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日常生活中，我們一般可根據(jù)音量、音調(diào)和音色來反映聲音的幅度、頻率和品質(zhì)。那么，在音樂噴泉中，到底是如何根據(jù)聲音來控制噴泉水柱的呢？本文就音樂噴泉控制系統(tǒng)中對音樂信號的識別與處理作相應(yīng)介紹。

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(gè)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(shí)域分析理論的算法，具有簡單、計(jì)算量小等優(yōu)點(diǎn)，還能直接對時(shí)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(shí)，就會(huì)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(shí)，水柱就會(huì)出現(xiàn)明顯的變化；反之，當(dāng)聲波幅值較小時(shí)，水柱變化也就不會(huì)很明顯。

針對此情形，該系統(tǒng)根據(jù)聲音信號的幅值將音量信號分為3類：大音量信號、中音量信號和小音量信號。并以中音量信號的幅值為標(biāo)準(zhǔn)，在其幅值為值時(shí)，使噴泉水柱達(dá)到。同時(shí)以此幅值為標(biāo)準(zhǔn)對大音量信號進(jìn)行衰減，對小音量信號進(jìn)行放大。

據(jù)了解，近年來國內(nèi)許多地方制作的大型音樂噴泉費(fèi)用基本上都在上千萬元，部分已以設(shè)計(jì)方案及造型與規(guī)模都比較的噴泉設(shè)計(jì)安裝工程甚至造價(jià)達(dá)六七千萬。

另外從音樂噴泉設(shè)備系統(tǒng)上來說，一個(gè)項(xiàng)目中，設(shè)計(jì)水型所用到的噴泉設(shè)備也是影響噴泉價(jià)格的重要因素。再從音樂噴泉配置來講水幕電影甚至3D或全息水幕投影、彩色激光等附加配置造價(jià)更為昂貴。比如，國產(chǎn)水幕電影設(shè)備約為30-60萬元，配備國外水幕電影設(shè)備要60-100萬元的費(fèi)用，3D和全息水幕電影則更貴。彩色激光則要20-40萬元費(fèi)用。

噴泉噴頭可以優(yōu)先選用黃銅或者不銹鋼材質(zhì)制作。這種噴頭一般銀光閃閃或者黃金般色彩，因?yàn)檫@種材質(zhì)抗腐性優(yōu)良，使用年限長是普通噴頭的2倍。根據(jù)設(shè)計(jì)方案構(gòu)思確認(rèn)主要噴泉水型噴頭之后，仍需要考慮選用不同型號同一種噴頭的水壓、流量、噴高和噴灑直徑，以及連接管的型號和安裝尺寸。這些主要因素都是選用噴頭時(shí)應(yīng)該多加細(xì)心和設(shè)計(jì)，因?yàn)榭梢砸?guī)避在未來的噴泉工程施工中出現(xiàn)設(shè)計(jì)缺陷，導(dǎo)致工程延期。這對于設(shè)計(jì)和施工的水景公司，以及相關(guān)利益人都有影響。

在噴泉設(shè)計(jì)中，選擇噴泉噴頭也要考慮一些外在因素，比如風(fēng)力、水質(zhì)等噴泉實(shí)際施工的工地環(huán)境，其中多數(shù)噴頭噴時(shí)水色是透明無色的。如果是室內(nèi)噴泉設(shè)計(jì)項(xiàng)目，具有風(fēng)小、灰少、安靜的環(huán)境特點(diǎn)，可以選用半球型和牽牛花等射流纖細(xì)，聲音穩(wěn)重的噴頭；而如果是室外廣場噴泉設(shè)計(jì)項(xiàng)目，周邊環(huán)境恰恰相反，相對造型設(shè)計(jì)而言，禮花噴頭、三層花和旋轉(zhuǎn)噴頭比較適合。

因此，在水景噴泉設(shè)計(jì)中，對于噴泉噴頭的選擇，既需要水景公司設(shè)計(jì)人員不同創(chuàng)作構(gòu)思，也需要他們有豐富的施工實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，才能把噴頭的因素綜合考慮，是噴泉景觀作為一處建筑物或者一件藝術(shù)品達(dá)到高點(diǎn)。