CN106205280B - 一种交互式动态彩色形意释谱方法与乐器弹奏教练装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种交互式动态彩色形意释谱方法与乐器弹奏教练装置，装置包括彩线键盘乐器、弹奏传感模块、控制模块和触摸显示屏。根据乐谱、键盘乐器的键盘分布以及真人教练弹奏情况预先制作动态形意谱和真人指法教练谱，动态形意谱直观完整地解析乐谱(简谱、五线谱)，利用与彩线键盘的琴键一一对应的彩色竖谱线代表音高，光环动态水漏球代表音符的音高、音值和音量；真人指法教练谱给出弹奏的琴键位置、弹奏指法的实时提示。弹奏练习时，将乐谱转换为动态形意谱，并联网下载真人指法教练谱，实时播放，帮助弹奏者快速读谱，并映射到琴键和弹奏手势，能帮助初学者和业余爱好者快速入门和演奏，提升学习趣味性。

Description

一种交互式动态彩色形意释谱方法与乐器弹奏教练装置

技术领域

本发明主要涉及乐谱的解释和展示方法和键盘乐器的弹奏设备，具体涉及一种交互式动态彩色形意释谱方法与乐器弹奏教练装置。

背景技术

键盘乐器是有排列如钢琴键盘的琴键之乐器总称，比如有钢琴、电子琴、管风琴等。乐器上每个琴键都有固定的音高，琴键下常有共鸣管或其它可供共鸣的装置。演奏时按下琴键，通过乐器内的机械装置或电子组件来产生声音。键盘乐器音域宽广，音量宏大，音色变化丰富，因此，键盘乐器倍受作曲家们和音乐爱好者们的关注和喜爱。

弹奏键盘乐器要求弹奏者精通乐理，熟读五线谱，并且准确清楚所有琴键的音阶，需要较长的时间学习和熟悉，才能将五线谱的音符转换为弹奏键盘的位置和手势，初学者入门较慢。

以钢琴为例，初学的难点主要有：一、五线谱的学习。五线谱是目前世界上通用的记谱法，是在五根等距离的平行横线上，标以不同时值的音符及其他记号来记载音乐的一种方法，同时体现出音高、音值和音量等音乐要素。五线谱以五线和四间来描述音高，与简谱相比，能在视觉上显示音的高低，但是，用有限的线和间描述所有的音高，需要增加很多的加线、调号或临时升降记号，使得初学者很难快速读谱。同时，五线谱还使用符尾和附点等记号给出各个音符的音值，即音的持续时间，但是需要弹奏者自己把握节拍以及琴键按下和松开的时间。对于初学者来说，准确把握音长较难，尤其在和声时多个音符同时按下，透过读五线谱准确把握每个音符的音高和音值并不容易。二、五线谱映射琴键位置。五线谱是竖着书写高音和低音的乐谱，而琴键一般是横着排列的，且琴键数较多，比如钢琴为88键，使得初学者要从五线谱转换到对应的琴键位置，比较困难。三、双手协调。钢琴曲一般都是双手乐谱，左右手弹奏指法不同使得左右手的协调成为学习键盘乐器的又一个难点。要从左右手的五线谱转换为左右手的弹奏手势并确定琴键位置，非常困难。初学者往往从最基本的单手乐谱开始练习，初始阶段的练习枯燥乏味；业余爱好者想要弹奏完整的钢琴曲以娱乐，也非常困难，通常无法连贯地弹奏。

为了使得键盘乐器在人们的生活中更加普及，使得各种年龄段、具备各种乐理知识水平的爱好者均能以键盘乐器来娱乐，也为了帮助学习者快速入门，许多弹奏娱乐软件(例如ipad中的钢琴HD软件，学琴屋等)会根据乐谱提示弹奏的琴键位置，但是没有直观地解析五线谱，也不能给出弹奏音值和力度，因此只能起到简单的娱乐作用，而不具备乐器弹奏教练功能。发明申请“一种可辅助钢琴演奏的电子乐谱”通过LED光带实现了提示，但是从功能上看，仅实现了弹奏琴键位置的提示，而没有给出弹奏指法和力度。智能电钢琴TheONE通过连接iPad、iPhone，搭配配套的软件，可以实时显示弹奏的琴键位置，其跟弹模式通过琴键上的指示灯提示弹奏的琴键位置，但是其动态显示的弹奏提示未能完整解析五线谱，且不够直观。

