RU2040939C1

RU2040939C1 - Method and optical device for creating color light accompaniment to music

Info

Publication number: RU2040939C1
Authority: RU
Inventors: Николай Васильевич Томилов; Александр Николаевич Томилов
Original assignee: Николай Васильевич Томилов; Александр Николаевич Томилов
Priority date: 1992-07-23
Filing date: 1992-07-23
Publication date: 1995-08-09

Abstract

FIELD: musical engineering. SUBSTANCE: device has projector, screen, mirror, bearing frame. The device enables simultaneous projection of multicolored light strips on fixed screen to obtain several superimposed images produced by movie taking and photographing real objects. EFFECT: enhanced effectiveness in creating multicolored images. 8 cl, 5 dwg

Description

Известны способы создания светового сопровождения музыки, заключающиеся в проецировании на неподвижный экран тенеобразующих элементов, выполненных из непрозрачных, полупрозрачных цветных материалов в форме геометрических фигур различных форм. Во всех случаях способы создания такого светового сопровождения отличаются друг от друга характером приемов и действий, выполняемых с элементами устройства для изменения положения теневых проекций на экране, перемене их цвета, яркости и формы в процессе сопровождения музыки. Known methods for creating light accompaniment of music, consisting in projecting onto a fixed screen shadow-forming elements made of opaque, translucent colored materials in the form of geometric shapes of various shapes. In all cases, the methods for creating such light accompaniment differ from each other in the nature of the techniques and actions performed with the elements of the device for changing the position of the shadow projections on the screen, changing their color, brightness and shape during the music accompaniment.

Последнее достигается перемещением тенеобразующих элементов в неизменном по величине и направлению световом потоке; проецированием на экран неподвижных тенеобразующих элементов одним или несколькими источниками света переменной мощности; перемещением источника света относительно тенеобразующих элементов; совмещением перечисленных выше действий. The latter is achieved by moving the shade-forming elements in a luminous flux that is constant in magnitude and direction; projecting onto the screen of stationary shadowing elements by one or more light sources of variable power; moving the light source relative to the shading elements; combining the above actions.

Кроме перечисленных способов "оживления" теневых проекций на формирование зрительных образцов в процессе светового сопровождения музыки значительное влияние оказывают свойства тенеобразующих элементов (форма, степень прозрачности, цвет), характер совершаемых ими движений и расположение тенеобразующих элементов относительно источников света. Известны случаи использования в качестве тенеобразующих элементов вращающихся дисков с центральными и периферийными отверстиями, подвижных трафаретов с закрепленными в них светофильтрами и формообразующими элементами, развивающихся в потоке воздуха волокон, а также дыма, паров или аэрозолей. Такое разнообразие тенеобразующих элементов, возможность выбора для них самых необычных траекторий движения обеспечивает формирование бесчисленного количества непохожих друг на друга зрительных образов, сменяющихся на экране в процессе сопровождения музыки. In addition to the listed methods of “revitalizing” shadow projections, the properties of shadow-forming elements (shape, degree of transparency, color), the nature of the movements they perform and the location of the shadow-forming elements relative to light sources have a significant influence on the formation of visual samples during the music accompaniment. There are known cases of the use of rotating disks with central and peripheral holes as shade-forming elements, movable stencils with light filters and shape-forming elements fixed in them, developing fibers in the air stream, as well as smoke, vapors or aerosols. Such a variety of shadow-forming elements, the ability to choose for them the most unusual trajectories of movement provides the formation of countless visual images that are different from each other, changing on the screen during the accompaniment of music.

Вместе с тем, анализ известных способов создания светового сопровождения музыки показывает, что получаемые в процессе их реализации зрительные образы, несмотря на свое разнообразие, обладают одним существенным недостатком. Они не могут принимать форму реальных объектов, способных менять свой цвет, очертания или имитировать на экране движение, характер которого зависит от сопровождаемого музыкального произведения. At the same time, analysis of the known methods of creating light accompaniment of music shows that the visual images obtained in the process of their implementation, despite their diversity, have one significant drawback. They cannot take the form of real objects that can change their color, shape or imitate movement on the screen, the nature of which depends on the accompaniment of the piece of music.

Известен способ, предполагающий проецирование на экран расположенных параллельно друг другу трафаретов теневой проекции с закрепленными в них разноцветными светофильтрами, а также выполненного из непрозрачного материала несущего диска с центральным и боковыми отверстиями различной формы. Световое сопровождение музыки при таком способе ее сопровождения выражается в происходящей на экране непрерывной смене цветных панно с разнообразнейшим сочетанием цветовых оттенков. There is a method that involves projecting on the screen parallel to each other, stencils of shadow projection with multicolored filters fixed to them, as well as a carrier disk made of an opaque material with central and side holes of various shapes. The light accompaniment of music with this method of accompaniment is expressed in what is happening on the screen is a continuous change of color panels with a diverse combination of color shades.

