ЦВЕТОМУЗЫКАЛЬНАЯ УСТАНОВКА Российский патент 1999 года по МПК A63J17/00 H04N13/00 H04N15/00 

Данное предлагаемое изобретение относится к системам и устройствам, предназначенным для формирования и воспроизведения цветных светомузыкальных изображений, изменяющихся во времени в определенном соответствии с изменениями параметров звукового сигнала. Предлагаемое техническое решение может быть использовано также при построении цветомузыкальных инструментов, управляемых одним или несколькими исполнителями цветомузыкальной (световой) партии.

Известны цветомузыкальные установки, содержащие дискретные источники света, цветные светофильтры и транспаранты, оптическую систему, экран, анализатор звукового сигнала (состоящий обычно из нескольких частотных фильтров) и блоки управления яркостью и цветностью источников света, а также и положением транспарантов и светофильтров (см., например, книгу Б.М. Галеева и С.А. Андреева. Принципы конструирования светомузыкальных устройств. М.: Энергия, 1973). Недостатками этих устройств являются низкая четкость (малая детализация) формируемых изображений, трудности в динамическом и гибком управлении формой изображений, а также цветностью, яркостью и насыщенностью каждого элемента таких изображений.

Из известных цветомузыкальных устройств наиболее близким по технической сущности является установка, в которой цветомузыкальные изображения формируют на экране цветной электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) (см., например, Искусство светящихся звуков. - Сборник статей СКБ "Прометей", Казань, 1973, стр. 254-259). Эта установка - в наиболее обобщенном виде - содержит анализаторы различных параметров звуковой (музыкальной) программы, синтезаторы цветомузыкальных сигналов и цветное телевизионное воспроизводящее устройство (например, цветную электронно-лучевую трубку). Выходы анализаторов звукового сигнала соединены со входами синтезатора цветомузыкальных сигналов, а выходы последнего - с соответствующими электродами цветного телевизионного воспроизводящего устройства, в качестве которого может использоваться не только электронно-лучевая трубка, но и различные проекционные телевизионные системы, например, типа "Эйдофор".

Недостатком известных цветомузыкальных аппаратов и инструментов следует считать плоскостность (двухмерность) цветомузыкальных изображений, формируемых с их помощью.

Техническим результатом изобретения является получение объемных цветомузыкальных динамических (изменяющихся) изображений.

Технический результат достигается за счет того, что в состав цветомузыкальной установки, содержащей цветное телевизионное воспроизводящее устройство со схемами горизонтальной и вертикальной развертки, анализатор звукового сигнала и синтезатор цветомузыкальных сигналов, выходы которого соединены с управляющими электродами цветного телевизионного воспроизводящего устройства и с его отклоняющей системой, согласно изобретению включено второе цветное телевизионное воспроизводящее устройство, все электроды которого, включая и выводы отклоняющей системы, соединены попарно-параллельно с соответствующими одноименными электродами первого цветного телевизионного воспроизводящего устройства, имеющими то же самое функциональное назначение, а горизонтально-отклоняющая система второго цветного телевизионного воспроизводящего устройства соединена с синтезатором сигнала горизонтального параллакса, входы которого подключены к выходам анализатора звукового сигнала, при этом схема горизонтальной развертки является общей для обоих цветных телевизионных воспроизводящих устройств.

Кроме того, указанный технический результат может быть достигнут за счет того, что горизонтально-отклоняющая система второго цветного телевизионного воспроизводящего устройства содержит дополнительную малоиндуктивную катушку электромагнитного отклонения, выводы которой являются выходом синтезатора сигнала горизонтального параллакса, а также за счет того, что цветное телевизионное воспроизводящее устройство выполнено в виде цветной электронно-лучевой трубки.

Горизонтально-отклоняющая система второй цветовой электронно-лучевой трубки в предлагаемой цветомузыкальной установке может быть достаточно сложной и иметь несколько модификаций. Наиболее простой из ее вариантов состоит только из одной стандартной катушки горизонтального отклонения, выводы которой подключены к выходу сумматора, один вход которого соединен с общим для двух ЭЛТ генератором горизонтальной развертки, а второй - с синтезатором сигнала горизонтального параллакса. Второй вариант системы горизонтальной развертки отличается тем, что в ее состав входит две катушки горизонтального отклонения: обычная (стандартная) и дополнительная малоиндуктивная. Обычная катушка подключается параллельно (или последовательно) с идентичной ей катушкой горизонтальной развертки первой ЭЛТ к общему генератору горизонтального отклонения, а дополнительная катушка подключается к выходу синтезатора сигнала горизонтального параллакса.

На чертеже представлена функциональная схема цветомузыкальной установки.