目前，作曲家创作乐曲时以五线谱记录，而弹奏者需要熟读五线谱才可以，如果可以用另外一种谱解读五线谱，并直观地给出音高、音值和音量，提供给弹奏者，弹奏者无需读懂五线谱便能轻松而准确地弹奏出原五线谱所描述的乐曲。

发明内容

本发明目的在于提供一种交互式动态彩色形意释谱方法与乐器弹奏教练装置，由于快速读懂五线谱、简谱等乐谱，并准确弹奏出来需要一定的基础和较长时间的练习，本发明将五线谱等乐谱解释并转换为一种能让弹奏者从“形”直观快速领会到“意”的谱，随着乐谱节拍动态地显示，称为动态形意谱，直观地解析乐谱(五线谱、简谱等)、给出乐谱中的音高、音值和音量，使得完全没有五线谱基础的人也可以从形意谱中读出音高、音值和音量，弹奏出与乐谱中各种音乐元素相一致的乐曲，同时，提出了弹奏教练装置，能帮助初学者快速入门，提升学习键盘乐器的趣味性，也能够帮助非专业人士利用键盘乐器完整准确地弹奏乐曲。

一种交互式动态彩色形意释谱方法与乐器弹奏教练装置，根据乐谱(乐谱包含简谱、五线谱等)、键盘乐器的键盘分布以及真人教练弹奏情况预先制作动态形意谱和真人指法教练谱。将乐谱(简谱、五线谱等)中的音高、音值、音量元素完整解释在动态形意谱中，动态形意谱利用与彩线键盘的琴键一一对应的彩色谱线代表不同的音高，光环动态水漏球给出了音符的音高、音值和音量；真人指法教练谱给出弹奏的琴键位置、弹奏者指法的实时直观的提示。弹奏练习时，乐器弹奏教练装置联网下载真人指法教练谱和乐谱，并将乐谱转换为动态形意谱，实时播放，帮助弹奏者解析乐谱并映射到琴键和弹奏手势。

一种交互式动态彩色形意释谱方法与乐器弹奏教练装置，其特征在于装置包括彩线键盘乐器、弹奏传感模块、控制模块和触摸显示屏。彩线键盘乐器除了键盘的中上位置有彩线以外，键盘的设置以及发声模块与现有的键盘乐器一致。其键盘以两个八度之间的十二个键为一组，一组中七个白键的中上位置具有七种不同颜色的彩线，到下一组时，七个白色琴键中上位置的彩线颜色周期重复。弹奏传感模块是加装在彩线键盘上的模块，用于传感和检测琴键按下和松开的状态，并能检测弹奏力度。弹奏传感模块应尽可能不影响键盘乐器的发声和弹奏的体验。控制模块包含处理单元、存储单元和网络单元，控制模块用于联网下载和存储乐谱、真人指法教练谱，将乐谱解析为动态形意谱并存储，控制真人指法教练谱和动态形意谱的播放。触摸显示屏是可触摸屏，用于实现弹奏者和乐器之间的交互，且可以分别显示动态形意谱、真人指法教练谱、乐谱，或者同时显示上述谱。触摸显示屏的宽度根据实际情况可以不同。

上述真人指法教练谱是指根据乐谱、键盘分布和教练的示范弹奏得到的弹奏手势的记录。真人指法教练谱在系统后台制作和存储，通过网络供用户下载和共享。其制作方法为：对教练的手指进行标识，通过图像识别以及近距离目标识别技术，比如视像或电磁感应、RFID、压力检测等方法记录教练的弹奏手势，形成真人指法教练谱。真人指法教练谱能根据不同名演奏家的弹奏特点形成不同风格的真人指法教练谱，不同风格的真人指法教练谱可以是根据弹奏名家现场弹奏记录保存下来得到的，也可以是利用分析算法软件提取弹奏名家的弹奏特点，结合乐谱生成的具有名家风格的指法谱。

上述动态形意谱是由乐谱(简谱、五线谱)转换得到，将乐谱中描述的音高、音值(音长)、音量元素完整直观地转换到动态形意谱中，以彩色谱线表示不同的音高，以光环动态水漏球表示音符的音高、音值和音量(即弹奏的力度)。动态形意谱随着乐谱节拍动态显示。