Наблюдение за ними в процессе прослушивания музыки повышает качество ее восприятия, но не поднимает это восприятие на принципиально новый уровень. Несмотря на свою красочность, яркость и необычность, сменяющие друг друга образы быстро утомляют внимание зрителя своим однообразием и нередко вызывают раздражающее действие. Происходящее на экране не несет в себе никакой смысловой нагрузки. Ему трудно поставить в соответствие какое-либо явление или процесс, имеющий место в реальной действительности. Все это обесценивает усилия, направляемые на создание светового сопровождения музыки, и делает его малоэффективным. Watching them while listening to music improves the quality of its perception, but does not raise this perception to a fundamentally new level. Despite their colorfulness, brightness and unusualness, successive images quickly tire of the viewer's attention with their monotony and often cause an irritating effect. What is happening on the screen does not carry any semantic load. It is difficult for him to match any phenomenon or process that takes place in reality. All this depreciates the efforts aimed at creating light accompaniment of music, and makes it ineffective.

Целью изобретения является устранение отмеченного недостатка, а именно способ создания светового сопровождения музыки, обеспечивающий получение на экране изображения реальных объектов, способных менять свой цвет и очертания в соответствии с сопровождаемым музыкальным произведением, а также устройство, предназначенное для реализации предлагаемого способа. The aim of the invention is to eliminate the noted drawback, namely, a method for creating light accompaniment of music, providing on-screen images of real objects capable of changing their color and shape in accordance with the accompanying piece of music, as well as a device designed to implement the proposed method.

Сущность предлагаемого способа заключается в одновременном проецировании на неподвижный экран разноцветными потоками света нескольких одинаковых изображений реальных объектов, полученных с помощью кино- или фотосъемки. При этом должно быть обеспечено совмещение одного из фрагментов проецируемых изображений на экране. Полное совмещение проецируемых изображений на экране невозможно, несмотря на идентичность изображений, установленных в проекционных аппаратах. Последнее вызвано наклоном к поверхности экрана световых потоков, проецируемых с разных направлений. Чем больше угол наклона светового потока к поверхности экрана, тем значительней искажения изображения, получаемого на экране. Поскольку проецирование нескольких одинаковых изображений на одну и ту же площадь экрана не может производиться с одного направления, то все совмещаемые на экране изображения будут отличаться между собой. Полное совмещение возможно только в одной точке в точке совмещения. По мере движения в сторону от данной точки величина несовпадения будет увеличиваться. На участках, прилегающих к точке совмещения, величина несовпадения изображений будет оставаться незаметной для наблюдателя, так как она до какого-то момента не превысит разрешающей способности человеческого глаза применительно к условиям просмотра светомузыки. The essence of the proposed method consists in the simultaneous projection onto a fixed screen of multi-colored streams of light of several identical images of real objects obtained using film or photography. In this case, one of the fragments of the projected images on the screen must be combined. Full alignment of the projected images on the screen is not possible, despite the identity of the images installed in the projection devices. The latter is caused by the inclination of the light flux projected from different directions to the screen surface. The greater the angle of inclination of the light flux to the surface of the screen, the greater the distortion of the image received on the screen. Since projection of several identical images onto the same screen area cannot be carried out from one direction, all images combined on the screen will differ from each other. Full alignment is possible only at one point at the alignment point. As you move away from this point, the amount of mismatch will increase. In areas adjacent to the coincidence point, the magnitude of the mismatch of images will remain invisible to the observer, since until some point it does not exceed the resolution of the human eye in relation to viewing light and music.

Данное обстоятельство дает возможность выделить в любом обобщенном изображении на экране фрагмент ничем не отличающийся от соответствующих фрагментов изображений, установленных в проекционных аппаратах. Детали, расположенные на остальной части обобщенного изображения в результате наложения друг на друга будут иметь размытые нечеткие ("двоящиеся", "троящиеся" и т.д. ) очертания. При изменении мощности суммируемых световых потоков очертания и цвет этих деталей будет меняться во времени. Это будет происходить за счет изменения "вклада" того или иного изображения в обобщенный образ на экране. This circumstance makes it possible to select in any generalized image on the screen a fragment that is no different from the corresponding fragments of images installed in projection devices. Details located on the rest of the generalized image as a result of overlapping each other will have blurry fuzzy (“double”, “triple”, etc.) outlines. When the power of the summed luminous flux changes, the shape and color of these parts will change over time. This will occur due to a change in the “contribution” of one or another image to the generalized image on the screen.

При достаточно большом количестве суммируемых изображений изменения очертаний деталей и фрагментов, расположенных вне статического (неподвижного) участка, будет происходить не скачкообразно, а плавно в соответствии с тем законом, по которому перераспределяется мощность между световыми потоками. With a sufficiently large number of summarized images, changes in the outlines of parts and fragments located outside the static (fixed) section will not occur abruptly, but smoothly in accordance with the law by which power is redistributed between the light fluxes.

Особенности обобщенного образа, получаемого в результате одновременного проецирования на экран раздельными разноцветными потоками света нескольких одинаковых изображений, станут более понятными после рассмотрения конкретного примера, представленного на фиг. 1. The features of the generalized image obtained as a result of simultaneous projection onto the screen by separate multi-colored streams of light of several identical images will become more clear after considering the specific example shown in FIG. 1.

На фиг. 1 изображены однотипные проекционные аппараты 1. Оптические оси проекционных аппаратов 2 лежат в одной плоскости и пересекаются в точке А, расположенной на поверхности экрана 3. Расстояние от проекционных аппаратов до точки пересечения их оптических осей равны между собой. Проецирование изображений производится световыми потоками одинаковой мощности. В проекционных аппаратах установлены одинаковые слайды, содержащие изображение прямоугольника а, b, c, d. In FIG. 1 shows the same type of projection apparatus 1. The optical axes of the projection apparatus 2 lie in the same plane and intersect at point A located on the surface of the screen 3. The distance from the projection apparatus to the point of intersection of their optical axes is equal to each other. Projection of images is made by light streams of the same power. The projection apparatuses have identical slides containing the image of the rectangle a, b, c, d.

