人類對于水的利用方式千變?nèi)f化,而噴泉的利用,則滿足了人類對于美感的追求,特別是音樂噴泉。首先咱們來說一下音樂噴泉的原理到底是什么。
關(guān)于音樂噴泉的定義,我們用四句話來形容,通過千變?nèi)f化的噴泉造型,再加上五顏六色的采光照明,反映音樂內(nèi)涵和主題,帶給人情感的享受。
所以音樂噴泉的水柱大小以及頻次的變化,是對于樂曲的充分反映。
因此音樂噴泉的制作需要有兩個系統(tǒng),一個是程序控制噴泉,一個是音樂控制系統(tǒng)。
步,計算機要對音頻以及MIDI信號進行識別,接著進行編碼以及譯碼,后將信號輸出到控制系統(tǒng),這樣一來,就能夠達到噴泉造型與燈光的變化和音樂保持同步,讓噴泉表演富有內(nèi)涵以及水的藝術(shù)感。甚至于人們在觀看音樂噴泉表演時,用戶還能夠在編輯界面編寫自己喜愛的音樂程序,營造一場屬于自己心目中的夢幻噴泉。
這里有朋友要問了,你上面的解釋也太籠統(tǒng)了,具體是個什么過程呢?
如果我們將目光縮小來看的話,能夠看到這么一個過程,音頻信號先轉(zhuǎn)化成電頻信號,電頻信號又通過變頻器對水泵進行控制,水泵的壓力不一樣,噴泉呈現(xiàn)出來的效果也不一樣。那么水泵的壓力是什么決定的呢?
變頻器。變頻器能夠控制電機的轉(zhuǎn)速,對其頻率進行改變從而改變水泵的壓力。
所以到這里,咱們應(yīng)該知道音樂噴泉到底是個什么原理了吧?說白了原理咱們來說一下音樂噴泉到底該怎么制作。
步找曲子。音樂噴泉前期關(guān)鍵的一步,就是你要找到一首好的曲子,然后根據(jù)在這個曲子基礎(chǔ)之上,再制作音樂噴泉。有了曲子,然后計算機人員會根據(jù)3D動畫,制作出音樂噴泉的模型。
這里的模型制作可不簡單,計算機人員要進行反復(fù)調(diào)試,并且還要讓動畫體現(xiàn)音樂情感才行。
在動畫制作完畢之后,再通過動畫顯示的來控制程序,使得變頻機、燈光與噴頭的運動與樂曲達到同步,并且呈現(xiàn)出來的效果和3D動畫基本一致才行。
后一步就是經(jīng)過長期的調(diào)試匹配,上演一場輝煌浪漫的音樂噴泉表演秀。
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(jié)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(shè)計思路調(diào)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(xué)設(shè)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(chǔ)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(jié)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(shù)。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(diào)及其提取方法
音量、音調(diào)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(diào)反映的是人耳對聲音調(diào)子高低的主觀感受。雖然音調(diào)大小也與聲壓等其他因素有關(guān),但它主要取決于頻率。所以一般頻率越高,音調(diào)也就越高,反之頻率越低則音調(diào)越低。
頻率決定音調(diào),所以音調(diào)的檢測主要是基頻的檢測,即對音調(diào)周期的研究。系統(tǒng)采用了傳統(tǒng)的自相關(guān)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(guān)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(dāng)聲波幅值比較大時,水柱就會出現(xiàn)明顯的變化;反之,當(dāng)聲波幅值較小時,水柱變化也就不會很明顯。
【音樂噴泉設(shè)計需要注意什么】
基于大多數(shù)音樂噴泉的表演程序設(shè)計費時費力的問題,下面將介紹一種音樂噴泉的計算機輔助設(shè)計系統(tǒng)。該系統(tǒng)根據(jù)提取音樂的基本特征,分析曲式特點和情感特征,匹配出相應(yīng)的噴泉表演程序,并同時生成三維仿真動畫。該系統(tǒng)具有人機界面友好的特點。
1、音樂特征識別
選用MIDI格式的音樂文件進行輸入,該文件記錄了音樂的全本樂曲和演奏特征??梢詮闹刑崛⌒?、和聲、節(jié)奏等信息。
2、音樂特征與噴泉動作的匹配
匹配包括段匹配和音符匹配。這兩個層次的匹配即音樂噴泉表演程序的設(shè)計過程,匹配過程中,段匹配首先找到表達某一特定情感的典型動作序列;接下來音符匹配則根據(jù)特定音符表演特定的噴射動作。
3、動畫仿真和手動修改
動畫仿真可以代替直接在噴泉裝置上的演示,省時省力。并且用戶有修改需求時,可以直接友好的人機界面上進行修改,而省去修改源程序。
4、編譯控制程序
可以將用戶通過人機界面設(shè)計的表演程序編譯并輸出為控制程序。
5、同步播放
同步播放程序可以保持噴射與音樂的同步,有效防止延時問題。