CZ301933B6

CZ301933B6 - Zpusob rízení zejména svetelné techniky zvukovým signálem a zarízení k provádení tohoto zpusobu

Info

Publication number: CZ301933B6
Application number: CZ20080676A
Authority: CZ
Inventors: Nušl@Jaroslav
Original assignee: Nušl@Jaroslav
Priority date: 2008-10-29
Filing date: 2008-10-29
Publication date: 2010-08-04
Also published as: CZ2008676A3; GB2479280A; US20110213477A1; WO2010048907A1; GB201108486D0

Abstract

Svetelná technika se rídí zvukovým signálem, pri kterém se analogový signál zvukového záznamu prevede na digitální hodnotu. Získaná data se prevedou z casové oblasti do oblasti frekvencní, získané hodnoty se dále poskytují jednotlivým príznakum s predem nastavenými daty, nacež se pro každý príznak v každém casovém okamžiku vygeneruje aktuální scéna, pricemž výsledná scéna se generuje z aktuálních scén tak, že hodnoty, které neovlivnují navzájem stejné parametry, se pouze seskupí do výsledné scény a takto získaná výsledná scéna je urcena už prímo na rízení pripojené techniky. Zarízení k provádení tohoto zpusobu, sestává ze vstupu (1) zvukového signálu, ke kterému je pripojen A/D prevodník (2) analogového signálu na digitální. K A/D prevodníku (2) je pripojen prevodník (3) signálu z casové oblasti do oblasti frekvencní, k jehož výstupu je pripojen príznak (5a) propojený s informacním prvkem (5b) pomocí pomerovace (5c), kde ke všem informacním prvkum (5b.1) až (5b.n) je pripojen prepínac (7) pro možnost okamžitého pripojení informacního prvku (5b) na výstupu (8).

Description

Způsob řízení zejména světelné techniky zvukovým signálem a zařízení k provádění tohoto způsobu

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu řízení zejména světelné techniky zvukovým signálem, při kterém se analogový signál zvukového záznamu převede na digitální hodnotu a dále se vynález týká zařízení k provádění tohoto způsobu.

Dosavadní stav techniky

Na trhuje široká škála osvětlovací techniky i pultů či programů na její řízení. Pro vzdálené centralizované ovládání se používá v drtivé většině protokol DMX512 (Digital Multiplex) navržený v roce 1986 institutem USITT (United States Institute for Theatre Technology). Řídit pak lze celou světelnou scénu z jednoho pultu školeným personálem, nebo předem připraveným programem. Inteligentní, centrálně řízená technika se může použít pro architektonické osvětlení, výstavy, prezentace, reklamu, divadla, filmy a zde především pro dotváření atmosféry při hudební produkci. V tomto posledním případě je snaha řídit světelnou techniku tak, aby korespondovala i s danou hudební produkcí. Stará se o to školený personál, nebo se využívá jednoduchého ovládání pomocí mikrofonu, který je Často zabudován v každém zařízení zvlášť. V některých případech je technika ponechána na řízení předem nastaveným programem, který s hudební produkcí vůbec nekoresponduje. Samostatné řízení ovládané pouze mikrofonem funguje jen na jednoduchém principu, který zdaleka nevyužije možnosti inteligentní světelné techniky. Nejčastěji je řízení založené na detekci špiček v audio signálu, kde je tato detekce případně rozdělena na různá frekvenční pásma, nebo je založené na rozeznávání BPM (Beats Per Minuté). Takto získané hodnoty pak slouží ke spouštění nebo přepínání předem připravených sekvencí. Existuje i mnoho vizualizačních programů, které provádí vizualizaci ale pouze softwarově na nějakém zobrazovacím zařízení, bez možnosti ovládat libovolný hardware.

Podstata vynálezu

Výše uvedené nedostatky jsou do značné míry odstraněny způsobem řízení zejména světelné techniky zvukovým signálem, při kterém se analogový signál zvukového záznamu převede na digitální hodnotu, podle tohoto vynálezu. Jeho podstatou je to, že data se převádí z časové oblasti do oblasti frekvenční. Z takto získaných dat se připraví alespoň aritmetický průměr hlasitosti nízkých, středních a vysokých frekvencí v krátkém a dlouhém časovém úseku a aritmetický průměr celkové hlasitosti v krátkém a dlouhém časovém úseku. Získané hodnoty se dále poskytují jednotlivým příznakům s předem nastavenými daty. Tato data jsou ovlivňována výstupní hodnotou příznaku v poměrovači, načež se pro každý časový okamžik vygeneruje z těchto dat aktuální scéna na výstupu každého poměrovače, přičemž ze všech těchto scén se výsledná scéna generuje tak, že hodnoty, které neovlivňují navzájem stejné parametry u připojeného zařízení, se pouze seskupí do výsledné scény. V případě že se vygenerované aktuální scény navzájem ovlivňují, rozhodne se o jejich použití podle priority. Takto získaná výsledná scéna je určena už přímo na řízení připojené techniky.