Результат проецирования этих слайдов, с учетом перечисленных условий, представлен на горизонтальной проекции экрана, вид сверху. The result of projecting these slides, taking into account the listed conditions, is presented on a horizontal projection of the screen, top view.

Обобщенное изображение состоит из трех наложенных друг на друга геометрических фигур. С помощью проекционного аппарата 2, оптическая ось которого перпендикулярна экрану, получен прямоугольник a₂, b₂, c₂, d₂ подобный проецируемому прямоугольнику а, b, c, d. Проекционные аппараты обеспечат получение на экране несовпадающих между собой трапеций (пунктирные линии) a₁, b₁, c₁, d₁ и a₃, b₃, c₃, d₃ (штрихпунктирные линии). В результате наложения данных фигур при увеличении общего количества проекционных аппаратов и совмещаемых изображений на экране формируется одна обобщенная фигура, приближающаяся по форме к обычному прямоугольнику со сторонами переменной толщины.The generalized image consists of three geometrical figures superimposed on each other. Using the projection apparatus 2, the optical axis of which is perpendicular to the screen, a rectangle a ₂ , b ₂ , c ₂ , d _{2 is} obtained, which is similar to the projected rectangle a, b, c, d. Projection devices will provide on the screen mismatched trapezoids (dashed lines) a ₁ , b ₁ , c ₁ , d ₁ and a ₃ , b ₃ , c ₃ , d ₃ (dash-dotted lines). As a result of superimposing these figures with an increase in the total number of projection devices and compatible images, one generalized figure is formed on the screen, approaching in shape to a regular rectangle with sides of variable thickness.

Рассмотренный случай предполагает совмещение центральной части проецируемых изображений. Однако, защищаемый способ не исключает возможность совмещения фрагментов, расположенных даже на периферийной части изображения. Для этого достаточно, например, сместить проекционный аппарат в плоскости, параллельной плоскости экрана, на расстояние, равное величине несовпадения изображений на участке, подлежащем совмещению. Результат такого перемещения применительно к только что рассмотренному случаю представлен на фиг. 2. The case considered involves the combination of the central part of the projected images. However, the protected method does not exclude the possibility of combining fragments located even on the peripheral part of the image. For this, it is enough, for example, to move the projection apparatus in a plane parallel to the plane of the screen by a distance equal to the amount of image mismatch in the area to be combined. The result of such a movement as applied to the case just considered is presented in FIG. 2.

Точка совмещения изображений прямоугольника перемещена из центра на одну из его вертикальных сторон. Результат проведения подобных операций по отношению к ромбу и треугольнику также представлен на фиг. 2, где обозначены 1 обобщенное изображение, полученное в результате совмещения центральной части суммируемых изображений; 2 обобщенное изображение, как результат совмещения участков, расположенных на периферийных частях проецируемых изображений. The rectangle of images of the rectangle is moved from the center to one of its vertical sides. The result of such operations with respect to the rhombus and triangle is also presented in FIG. 2, where 1 generalized image obtained as a result of combining the central part of the summed images is indicated; 2 generalized image, as a result of combining sections located on the peripheral parts of the projected images.

На фиг. 2 буквой А обозначен центр совмещаемых изображений. Двойной штриховой выделена площадь, в пределах которой меняются очеpтания обобщенной фигуры на экране в процессе светового сопровождения музыки. In FIG. 2, the letter A denotes the center of the aligned images. The double dashed line marks the area within which the outlines of the generalized figure on the screen change during the light accompaniment of music.

При неизменных и равных между собой величинах световых потоков, участвующих в одновременном проецировании, обобщенные изображения, представленные на фиг. 2, будут статичны и маловыразительны. Однако в случае проецирования изображений световыми потоками переменной мощности очертания обобщенной фигуры будут меняться в соответствии с текущим распределением мощности между суммируемыми световыми потоками. Эти очертания будут меняться в пределах площади, выделенной двойной штриховкой. Плавность перехода из одного состояния в другое будет зависеть от количества совмещаемых изображений и величин несовпадения фрагментов, максимально удаленных от центра совмещения изображений. At constant and equal values of the light fluxes participating in the simultaneous projection, the generalized images shown in FIG. 2, will be static and unexpressive. However, in the case of projection of images by light fluxes of variable power, the outlines of the generalized figure will change in accordance with the current power distribution between the summed light fluxes. These outlines will vary within the area highlighted by double shading. The smoothness of the transition from one state to another will depend on the number of combined images and the values of the mismatch of fragments that are farthest from the center of image alignment.

Для того, чтобы изменения цвета и очертаний обобщенного изображения на экране отражало особенности сопровождаемой музыки, необходимо обеспечить соответствие распределения мощности между световыми потоками, распределению звукового давления по звуковому частотному диапазону. Последнее может быть достигнуто путем подключения источников света, с помощью которых производится проецирование изображений на экран, к выходным каналам устройства, преобразующего звуковые колебания в электрические. In order for the changes in the color and shape of the generalized image on the screen to reflect the features of the music being accompanied, it is necessary to ensure that the power distribution between the light fluxes matches the sound pressure distribution over the sound frequency range. The latter can be achieved by connecting light sources, by means of which images are projected onto the screen, to the output channels of a device that converts sound vibrations into electrical ones.

