音乐喷泉计算机集成控制的应用与开发

提供可调整的声音延时，对各种不同容量的水泵，采用不同的延时，使水型与乐曲达到同步的效果。
4.3　水型的程序演示
　　喷泉水泵电动机是受计算机系统的程序控制，每一段乐曲由哪些水泵开始都是由乐曲播放数据表中规定。对某些并联控制水泵的动作也受水型的演示程序控制。
4.4　彩色灯光、光纤照明和激光照射的程序演示
　　与水型的演示程序类似，彩色灯光、光纤照明和激光照射也由计算机系统程序控制。光纤照明用计算机控制步进电机带动旋转的彩色遮光盘而进行变色。而激光照射是由计算机对光纤进行扫描。激光光源的波长也由计算机来控制，从而改变激光和亮度，实现各种彩色图案。
4.5　水型的音量随动控制
　　对于某些水型，在艺术造型上要求与音乐随动，使音乐喷泉表演出乐曲的内涵和感情。这种水型的起伏变化是由音控所产生。在乐曲播放数据表中，对控制音平的强弱有两个加权系数，其一是对整个曲段的加权，另一个是在这一段中对某一个或几个水型的加权。这样能使音乐喷泉的演示效果和主题更为明确。
4.6　水型的节奏随动控制
　　对某些水型的跳跃和摇摆要与乐曲的节奏同步，表演出音乐喷泉的激情和活力。这种水型的跳跃和摇摆变化也是由音控所产生。首先，计算机从乐曲的音量变化曲线中取出乐曲的节奏；然后，控制水泵电动机启停或加速，使喷嘴的水流产生与节奏同步的跳动。
4.7　声音的延时控制
　　声音延时控制在音乐喷泉中要多次用到。这里指的声音延时控制是在不同地形位置观看喷泉时，会出现音乐与水型的不同步现象。因此，计算机控制系统能提供可调整的声音延时，使站在不同位置的观众，达到同步的效果。
4.8　喷泉用电负荷的自动控制和保护
　　当喷泉用电量超过最大允许负荷时，计算机控制系统会自动切断某些水泵电源，使总负荷不超过定额。计算机监控系统可把电源每一相的电压和电流波形存储起来，计算出有效电压、有效电流、有功功率、无功功率、功率因数等。因此，计算机监控系统可以在极短的时间内确定过电流时的电流量以及持续时间，用计算机来作无熔断器的过流保护，可以在5μs时间内关断事故电路的输出。

5　音乐喷泉计算机辅助配乐软件
　　在音乐喷泉的乐曲数据库中，每一首乐曲都有它的乐曲播放数据表。乐曲播放数据表在配乐时由计算机产生，但这是要由配乐者一段一段地来选择适合的水型和灯光，也就是由人工来进行配乐。人工配乐是一件十分仔细和需要智慧的艺术创造工作。
　　音乐喷泉计算机辅助配乐软件是由一个人工智能的专家系统和一个喷泉配乐知识库组成。它提供简单的问话语句来描述这首乐曲或某段乐句的“知识”，如乐曲类别、节奏快慢、情绪高低、演奏或演唱人的数量、乐器种类等。随后由计算机提出几种喷泉演示方案，供操作人员选择。
　　若在没有人为选择时，它也有一个默认方案，即实现水型自动组合。配乐后所产生的喷泉控制数据存入乐曲数据库中。
　　在计算机控制软件中也会提供多种典型乐曲程序。如进行曲、舞曲、抒情曲和跳跃的流行曲等。当选择其中的典型乐曲程序时，就不必进行配曲即可演示音乐喷泉。

6　多媒体音乐喷泉仿真与实时监控
　　当乐曲初次配乐完成后，音乐喷泉的演示效果可以用多媒体实现虚拟仿真。喷泉多媒体虚拟仿真可采用DIRECTOR多媒体平台。它把计算机屏幕作为演示舞台，各种水型作为“演员(Cast）”。在“总谱表(Scorc)”中存放音乐喷泉各种类型的演示子程序。在“脚本（Script)”导演下完成多媒体音乐喷泉的动画演示。DIRECTOR多媒体平台的“脚本”是用Lingo语言编写，它可以实现超链接的功能；此外，Lingo语言还有控制功能，可对各种不同对象进行分镜头控制。各组分镜头都有它们的各自的编号。
　　各种水型的仿真演示都是由“水型演员”在多媒体平台进行各种组合 ，它们存放在指定的演员表中。
　　乐曲数据库里的每一首乐曲是用Lingo语言写成的多媒体虚拟仿真脚本。Lingo语言允许把脚本写成表格的形式，这样虚拟仿真脚本就可以从乐曲播放数据表转换得到。
　　当音乐喷泉多媒体虚拟仿真时，脚本会根据乐曲播放数据表中规定的程序在计算机屏幕上演示，并保持与音乐的同步。
　　音乐喷泉多媒体虚拟仿真也可以作为音乐喷泉演示时的实时监控，也可在大屏幕上观赏。
　　随着我国人民生活水平和艺术修养的提高，要求环境绿化、游乐场所、宾馆、商场中喷泉水景和音乐喷泉姿态各样，趣味引人。计算机集成控制在音乐喷泉中的应用也必定会起到更大的作用。

参考文献
1　周斌. 机电一体化实用技术手册. 北京：兵器工业出版社，1994
2　苏彦民. 电力拖动系统的微型计算机控制. 西安：西安交通大学出版社，1988
3　夏国平. 专家系统开发工具与VP-EXPERT. 北京：清华大学出版社，1991
4　王汝笠，章明，周斌. 第六代计算机——人工神经网络计算机. 北京：科学技术文献出版社，1989
5　李锡雄、陈婉儿. 脉宽调制技术. 武汉：华中理工大学出版社，1996
6　L 斯坦豪尔著. 希望图书创作室译. Director 6 实用手册. 北京：宇航出版社，1998
7　张延灿. 喷泉工程发展及其设计问题(上). 给水排水， 1998，24(7)：47～50
8　张延灿. 喷泉工程发展及其设计问题(下). 给水排水， 1998，24(8)：43～46

上一页  [1] [2]