Předem nastavená data jsou s výhodou informace o tom, jaké zařízení a jaký parametr je ovlivňován, přičemž se jedná o scénu nebo v čase daný sled scén. Kde scénou se rozumí statické hodnoty, které definují stav připojeného zařízení.

Dále se vynález týká zařízení k provádění uvedeného způsobu. Zařízení sestává ze vstupu zvukového signálu, ke kterému je připojen převodník analogového signálu na digitální (dále jen A/D

- 1 CZ 301933 B6 převodník). K A/D převodníku je připojen převodník signálu z časové oblasti do oblasti frekvenční ke kterému je připojen průměrovač pro průměrování hodnot z frekvenční oblasti, k jehož vystupuje připojen příznak propojený s informačním prvkem pomocí poměrovače, kde ke všem informačním prvkům je připojen přepínač pro možnost okamžitého připojení informačního prvku na výstupu.

Mezi přepínačem a jednotlivými poměrovaČi je s výhodou umístěn komplementátor.

Uvedené řešení umožňuje využít data získaná ze zvuku k řízení techniky.

Cílem tohoto vynálezu je umožnit kreativně řídit světelnou a jinou techniku přímo hudbou a tím i lépe využít její možnosti. Některé z výhod jaký tento nový způsob řízení přináší oproti dosavadnímu způsobu řízení osvětlovačem, nebo programem jsou následující:

Je možné synchronizovat s hudbou individuálně každé připojené zařízení nehledě na jejich počet. Výhodou je okamžitá reakce i na nepředvídatelné změny v hudbě. Je možné sladění světelné techniky i s nově, předem neznámou produkcí. Řešení umožňuje lepší využití techniky. Na rozdíl od řízení specializovaným personálem se toto řízení neunaví a umožňuje nonstop povoz. Do řízení není potřeba zasahovat, všechny potřebné informace pro řízení obsahuje již hudba. Systém lze využít í tam kde je j iž světelná technika zabudovaná.

Přehled obrázku na výkrese

Příkladné zařízení pro řízení zejména světelné techniky zvukovým signálem, podle tohoto vynálezu bude podrobněji popsáno na konkrétním příkladu provedení s pomocí přiloženého výkresu, kde na obr. 1 je znázorněno schéma zapojení.

Příklady provedení vynálezu

Na vstup každého příznaku 5a. 1 až 5a.n je přiveden zvukový signál z převodníku 3 signálu z časové oblasti do oblasti frekvenční a z A/D převodníku 2. Každý z příznaků 5a má u sebe přidružen informační prvek 5b nesoucí (obsahující) data nastavená uživatelem. Tato data jsou informace o tom, jaké zařízení a jaký parametr je daným příznakem 5a ovlivňován. Může jít buď o statická data neboli tzv. scénu, nebo v čase daný sled scén tzv. chase. Výstup z informačního prvku 5b je ovlivňován výstupní hodnotou příznaku 5a v poměrovaěi 5c a to tak: a) pokud jde o statickou scénu, velikost výstupních hodnot je dána lineárně ve stejném poměru jako je výstupní veličina příznaku 5a. Při krajní hodnotě výstupu příznaku 5a 100 % jsou na výstupu poměrovače

5c přesně stejná data tak jak jsou definovaná uživatelem v informačním prvku 5b. Při druhé krajní hodnotě 0 % je výstup poměrovače 5c nulový. B) pokud jde chase, výstup příznaku 5a ovlivňuje lineárně rychlost tohoto chase v rozsahu 0 až 100 %, Pokud je navíc vystup příznaku 5a nulový je výstup poměrovače 5c také nulový. Výstup ze všech poměrovačů 5c. 1 až 5c.n je přiveden do komplementátoru 6, kde se pro každý časový okamžik vygeneruje výsledná scéna,