Цветомузыкальная установка содержит основной анализатор 1 звукового сигнала, подаваемого на вход 2, синтезатор 3 цветомузыкальных видеосигналов и развертывающих напряжений, цветные телевизионные воспроизводящие устройства 4 и 5 (например, цветные электронно-лучевые трубки) с кадровыми 6 и 7 и строчными 8 и 9 катушками электромагнитного отклонения, дополнительный анализатор 10 звукового сигнала, синтезатор 11 сигнала горизонтального параллакса, выход которого подключен к электромагнитной малоиндуктивной горизонтально-отклоняющей катушке 12, расположенной на горловине только одной из двух ЭЛТ 5 и входящей в систему горизонтального отклонения этой ЭЛТ, включающей в данном случае катушки 9 и 12. Выходы анализатора 1 подключены ко входам синтезатора 3, а входы последнего 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 - к управляющим электродам электронно-лучевых трубок 4 и 5 и к выводам катушек их отклоняющих систем.

Одноименные, т. е. имеющие одинаковое назначение, управляющие электроды ЭЛТ 4 и 5 соединены между собой попарно-параллельно (модуляторы электронных прожекторов одной ЭЛТ соединены с модуляторами второй ЭЛТ, катод электронного прожектора синего люминофора первой ЭЛТ соединен с "синим" катодом второй ЭЛТ и так далее) и подключены к выходам (шинам) 13, 14, 15, 16 синтезатора 3. Катушки 6 и 7 вертикальной развертки и катушки 8 и 9 горизонтального отклонения включены согласно и попарно-параллельно (кроме того, они могут быть соединены и последовательно). Выводы этих катушек подключены к выходам (шинам) 17, 18, 19 и 20 синтезатора 3.

Вход анализатора 10, как и анализатора 1, подключен ко входной клемме 2 аппарата. Выходы анализатора 10 соединены со входами синтезатора 11 сигнала горизонтального параллакса, выходные клеммы которого соединены с системой горизонтального отклонения электронных пучков электронно-лучевой трубки 5, а в данном (частном) случае с выводами второй электромагнитной горизонтально-отклоняющей катушки 12, входящей вместе с катушкой 9 в систему горизонтальной развертки ЭЛТ 5.

Схема синтезатора 11 сигналов горизонтального параллакса может как повторять в общих чертах схему синтезатора 3 цветомузыкальных сигналов, так и совершенно отличается от нее, т.е. базироваться на совершенно других принципиальных положениях. В основу различных модификаций анализаторов 1 и 10, как и синтезаторов 3 и 11, могут быть положены настолько отличающиеся принципиальные решения, а схемы их могут настолько отличаться друг от друга, что попытка описания - даже в наиболее общем виде - их устройства не может быть признана целесообразной. Однако в любом случае должно выполняться условие взаимной синхронизации, повторяемости и устойчивости видеосигналов, отклоняющих (развертывающих) напряжений и сигнала горизонтального параллакса, генерируемых в синтезаторах 3 и 11. Это необходимо для формирования стабильных цветомузыкальных изображений.

Подаваемый на вход 2 установки звуковой сигнал поступает на основной 1 и дополнительный 10 анализаторы, в которых происходит частотный, амплитудный, ритмовый, тембровый, мелодический и тому подобный анализ звукового сигнала, и на его основе формируются управляющие сигналы для синтезаторов 3 и 11. В синтезаторе 3 на основе управляющих сигналов с выходов анализатора 1 происходит образование двух групп сигналов: на выходах (шинах) 13, 14, 15, 16 синтезируются цветомузыкальные видеосигналы для "синих", "красных" и "зеленых" катодов и модуляторов цветных воспроизводящих устройств 4 и 5, а на шинах 17, 18, 19 и 20, связанных с катушками отклоняющих систем, формируются либо напряжения произвольной формы - в этом случае на экранах формируются изображения типа фигур Лиссажу, либо пилообразные ("стандартные") напряжения кадровой и строчной частот.

Воздействие видеосигналов и отклоняющих напряжений, подаваемых на электроды ЭЛТ 4, приводит к формированию на экране этой ЭЛТ некоторого - опорного - цветомузыкального изображения (первого - опорного - изображения стереопары). Изображение же, формируемое на экране ЭЛТ 5, определяется не только общими для обоих кинескопов управляющими напряжениями с выходов синтезатора 3, но и сигналом горизонтального параллакса. Величина отклонения в горизонтальном направлении электронных пучков во второй ЭЛТ 6 определяется суммарным действием всех составных частей системы горизонтального отклонения этой ЭЛТ, включающей в данном случае катушки 9 и 12. Направление и величина сдвига в горизонтальном направлении элементов изображения на экране ЭЛТ 5 (по сравнению с положением тех же элементов на экране ЭЛТ 4) определяются полярностью и мгновенным значением сигнала горизонтального параллакса. Ток, протекающий в катушке и соответствующий сигналу горизонтального параллакса, деформирует исходное - формируемое на экране ЭЛТ 4 - изображение, в результате чего на экране ЭЛТ 5 происходит синтез (из общих видеосигналов и отклоняющих напряжений) второго изображения стереопары.