Зрелищность светового сопровождения музыки заметно повысится, если вместо простых геометрических фигур на экран будут проецироваться изображения реальных объектов, полученные с помощью кино- или фотосъемки. Примером тому может послужить расположенное на фоне звездного неба изображение лица, обрамленного локонами развивающихся на ветру волос. В процессе сопровождения музыки очертания лица, находящегося в центре кадра, останутся практически неизменными, а локоны, расположенные ближе к периферии экрана, будут менять свое положение в соответствии с особенностями звучания сопровождаемой музыки. The entertainment of the light accompaniment of music will noticeably increase if instead of simple geometric shapes, images of real objects obtained using film or photography will be projected onto the screen. An example of this is the image of a person located against a starry sky, framed by curls of hair growing in the wind. During the accompaniment of music, the outlines of the face located in the center of the frame will remain practically unchanged, and the curls located closer to the periphery of the screen will change their position in accordance with the characteristics of the sound of the music being accompanied.

Рассмотренный способ обеспечивает получение на экране обобщенного изображения, для которого характерно наличие двух участков. Один из их является статичным. В процессе сопровождения он меняет только цвет. Очертания деталей в нем остаются неизменными. Формирование нескольких таких участков на фоне остальной изменяющейся части изображения практически невозможно, также как невозможно создание подвижного фрагмента в центре статичного участка. Кроме того, рассмотренный способ исключает формирование изображения, отдельные фрагменты которого в процессе сопровождения музыки своего цвета не меняют. Между тем, получение подобного изображения может в значительной степени повысить зрелищность светового сопровождения музыки. Обобщенное изображение в виде человеческого лица на фоне звездного неба, о возможности получения которого упоминалось, будет выглядеть неестественным, если в процессе светового сопровождения цвет его постепенно меняется. The considered method provides obtaining on the screen a generalized image, which is characterized by the presence of two sections. One of them is static. In the process of accompaniment, he changes only the color. The outlines of the details in it remain unchanged. The formation of several such areas against the background of the remaining changing part of the image is almost impossible, just as it is impossible to create a moving fragment in the center of the static area. In addition, the considered method excludes the formation of images, individual fragments of which do not change their color during the accompaniment of music. Meanwhile, obtaining such an image can greatly increase the entertainment of light music. A generalized image in the form of a human face against the background of the starry sky, the possibility of which was mentioned, will look unnatural if, in the process of light tracking, its color gradually changes.

Перечисленные недостатки будут устранены, если в рассмотренный способ внести следующие изменения: вместо одинаковых изображений на экран одновременно проецировать изображения, наложение которых друг на друга обнаруживает наличие отдельных фрагментов, отличающихся между собой цветом, плотностью или формой на величины, превышающие разрешающие способности аппаратуры и материалов, использовавшихся для получения этих изображений; проецирование изображений производится одноцветными потоками света. The listed disadvantages will be eliminated if the following changes are made to the considered method: instead of identical images, project images onto the screen at the same time, the application of which on each other reveals the presence of individual fragments that differ in color, density or shape by values that exceed the resolution of the equipment and materials, used to obtain these images; projection of images is made by single-color streams of light.

Выполнение перечисленных условий придаст обобщенному изображению новые свойства. Та его часть, которая получена путем проецирования одинаковых фрагментов, в процессе светового сопровождения не будет менять своего цвета. Цвет остальных участков будет меняться в зависимости от соотношения мощностей световых потоков, которые, проходя через эти разноцветные участки проецируемых изображений, суммируются на экране. Fulfillment of the above conditions will give the generalized image new properties. That part of it, which is obtained by projecting identical fragments, will not change its color during the light tracking process. The color of the remaining sections will change depending on the ratio of the power of the light flux, which, passing through these colorful sections of the projected images, are summed up on the screen.

Кроме того, внесение определенного несоответствия в проецируемые изображения дает возможность формировать на экране обобщенный образ с любым взаимным расположением подвижных и неподвижных участков. In addition, the introduction of a certain discrepancy in the projected images makes it possible to form a generalized image on the screen with any mutual arrangement of moving and fixed sections.

Это открывает широкие возможности для повышения зрелищности светового сопровождения музыки, которое может выражаться в формировании на экране больших красочных картин, способных "оживать" в процессе сопровождения музыки. Примером такой красочной картины может послужить полученное с помощью кино- или фотосъемки макетов, картин или рисунков, изображение космического пейзажа, у которого фиксированными участками являются элементы ландшафта (камни, скалы), а подвижными (измененными) изображения облаков, клубящегося тумана, мерцающих звезд, небесных светил, а также исходящих от них лучей и световых бликов. Другим примером создания "щитовых" красочных картин для сопровождения музыки является изображение человеческого лица. Путем подбора суммируемых изображений можно добиться результата, который будет заключаться в изменении выражения лица в процессе светового сопровождения музыки. Создание подобных световых картин по существу означает появление новой обширной области художественного творчества, объединяющей в себе изобразительное искусство и музыку. This opens up wide opportunities for increasing the entertainment of light music accompaniment, which can be expressed in the formation on the screen of large colorful paintings that can "come to life" in the process of music accompaniment. An example of such a colorful picture is the image of a cosmic landscape obtained with the help of film or photo shooting of mock-ups, paintings or drawings, in which the fixed elements are landscape elements (stones, rocks), and moving (altered) images of clouds, swirling fog, twinkling stars, heavenly bodies, as well as the rays and light flares emanating from them. Another example of creating “shield” colorful paintings to accompany music is the image of a human face. By selecting the summarized images, you can achieve a result that will consist in changing the facial expression in the process of light accompaniment of music. The creation of such light paintings essentially means the emergence of a new vast field of artistic creativity, combining fine art and music.