Hodnoty ve scéně vygenerované z poměrovačů 5c, pokud jsou nulové, jsou komplementátorem 6 ignorována. Z ostatních scén se výsledná scéna generuje tak, že hodnoty, které neovlivňují navzájem stejné parametry, se pouze seskupí do výsledné scény. Pokud však některá scéna na výstupech poměrovačů 5c ovlivňuje stejné parametry, rozhodne se o použití hodnot ze scény na výstupu daného poměrovače 5c právě podle jeho priority. Není-li určeno jinak, je priorita pomě50 rovačů 5c. 1 až 5c.n dána lineárně, kde první připojený poměrovač 5c. 1 má prioritu nejnižší a poslední poměrovač 5c.n nejvyšší. Takto získaná výsledná scéna na výstupu komplementátoru 6, je určena už přímo na řízení připojené techniky.

-2CZ 301933 B6

Zapojení lze rozšířit o průměrovač 4, do kterého je přiveden zvukový signál z převodníku 3 signálu z časové oblasti do oblasti frekvenční a z A/D převodníku 2. Tento průměrovač 4 vykonává nej častěji používané výpočty a předává je všem přiřazeným příznakům 5a. 1 až 5a.n. Sníží se tak množství redundantních výpočtů, které by byly prováděny v každém příznaku 5a. 1 až 5a.n zvlášť. Může jít o hodnoty jako například aritmetický průměr hlasitosti nízkých, středních a vysokých frekvencí v krátkém a dlouhém časovém úseku a aritmetický průměr celkové hlasitosti také v krátkém a dlouhém časovém úseku.

Dalším rozšířením je zapojení přepínače 7, který může data z vybraného informačního prvku 5b. 1 až 5b.n poslat přímo na výstup 8. Tím je umožněno vizuálně zkontrolovat chování světelné techniky tak, jak jí nastavil uživatel pro daný příznak 5a.

Příznak 5a je libovolné zapojení či algoritmus, který z hodnot získaných z A/D převodníku 2, převodníku 3 signálu z časové oblasti do oblasti frekvenční a z průměrovače 4 generuje jiné hodnoty, které nějakým způsobem vyjadřují děje v hudbě. Může jít jak o exaktní, tak i neexaktní postupy. Příkladem může být příznak 5a indukující takty v hudbě, nebo vyjadřující hlasitost v různých frekvenčních pásmech. Dalším příkladem je vyjádření, zdali hlasitost klesá, či stoupá. Generování takovýchto údajů je již nasnadě. Jako příznak 5a lze využít i všechny hodnoty získané v průměrovači 4. Příznak 5a indikující intenzitu hlasitosti na nízkých frekvencích pak pouze využije tento údaj z průměrovače 4, kde je na výstupu tato intenzita vynásobená případně konstantou a s definovanou minimální hodnotou, pod kterou je výstup trvale nulový a s definovanou maximální hodnotou, při jejímž překročení bude na výstupu maximum (100 %).

Na příkladném schématu zapojení je znázorněn vstup I zvukového signálu, ke kterému je připojen A/D převodník 2 analogového signálu na digitální a dále převodník 3 signálu z časové oblasti do oblasti frekvenční, který může využívat například rychlou Fourierovu transformaci (FFT). Průměrovač 4 se stará o průměrování hodnot z frekvenční oblasti. Data ve frekvenční oblasti se rozdělí na tři po sobě jdoucí oblasti a v každém časovém okamžiku pro každou oblast se vypočítá její aritmetický průměr. Dále se vypočítá aritmetický průměr všech hodnot z frekvenční oblasti. Tyto všechny čtyři hodnoty jsou výstupem průměrovače 4. Dalších 8 hodnot se generuje tak, že první čtyři již získané hodnoty se průměrují aritmetickým průměrem s malým počtem hodnot získaných v předchozích časových okamžicích (krocích) a dále se průměrují aritmetickým průměrem s velkým počtem hodnot získaných v předchozích časových okamžicích (krocích).

Informační prvek 5b obsahuje data nesoucí informaci o tom, jak a jakou techniku má daný přidružený příznak 5a ovlivňovat. V poměrovači 5c se výstupní data A převádí na výstupní data C v poměru daném vstupní veličinou B. V komplementátoru 6 se z dat získaných na výstupech všech poměrovačů generuje jeden datový rámec (stejného formátu) a to tak, že data z poměrovačů 5c, pokud jsou nulové, jsou komplementátorem 6 ignorována.

