,只需通过鼠标的两个键即可完成音乐喷泉的配曲,这样就容易使音乐喷泉配曲库不断丰富,总给人耳目一新的感觉。
5.对音乐喷泉的直接控制,直接驱动泵、变频器或伺服器。
6.摇摆电机的摇摆速度及方向控制,控制量1024或更多。喷泉控制器采用了MUCS系统,能够与任何音源相接(CD机、录音机、现场演出等),在保证音乐信号不失真的情况下,使音乐与喷泉完全同步。
三、及可靠性
1.每一路被控制设备均安装过电压、过电流、漏电保护装置,一旦发生故障,能够自动切断电源,可靠的保护该路喷泉设备不受损失,保证人身。
2.从工业控制工程实践中总结出一套独特的接地保护方式,进一步提高性。
3.驱动器部分大规模地采用大功率无触点继电器,减少了电磁火花干扰,大大减少了主回路的故障,延长了使用寿命。
作为音乐喷泉,不可能在内长时间表演,这里因为:耗电量大,第二长时间开启会使之缺乏新鲜感,尤其在白天无灯光时,效果欠佳。喷泉作为整个广场的一景,除音乐表演外还需考虑作为固定景点时水型的艺术效果。固定水型的使用时间是长的。因此,喷泉水型设计与选择上除考虑表演音乐时的美感,同时也考虑作为水景时的效果,所以控制上的设置有不同的功能。
1.手动控制:在白天或夜间音乐表演间歇时,点击鼠标独立打开某些水型,形成一组合造型固定不变。节约用电,平时常用。
2.程序控制:如果您希望有不同的组合造型变化,则可打开程度功能,使水型按设定的程序变化,出现不同的造型,使人感受不同景色的美妙。
3.实时声控:为目前国内绝大多数公司普遍采用的一种控制方式,它的特点是可响应任何音源信号,现场演奏卡拉OK等,但此种控制方式有一些缺点。
首先,水型动作要比音乐滞后,使人感觉喷泉动作与音乐不协调。其次,水型的出现组合与出现时间长短,为固定重复的而且不论任何曲目,所以会出现表演水型与音乐所表达的情感不一致。如激昂的乐符,可能出现摆动水型,而轻柔旋律时,又出现高大的水体,使人听觉感受与视觉感受不一致。第三,乐曲的情感段落与水型变化时间不符,而且千篇一律。
4.预编控制方式:是根据某一首乐曲的情感与意境,人工编制各种水型、动作、灯光、水泵的开启和关闭,使喷泉的表演与音乐的情感和意境相吻合。此功能在控制技术、计算机技术、通讯技术方面有一定的综合难度。
制作一个完整的音乐喷泉主要包括这些设备:喷泉喷头、LED水底灯、专用喷泉泵、阀门、浮动平台(用于湖上的喷泉)、管道、电缆、控制系统、音响系统等设备,带有激光器。 水幕电影音乐喷泉还包括水幕喷头、水幕投影仪、激光等主要素材设备,以及其他配件。
音乐喷泉设备的一个重要组成部分——喷头种类很多,常见的喷头有直流喷头、玉竹喷头、雪松喷头、弹簧喷头、欧冰喷头、蘑菇喷头、簇状喷头、烟花喷头、波浪光喷头、跳簧喷头、 旋转花篮喷头、可变喷头、二维喷头、三维喷头、气爆喷头、消防喷淋装置、水幕膜喷头等十余种。
喷泉主要设备的价格大致可从材质和参数规格、种类三方面来划分。
一、材质方面管道共有两种不同材质,一种是工业不锈钢(使用寿命15-20年),一种是镀锌管道(使用寿命8-10年),不锈钢的材质贵3倍左右;水泵也有两种不同材质,一种是不锈钢水泵,一种是铸铁水泵,不锈钢的材质价格也是铸铁水泵价格的3倍左右。
二、喷泉规格
从规格参数主面来讲,口径越大、喷高越高的喷泉、水型越多的音乐喷泉越贵。
三、喷泉种类
从种类上来讲,简单些的音乐喷泉,如只采用直流喷头、玉柱喷头、雪松喷头这些普通喷头进行设计,那价格便宜相对便宜,大概在10万起步,如果采用复杂、高级一些的喷泉设备如喷火装置、水幕电影喷头、三维喷头、气爆等喷头设备的价格在几十至上百上千万元不等。