Недостатком способов, защищающих пп. 1 и 2 формулы изобретения, является зависимость яркости обобщенного изображения от громкости звучания музыки. Данный недостаток будет устранен, если проецирование изображений на экран производить световыми потоками, суммарная мощность которых в процессе сопровождения остается постоянной. В этом случае изменение обобщенного изображения будет происходить за счет перераспределения мощности по световым потокам, с помощью которых производится проецирование совмещаемых изображений на экран. The disadvantage of methods that protect paragraphs. 1 and 2 of the claims, is the dependence of the brightness of the generalized image on the volume of the sound of music. This disadvantage will be eliminated if the projection of images on the screen is made by light fluxes, the total power of which remains constant during the tracking process. In this case, the change in the generalized image will occur due to the redistribution of power over the light fluxes, with the help of which projection of the combined images onto the screen is performed.

Реализация предлагаемого способа создания светового сопровождения музыки производится с помощью известного выходного оптического устройства. В состав данного устройства, кроме экрана и источника света, входят расположенные параллельно друг другу трафареты теневой проекции с закрепленными в них светофильтрами и формообразующими элементами, а также выполненный из непрозрачного материала диск с центральным и боковым отверстиями. Формирование изображения на экране происходит за счет проецирования всех телеобразующих элементов, приводимых в движение через кинематический блок электродвигателями, соединенными с выходным каналом блока управления. Недостатком прототипа является невозможность получения на экране изображения реальных объектов, способных менять цвет, форму и яркость в соответствии со звучанием музыки. Implementation of the proposed method for creating light accompaniment of music is performed using a known output optical device. The structure of this device, in addition to the screen and the light source, includes shadow projection stencils parallel to each other with light filters and forming elements fixed to them, as well as a disk made of an opaque material with a central and side holes. The image formation on the screen occurs due to the projection of all the tele-forming elements, driven through the kinematic block by electric motors connected to the output channel of the control unit. The disadvantage of the prototype is the inability to obtain on-screen images of real objects that can change color, shape and brightness in accordance with the sound of music.

Целью изобретения является создание установки, обеспечивающей реализацию способов, защищаемых пп. 1-3 формулы изобретения. The aim of the invention is the creation of the installation, providing the implementation of the methods protected by paragraphs. 1-3 claims.

Предлагаемое устройство содержит в себе не менее двух однотипных проекционных аппаратов с установленными в них слайдами, кинопленками или прозрачными пластинами, содержащими одинаковые или отличающиеся отдельными фрагментами изображения объектов. При проецировании одинаковых изображений в проекционных аппаратах устанавливаются светофильтры, окрашивающие световые потоки в разные цвета. The proposed device contains at least two of the same type of projection apparatus with slides, film films or transparent plates installed in them, containing the same or different in separate fragments of the image of objects. When projecting the same images in projection devices, filters are installed that color the light flux in different colors.

В состав устройства также входит опорная рама с установленными на ней проекционными аппаратами. Расположение проекционных аппаратов на опорной раме обеспечивает пересечение оптических осей проекционных аппаратов в одной точке на поверхности экрана; равенство расстояний между экраном и проекционными аппаратами по оптическим осям; равенство углов поворота проекционных аппаратов вокруг своих оптических осей. The device also includes a support frame with projection devices installed on it. The location of the projection apparatuses on the support frame ensures the intersection of the optical axes of the projection apparatuses at one point on the screen surface; equality of distances between the screen and projection devices along the optical axes; equality of rotation angles of projection devices around their optical axes.

Такое расположение проекционных аппаратов относительно экрана обеспечивает наложение проецируемых ими изображений друг на друга. Анализ особенностей полученного в результате такого наложения обобщенного изображения дает основания утверждать, что даже в случае установки в проекционных аппаратах одинаковых изображений полного совмещения проекций этих изображений не произойдет. Причиной последнему являются искажения изображений за счет наклона оптических осей проекционных аппаратов к плоскости экрана и невозможность проецирования с одного направления. В связи с этим для того, чтобы предлагаемое устройство могло быть использовано для реализации способов по пп. 1-3, необходимо при размещении проекционных устройств на опорной раме выполнить еще одно условие: угол наклона оптических осей проекционных аппаратов к поверхности экрана должен превышать величины, при которых рассогласование одинаковых деталей совмещаемых изображений визуально различимы на всей площади обобщенного изображения. Such an arrangement of projection apparatuses relative to the screen provides an overlap of the projected images on top of each other. An analysis of the features of the generalized image obtained as a result of this overlay gives reason to argue that even if the same images are installed in projection apparatuses, the full combination of the projections of these images will not occur. The reason for the latter is the distortion of images due to the tilt of the optical axes of the projection apparatus to the plane of the screen and the inability to project from one direction. In this regard, in order for the proposed device to be used to implement the methods of claims. 1-3, it is necessary when placing the projection devices on the supporting frame to fulfill one more condition: the angle of inclination of the optical axes of the projection devices to the screen surface must exceed the values at which the mismatch of the same parts of the combined images is visually visible over the entire area of the generalized image.