Одно из сформированных на экранах цветных электронно-лучевых трубок 4 и 5 изображений рассматривается только левым, а другое - только правым глазом зрителя. В мозгу наблюдателя при этом происходит формирование результирующего объемного цветомузыкального изображения. Разделение изображений для левого и для правого глаза может производиться обычным образом: либо поляризационным, либо линзово-растровым, либо эклипсным методом или путем раздельной проекции одного изображения стереопары в левый глаз, а другого - в правый.

При нулевом - течении развертки всего изображения - значении сигнала горизонтального параллакса оба изображения стереопар на экранах воспроизводящих устройств будут совершенно тождественными, а результирующее изображение будет плоским и расположенным в плоскости экранов цветомузыкальной установки (т.е. на расстоянии, равном расстоянию от зрителей до экранов).

При изменяющемся и отличающемся от нулевого значении сигнала горизонтального параллакса элементы результирующего объемного изображения будут казаться зрителям расположенными либо перед экраном, либо за ним - в зависимости от его (сигнала) полярности.

Величина же этого кажущегося перемещения элементов изображения в третьем измерении будет зависеть от величин соответствующих им мгновенных значений сигнала горизонтального параллакса. Чем больше этот сигнал, тем в большей степени соответствующие элементы результирующего трехмерного изображения будут "выходить" из плоскости экрана в третье измерение. Максимальный сдвиг элементов изображения второй стереопары по сравнению с соответствующими им элементами первой стереопары, формируемой на экране ЭЛТ 4, не должен превышать одну десятую часть длины строки изображения - в противном случае возможно исчезновение эффекта объемности и возникновение двоения изображения.

В предлагаемой цветомузыкальной установке возможно использование не только трехлучевых масочных цветных ЭЛТ, но и других цветных телевизионных воспроизводящих устройств, например однолучевых цветных ЭЛТ, проекционных систем типа "Эйдофор", и т.д.

Данное техническое решение позволяет придать цветомузыкальным изображениям новое качество - трехмерность, что приводит к радиальному расширению диапазона выразительных возможностей цветомузыкальных аппаратов и инструментов и к существенному увеличению степени эмоционального воздействия на зрителей цветомузыкальных программ.

Изобретение относится к системам и устройствам, предназначенным для формирования и воспроизведения цветных динамических изображений высокого разрешения, изменяющихся во времени в определенном соответствии с изменениями параметров звуковых сигналов. В состав цветомузыкальной установки дополнительно включены второе цветное телевизионное воспроизводящее устройство, синтезатор сигнала горизонтального параллакса и дополнительный анализатор звукового сигнала. Выходы дополнительного анализатора соединены со входами синтезатора сигнала горизонтального параллакса, а выходы синтезатора соединены с системой горизонтального отклонения второго цветного телевизионного воспроизводящего устройства. Все электроды второго цветного телевизионного воспроизводящего устройства, включая и выводы отклоняющей системы, соединены попарно-параллельно с теми электродами первого цветного телевизионного воспроизводящего устройства, которые имеют то же функциональное назначение, что и соответствующие электроды второго цветного телевизионного воспроизводящего устройства. Использование изобретения позволяет расширить диапазон выразительных и художественных возможностей цветомузыкальных устройств и увеличить степень эмоционального воздействия на зрителей. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Цветомузыкальная установка, содержащая цветное телевизионное воспроизводящее устройство со схемами горизонтальной и вертикальной развертки, анализатор звукового сигнала и синтезатор цветомузыкальных сигналов, выходы которого соединены с управляющими электродами цветного телевизионного воспроизводящего устройства и с его отклоняющей системой, отличающаяся тем, что в состав установки включено второе цветное телевизионное воспроизводящее устройство, все электроды которого, включая и выводы отклоняющей системы, соединены попарно-параллельно с соответствующими одноименными электродами первого цветного телевизионного воспроизводящего устройства, имеющими то же самое функциональное назначение, а горизонтально-отклоняющая система второго цветного телевизионного воспроизводящего устройства соединена с синтезатором сигнала горизонтального параллакса, входы которого подключены к выходам анализатора звукового сигнала, при этом схема горизонтальной развертки является общей для обоих цветных телевизионных воспроизводящих устройств. 2. Цветомузыкальная установка по п.1, отличающаяся тем, что горизонтально-отклоняющая система второго цветного телевизионного воспроизводящего устройства содержит дополнительную малоиндуктивную катушку электромагнитного отклонения, выводы которой являются выходом синтезатора сигнала горизонтального параллакса. 3. Цветомузыкальная установка по п.1, отличающаяся тем, что цветное телевизионное воспроизводящее устройство выполнено в виде цветной электронно-лучевой трубки.