Přepínač 7 umožňuje na výstup připojit jeden libovolný vstup. Primárně je na výstupu přepínače 7 výstup z komplementátoru 6. V případě že uživatel potřebuje zkontrolovat data přidružená nějakému příznaku 5a, může je pomocí přepínače 7 poslat přímo na výstup 8. Takto získaná data jsou již posílána přímo připojené technice.

Průmyslová využitelnost

Způsob řízení zejména světelné techniky zvukovým signálem a zařízení k provádění tohoto způsobu nalezne uplatnění především v místech, kde je potřeba světelnou a jinou techniku synchronizovat s hudbou. Může jít buď o plně samostatný provoz, nebo i provoz v součinnosti s řízením, které provádí obsluha.

Claims

1. Způsob řízení zejména světelné techniky zvukovým signálem, při kterém se analogový signál zvukového záznamu převede na digitální hodnotu, vyznačující se tím, že získaná data se převedou z časové oblasti do oblasti frekvenční, získané hodnoty se dále poskytují jednotlivým příznakům s předem nastavenými daty, načež se pro každý příznak v každém časovém okamžiku vygeneruje aktuální scéna, přičemž výsledná scéna se generuje z aktuálních scén tak, že hodnoty, které neovlivňují navzájem stejné parametry, se pouze seskupí do výsledné scény a takto získaná výsledná scéna je určena už přímo na řízení připojené techniky.

2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se t í m , že ze získaných dat se připraví alespoň aritmetický průměr hlasitosti nízkých, středních a vysokých frekvencí v krátkém a dlouhém časovém úseku a aritmetický průměr celkové hlasitosti v krátkém a dlouhém časovém úseku.

3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že předem nastavená data jsou informace o tom, jaká technika a jaký její parametr je daným příznakem ovlivňován, přičemž se jedná o statickou scénu nebo v čase daný sled scén.

4. Způsob podle nároků 1, 2 nebo 3, vyznačující se tím, že data přiřazená u jednotlivých příznaků jsou ovlivňována výstupní hodnotou příznaku v poměrovači.

5. Způsob podle nároku 4, vyznačující se tím, že pokud se jedná o statickou scénu, velikost výstupních hodnot je dána lineárně ve stejném poměru jako je výstupní veličina příznaku, přičemž při krajní hodnotě výstupu příznaku 100% jsou na výstupu poměrovače přesně stejná data tak, jak jsou definovaná uživatelem a při druhé krajní hodnotě 0% je vystup poměrovače nulový a pokud se jedná o v čase daný sled scén, výstup příznaku ovlivňuje lineárně rychlost tohoto sledu v rozsahu 0 až 100%, přičemž pokud je navíc výstup příznaku nulový je výstup poměrovače také nulový.

6. Způsob podle nároku 4 nebo 5, vyznačující se tím, že pokud jsou hodnoty ve scéně na výstupu z poměrovačů nulové, jsou ignorovány.

7. Způsob podle nároků 4, 5 nebo 6, vyznačující se tím, že pokud některá scéna na výstupech poměrovačů ovlivňují stejné parametry stejné techniky, rozhodne se o použití hodnot ze scény z daného poměrovače právě podle jeho priority.

8. Způsob podle nároku 7, vyznačující se tím, že priorita poměrovačů je dána lineárně, kde první připojený poměrovač má prioritu nej nižší a poslední nej vyšší.

9. Zařízení k provádění způsobu, podle kteréhokoli z nároků 1 až 8, sestávající se ze vstupu (1) zvukového signálu, ke kterému je připojen A/D převodník (2) analogového signálu na digitální, vyznačující se tím, žek A/D převodníku (2) je připojen převodník (3) signálu z časové oblasti do oblasti frekvenční, k jehož výstupu je připojen příznak (5a) propojený s informačním prvkem (5b) pomocí poměrovače (5c), kde ke všem informačním prvkům (5b. 1) až (5b.n)je připojen přepínač (7) pro možnost okamžitého připojení informačního prvku (5b) na výstupu (8).

10. Zařízení podle nároku 9, vyznačující se tím, že k převodníku (3) signálu z časové oblasti do oblasti frekvenční a k A/D převodníku (2) analogového signálu na digitální je připojen průměrovač (4) pro průměrování hodnot z frekvenční a časové oblasti, k jehož výstupu jsou připojeny příznaky (5a. 1) až (5a.n).

-4 CZ 301933 B6

11. Zařízení podle nároku 10, vyznačující se tím, že mezi přepínačem (7) a jednotli vými poměrovači (5c. 1) až (5c.n) je umístěn komplementátor (6).