Введение подобного ограничения на пространственное положение проекционных аппаратов обеспечивает формирование на экране обобщенного изображения, на котором всегда можно выделить два участка. The introduction of such a restriction on the spatial position of the projection apparatus provides the formation on the screen of a generalized image on which two sections can always be distinguished.

К первой разновидности относятся участки со статичным обобщенным изображением, т. е. участки, которые при проецировании одноцветными потоками света в процессе светомузыкального сопровождения остаются неизменными. В случае применения разноцветных потоков эти участки будут менять только цвет. Остальная часть обобщенного изображения будет менять не только свой цвет, но яркости и очертания содержащихся в нем деталей. Эти изменения могут происходить или за счет наложения на экране одинаковых, но заметно искаженных в результате наклона оптических осей проекционных аппаратов изображений, или за счет наложения малоискаженных, но имеющих некоторые различия изображений, устанавливаемых в проекционных аппаратах. The first variety includes areas with a static generalized image, that is, areas that, when projected by single-color streams of light during the process of light and music accompaniment, remain unchanged. In the case of multi-colored streams, these areas will only change color. The rest of the generalized image will change not only its color, but the brightness and shape of the details contained in it. These changes can occur either due to overlapping images on the screen that are identical, but noticeably distorted as a result of the tilting of the optical axes of the projection apparatuses, or due to the overlap of images that are slightly distorted but have some differences and are installed in projection apparatuses.

Сочетание подвижных (изменчивых) и неподвижных участков "оживляет" формируемые на экране обобщенные изображения. Это существенно повышает зрелищность светового сопровождения музыки. Появляется возможность одновременно с прослушиванием музыкальных произведений наблюдать изображения реальных объектов, меняющих форму, цвет и яркость в зависимости от особенностей звучания музыки. The combination of moving (variable) and fixed sections “enlivens” the generalized images formed on the screen. This significantly increases the entertainment of light music. It becomes possible to simultaneously listen to musical works to observe images of real objects that change shape, color and brightness, depending on the characteristics of the sound of the music.

Возможный вариант пространственного расположения элементов выходного оптического устройства, содержащего три проекционных аппарата показаны на фиг. 1. A possible spatial arrangement of the elements of the output optical device containing three projection apparatuses is shown in FIG. 1.

В случае необходимости число проекционных аппаратов в устройстве может быть увеличено без сохранения симметрии их расположения относительно нормали, проходящей через центр экрана. If necessary, the number of projection devices in the device can be increased without maintaining the symmetry of their location relative to the normal passing through the center of the screen.

В процессе создания устройства рассматриваемого типа могут возникнуть затруднения, связанные с необходимостью размещения большого количества проекционных аппаратов в ограниченном пространстве. Вероятность возникновения таких затруднений особенно велика при реализации способа, защищаемого п. 2 формулы изобретения. В этом случае для уменьшения несовместимости одинаковых изображений на периферийной части экрана придется уменьшать угол между оптической осью проекционных аппаратов и нормалью, проходящей через центр экрана. Выполнение данного условия в свою очередь потребует снижения габаритных размеров проекционных аппаратов, размещаемых в непосредственной близости и друг другу в ограниченном пространстве. In the process of creating a device of this type, difficulties may arise associated with the need to place a large number of projection devices in a limited space. The likelihood of such difficulties is especially high when implementing the method protected by paragraph 2 of the claims. In this case, to reduce the incompatibility of identical images on the peripheral part of the screen, it is necessary to reduce the angle between the optical axis of the projection apparatus and the normal passing through the center of the screen. Fulfillment of this condition will in turn require a reduction in the overall dimensions of projection apparatus placed in close proximity and to each other in a limited space.

Для исключения подобных затруднений предлагается снизить требования к пространственному расположению проекционных аппаратов. Последнее станет возможным после введения в состав устройства системы плоских зеркал, с помощью которых световые потоки, исходящие от произвольно расположенных проекционных аппаратов будут направляться на экран, обеспечивая совмещение проецируемых изображений. To eliminate such difficulties, it is proposed to reduce the requirements for the spatial arrangement of projection apparatuses. The latter will become possible after the introduction of a system of flat mirrors into the device, with the help of which the light flux emanating from randomly located projection devices will be directed onto the screen, ensuring the alignment of projected images.

Для того, чтобы световой поток от проекционного аппарата направлялся в точку совмещения на центральной части экрана при установке зеркал, необходимо выполнять следующие условия: зеркало устанавливается в выбранной точке преломления светового потока, находящейся на оптической оси проекционного аппарата; зеркало должно располагаться перпендикулярно плоскости, в которой лежит оптическая ось проекционного аппарата и центр совмещения изображений на экране; угол, образуемый оптической осью проекционного аппарата с зеркалом, определяется формулой
α 90^°-

где β измеренный угол преломления светового потока в точке пересечения оптической оси проекционного аппарата с зеркалом, град.In order for the luminous flux from the projection apparatus to be directed to the alignment point on the central part of the screen when installing mirrors, the following conditions must be fulfilled: the mirror is installed at the selected refraction point of the light flux located on the optical axis of the projection apparatus; the mirror should be perpendicular to the plane in which the optical axis of the projection apparatus and the center for combining the images on the screen lie; the angle formed by the optical axis of the projection apparatus with the mirror is determined by the formula
α 90 ^° -

where β is the measured angle of refraction of the light flux at the point of intersection of the optical axis of the projection apparatus with the mirror, deg.

