創新點子用激光豎琴演奏一曲聖誕歌

　　12月24日，暨南大學本科生創新大賽第六季總決賽，全音程激光豎琴亮相。

　　一架沒有弦的豎琴，偏偏發出了美妙的琴聲……這架“不見琴弦，隻聞其聲”的“全音程激光豎琴”一亮相，就吸引了全場注意。昨天，“贏在創新”本科生創新大賽第六季總決賽在暨南大學南校區舉行。來自光電工程係信息工程專業大三學生魏子賢和團隊成員的激光豎琴作品，讓現場驚豔了一把。

　　21根琴弦

　　覆蓋三個八度音域

　　這架激光豎琴“身形”隻有1米高左右，外形和普通豎琴十分接近。傳統豎琴結構分為琴身(包括琴柱、掛弦板、共鳴箱和底座)琴弦係統(包括琴弦、弦軸、變音傳動機件裝置和踏板)。而這架激光豎琴的琴身隻有琴柱和底座部分，同樣是木頭所製。掛弦板和共鳴箱統統見不到，琴弦部分更是完全“空白”。

　　“激光豎琴的一大優點就是體積小，便攜式。”魏子賢說，激光豎琴甚至還可以做得更小，體積大小和形狀的變化絲毫不影響它的發音功能。“這個點子最開始是源於我們指導老師陳長纓教授的一個想法。”魏子賢說，陳長纓教授最初是想做一個有趣的琴，由此來吸引普通人對於科技的興趣。但這個想法提出後，卻一度被擱置，直到去年才開始正式立項，組建團隊做起來，在整個過程中，陳長纓教授做了許多指導工作。

　　魏子賢就是去年12月加入這個項目團隊的，整個團隊有六人，在今年4月份做出了第一架激光豎琴。琴弦就用激光束代替，這架豎琴共有21根激光“琴弦”，覆蓋了三個八度的音域。記者現場用手指“觸碰”光束區域，豎琴立刻發出了悅耳的琴聲，但實際沒有任何手感。“每根弦都代表一個音符，和普通豎琴一樣，我們把音階從低到高排列，越往下的弦音階越高。”團隊成員黃慧君用兩個星期時間熟悉琴弦位置，已經能熟練彈出一首《jin g lebell》。

　　光線受阻隔

　　激光豎琴才能發聲

　　傳統豎琴的發音主要靠琴弦的振動，演奏者通過手指撥動，使張緊的弦線振動發音。那麽，激光豎琴的琴弦是激光，又怎麽讓它振動呢？“激光豎琴的發音跟振動完全沒有關係。”魏子賢指了下豎琴的底座，那裏安裝了一排激光器，激光就是從激光器裏發射出來的。而在頂端相對應的位置則有一排光電三極管，這其實是激光的接收裝置。“如果三極管能順利接收到激光，那是無法發聲的，當有手指在‘琴弦’上撥動時，激光的發射被阻隔，這個時候，就有相應的信號傳導到中央處理器裏，聲音才被發出來。”

　　所以，與傳統豎琴不一樣的是，隻有光線受阻隔時，激光豎琴才能發聲。不過，同樣是光線受阻隔，為什麽發出來的卻是不同的“哆來咪”，而不是同一個聲音呢？“音源產生的信號波形是單一的，音色也就是固定的。為了獲得多種音色，我們會采用音色濾波器。”魏子賢說，當音源信號通過音色濾波器後，改變了基波與諧波的比例，即變化了波形，產生了具備各種音色的信號。這些信號送到放大器，再推動揚聲器發聲，這就是電子樂器發音的基本原理。在做這部激光豎琴時，他們則將基準音振蕩器的振蕩頻率提高(如1M H z、2M H z)，通過分頻器，形成十二平均律音階信號;再通過二分頻器分成幾組八度音，作為矩陣開關電路所需要的音階信號。音階信號經過開關電路選通，送到音色濾波器，最終發出了不同音階的聲音。

　　疑問

　　激光琴弦對人體無害嗎？

　　實際上，魏子賢團隊做出的這架激光豎琴並非第一台。網絡上不乏一些激光豎琴製作的網帖，早在2002年，中科院上海光機所研發的激光豎琴就曾申請專利，並走出國門。“有些激光豎琴跟我們原理並不一樣，他們隻是用不同的信號去驅動喇叭，所以他的音程沒辦法做得很寬。”魏子賢說，原有的一些激光豎琴體積一般都做得很大，有一些則音質比較差。

　　而且，往往為了效果，把激光琴弦的光束做得比較明顯，“光束越明顯，說明激光的功率越大。”魏子賢說，為了保證激光束對人體無害，他們選擇的是0 .5毫瓦的激光束，所以完全看不到。

　　為了追求更好的效果，他們還做出了傳統豎琴所有的“顫音”和“延音”效果，“一架38弦的傳統豎琴售價在1.5萬元左右，而我們的激光豎琴成本隻在1500元左右，如果量產可以降到500元以下。”魏子賢認為，他們發明的“激光豎琴”很有市場空間。

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