Необходимость соблюдения перечисленных условий очевидна. В их основе лежат законы оптики, в соответствии с которыми происходит отражение и преломление световых лучей. Действие этих законов по отношению к световому потоку, направляемому с помощью плоского зеркала от произвольно расположенного проекционного аппарата в зеркальную точку на экране, показано на фиг. 3, где 1 проекционный аппарат, 2 экран, 3 зеркало, 4 оптическая ось проекционного аппарата. The need to comply with these conditions is obvious. They are based on the laws of optics, in accordance with which the reflection and refraction of light rays occurs. The action of these laws with respect to the luminous flux directed by a flat mirror from an arbitrary projection apparatus to a mirror point on the screen is shown in FIG. 3, where 1 projection apparatus, 2 screen, 3 mirror, 4 optical axis of the projection apparatus.

На фиг. 4 показан возможный вариант конструктивного исполнения устройства, содержащего три проекционных аппарата, где 1 проекционные аппараты, 3 плоское зеркало, 5 опорная рама. In FIG. 4 shows a possible embodiment of a device comprising three projection apparatuses, where 1 projection apparatuses, 3 flat mirror, 5 support frame.

Защищаемое п. п. 4 и 5 формулы изобретения устройство обеспечивает формирование обобщенного изображения с размещением точки совмещения в центре этого изображения. Однако, в процессе сопровождения музыки может возникнуть потребность в переносе точки совмещения из центра обобщенного изображения на его периферийную часть. Такой перенос означает создание устройства, в котором в отличие от рассмотренных пространственное положение всех проекционных аппаратов кроме одного, называемого базовым, изменено одним из следующих способов: поворотом проекционных аппаратов вокруг одной из своих осей; перемещением проекционных аппаратов вдоль оптической оси; перемещением проекционных аппаратов параллельно экрану. The protected items 4 and 5 of the claims of the invention, the device provides the formation of a generalized image with the placement of the alignment point in the center of this image. However, in the process of accompanying music, it may be necessary to transfer the alignment point from the center of the generalized image to its peripheral part. Such a transfer means the creation of a device in which, in contrast to the considered ones, the spatial position of all projection devices except one, called basic, is changed in one of the following ways: by turning projection devices around one of its axes; moving projection apparatus along the optical axis; moving projection devices parallel to the screen.

Количественные характеристики перечисленных перемещений должны соответствовать величине рассогласования между перемещаемыми изображениями и изображением, проецируемым базовым проекционным аппаратом в выбранной новой точке совмещения. Например, при переносе центра совмещения из точки А в точку А₃ (см. фиг. 2) величины таких рассогласований будут равны расстоянию, на которое удалены точки А₁ и А₂ от точки А₃.The quantitative characteristics of the listed movements should correspond to the size of the mismatch between the moved images and the image projected by the basic projection apparatus at the selected new alignment point. For example, when transferring the center of alignment from point A to point A ₃ (see Fig. 2), the values of such mismatches will be equal to the distance by which points A ₁ and A _{2 are} removed from point A ₃ .

Одним из недостатков рассматриваемого устройства следует считать трудности создания преобразователя звуковых колебаний в электрические, предназначенного для подачи управляющих сигналов на выходное оптическое устройство, формирующее обобщенное изображение большой площади. В данном случае возникает необходимость установки в проекционных аппаратах источников света большой мощности. Это, в свою очередь, влечет за собой увеличение массогабаритных характеристик, рост электропотребления и тепловыделения устройств, формирующих управляющие сигналы для источников света. Для устранения отмеченного недостатка предлагается управляющий сигнал подавать не на источник света, а на введенную в состав устройства специальную световую заслонку, установленную на пути светового потока от источника к экрану. One of the disadvantages of the device in question should be considered the difficulties of creating a transducer of sound vibrations into electric ones, designed to supply control signals to the output optical device, which forms a generalized image of a large area. In this case, it becomes necessary to install high power light sources in projection devices. This, in turn, entails an increase in weight and size characteristics, an increase in power consumption and heat dissipation of devices that form control signals for light sources. To eliminate the noted drawback, it is proposed to supply the control signal not to the light source, but to the special light damper introduced into the device installed on the path of the light flux from the source to the screen.

Величина открытия световой заслонки, а значит и величина пропускаемого ею потока зависят от мощности управляющего сигнала. В случаях, при которых мощность электропривода световой заслонки значительно ниже мощности источника света, необходимость в создании сложных усилительных устройств в преобразователе отпадает. Возможный вариант установки световой заслонки в выходном оптическом устройстве светомузыкальной установки представлен на фиг. 5. The magnitude of the opening of the light damper, and hence the magnitude of the flow it passes, depends on the power of the control signal. In cases in which the power of the electric drive of the light damper is significantly lower than the power of the light source, the need for complex amplification devices in the converter disappears. A possible installation of the light damper in the output optical device of the light-music installation is shown in FIG. 5.

Рассмотренное устройство обладает недостатком, который также проявляет себя при попытках получить обобщенное изображение больших размеров. Решение этой задачи сопряжено с увеличением мощности источников, что, в свою очередь, влечет за собой рост энергопотребления и массогабаритных характеристик устройства. Последнее обусловлено прежде всего необходимостью установки оборудования, предназначенного для отвода тепла, выделяемого источниками света. Отмеченный недостаток будет проявлять себя в меньшей степени, если оптические системы проекционных аппаратов, входивших ранее в устройство, будут объединены в специальные проекционные блоки, содержащие один источник света, расположенный в точке пересечения оптических осей всех оптических систем, входящих в состав блока, на расстояниях, обеспечивающих проецирование этими системами изображений, совмещаемых на экране с помощью системы плоских зеркал. Целью подобных конструктивных изменений является стремление создать устройство, в котором в отличие от рассмотренных ранее количество источников света в несколько раз меньше числа световых потоков, участвующих в формировании обобщенного изображения на экране. The considered device has a drawback, which also manifests itself when trying to obtain a generalized image of large sizes. The solution to this problem is associated with an increase in the power of sources, which, in turn, entails an increase in energy consumption and overall dimensions of the device. The latter is due primarily to the need to install equipment designed to remove heat generated by light sources. The noted drawback will manifest itself to a lesser extent if the optical systems of projection devices that were previously included in the device are combined into special projection blocks containing one light source located at the intersection of the optical axes of all optical systems that make up the unit at distances providing projection by these systems of images combined on the screen using a system of flat mirrors. The purpose of such structural changes is the desire to create a device in which, in contrast to the previously considered number of light sources is several times less than the number of light fluxes involved in the formation of a generalized image on the screen.

На фиг. 5 показана принципиальная схема такого устройства, представляющего собой один проекционный блок, в котором от одного источника света 1 с помощью проекционных систем 2, аналогичных тем, что устанавливаются в обычных проекционных аппаратах, формируется два световых потока. Мощность этих световых потоков в процессе сопровождения музыки меняется с помощью световых заслонок 6. In FIG. 5 shows a schematic diagram of such a device, which is one projection unit, in which two light fluxes are formed from one light source 1 using projection systems 2, similar to those installed in conventional projection devices. The power of these light streams in the process of music accompaniment is changed with the help of light dampers 6.

Нужное направление световым потокам придается с помощью плоских зеркал 4. Пунктирной линией на фиг. 5 обозначены оптические системы, в состав которых также входят и отражатели 3. The desired direction of the light flux is given using flat mirrors 4. The dashed line in FIG. 5 indicates optical systems, which also include reflectors 3.

Claims

1. A method of creating light accompaniment of music by projecting onto a fixed screen shadow-forming elements of various transparency, color and shape by directed streams of light, characterized in that the screen has multi-colored streams of light, the power ratio of which corresponds to the ratio of the power of the signals in the output channels of the sound vibration to electrical converter, simultaneously projecting several identical images contained on a transparent basis obtained using film and photography ki, combine the images projected onto the screen to the visual indistinguishability of the same parts and fragments of images on the entire area of the generalized image or on its separate section.

2. The method according to claim 1, characterized in that images are projected onto the screen with multi-colored or single-color streams of light, the application of which on each other detects the presence of individual fragments that differ in color, density or shape by values that exceed the resolution of the equipment and materials, used to obtain images designed for simultaneous projection.

3. The method according to PP.1 and 2, characterized in that the projection of the images on the screen produce light flux with a constant total power.

4. The output optical device for creating light accompaniment of music, containing shadowing elements of various colors and transparency projected by light sources onto a screen, characterized in that those connected by electrical connection to the output channels of the sound vibration converter into electrical light sources are included in the same type of projection apparatuses and are used for projecting onto the screen the same or different from each other color, density or shape of individual fragments of the image containing living on slides, film films or transparent plates installed in the projection apparatuses, while the spatial position of the projection apparatuses placed on the supporting frame is characterized by the intersection of the optical axes of the projection apparatuses at one common alignment point on the screen surface, the equality of the distances between the screen and the projection apparatuses along the optical axes, equality the rotation angles of the projection apparatuses around their optical axes, by exceeding the tilt angles of the optical axes of the projection apparatus to the screen plane of the values at which the mismatch of the same parts and fragments of the combined images becomes visually distinguishable over the entire area of the generalized image.

5. The device according to claim 4, characterized in that the optical axes of the projection apparatus are directed to flat mirrors mounted directly in front of the optical systems of the projection apparatus perpendicular to the plane passing through the optical axis of the projection apparatus and the image alignment point on the screen, while the angle of intersection of the optical axes with mirrors is determined from the relation; α = 90 ^° -β / 2, where β is the measured angle of refraction of the light flux in the projection apparatus at the point of intersection of its optical axis with the plane of the mirror.

6. The device according to claim 4, characterized in that all projection devices, except one basic, are either rotated by an angle, or moved along the optical axis or parallel to the screen by distances corresponding to the mismatch of the moved images with the image projected by the basic projection device in the selected new alignment point on the screen.

7. The device according to claim 4, characterized in that the control signals during the music accompaniment arrive at the light dampers installed in the path of the light fluxes, the opening value of which depends on the power of the control signals arriving at them.

8. The device according to claim 7, characterized in that the optical systems of the projection apparatuses are combined into one or more projection units, each of which contains one light source, the location of which relative to the optical systems that make up the unit, allows these systems to form several light fluxes passing through light dampers, slides or film installed in the projection units and sent to the screen using a system of flat mirrors.