上述动态形意谱的彩色谱线是竖线，与琴键一一对应，即动态形意谱的谱线数目与琴键数一样。动态形意谱用彩色谱线代表白键，与琴键中的彩线相连，且谱线颜色与琴键中相连的彩线颜色一致；用黑色谱线代表黑键，与琴键的黑键相连，从视觉上看，谱线与琴键连成一体，谱线直观地代表音高，弹奏者能轻松地从动态形意谱对应到键盘。如果动态形意谱的宽度与琴键键盘宽度一致，动态形意谱的彩色谱线直接位于彩线键盘上的彩线上方，与之相连；如果动态形意谱的宽度小于琴键键盘宽度时，则以倾斜发散的彩线将动态形意谱的彩色谱线末端与彩线键盘上的彩线相连。

上述动态形意谱的光环动态水漏球位于彩色谱线上，代表了乐谱上的音符，能直观地显示音符的音高、音值和音量(即弹奏的力度)。光环动态水漏球所在的彩色谱线对应的琴键即是应该弹奏的琴键(即音高)，光环动态水漏球像沙漏一样用于计时，其中的水量显示应该弹奏的音值。光环动态水漏球划分为不同水量刻度，用来代表不同的音值，比如全音符、二分音符、四分音符、八分音符、十六分音符、三十二分音符、六十四分音符等。如果音符还有若干附点，则在光环动态水漏球下方再增加相同数量的小水球，用以表征附点的音值。根据乐曲的节奏，光环动态水漏球中的水量会逐渐变少，动态显示剩余的音值，当光环动态水漏球中的水量漏完，光环动态水漏球消失，提示该琴键可松开弹起。光环动态水漏球内部有一个标准力度光环，用以显示期望的弹奏力度。同时，还有一个弹奏者的弹奏力度光环，两个光环的颜色不同，用两个光环的相对位置和大小来提示弹奏者力度偏大或者偏小。例如，当弹奏力度不够时，弹奏力度光环低于标准力度光环；当弹奏力度过大时，弹奏力度光环高于标准力度光环。弹奏者可通过观察两个光环的位置和大小，调整弹奏力度。

动态形意谱上有高亮显示的注视区，用以突出显示即将应该弹奏的音符所对应的光环动态水漏球。注视区的下方是乐谱中后续待弹奏的音符所对应的光环动态水漏球，待弹奏的光环动态水漏球是灰色的，并随着乐谱的节奏缓缓匀速向上升起。注视区的最上是击键时刻线，当某光环动态水漏球触碰到击键时刻线，并从灰色变为亮起状态，提示其所在的彩色谱线所对应的琴键应该被弹奏，光环动态水漏球中的水量根据节拍变化。如果该琴键被正确弹奏，该光环动态水漏球会停止在击键时刻线，直到水量漏完、弹奏音值结束时，光环动态水漏球消失。如果该琴键未正确弹奏，则光环动态水漏球会冲破击键时刻线向上，其中的水量随着乐谱的正确节拍变化，不因弹奏者的弹奏正确与否而改变；弹奏者在光环动态水漏球冲破击键时刻线至水量漏完之前，仍可以弹奏该光环动态水漏球所在谱线对应的琴键，一旦正确弹奏，该光环动态水漏球会回到击键时刻线并停留在那里，直到水量漏完，音值结束后消失。弹奏过程中，弹奏者只要关注注视区的光环动态水漏球即可完成弹奏。在动态形意谱上，同时有高音和低音的弹奏谱，可以根据需要以不同颜色的光环动态水漏球来表示高音和低音的动态形意谱，还可以用不同颜色的光环动态水漏球提示弹奏者应该左手弹奏还是右手弹奏。

一种交互式动态彩色形意释谱方法与乐器弹奏教练装置，具有多种工作模式，弹奏者根据需求选择弹奏的工作模式，比如自动播放模式、步进播放模式、反复段落模式，播放速度可以调节。用户通过触摸显示屏可视化地选择工作模式、选择弹奏的曲目、弹奏的段落。选择好之后，乐器弹奏教练装置的控制模块就会调出相应乐谱对应的动态形意谱和真人指法教练谱，按所选模式自动播放。如果本机装置没有所选曲目，则控制模块联网下载相应的乐谱和真人指法教练谱，并将乐谱转换为动态形意谱。动态形意谱、真人指法教练谱和乐谱可以同时显示，也可以选择显示其中之一播放并显示。

本发明所提出的一种交互式动态彩色形意释谱方法与乐器弹奏教练装置，具有以下优点：

(1)所述交互式动态彩色形意释谱方法直观给出动态形意谱，准确解析乐谱。弹奏者直接从动态形意谱读取音高、音值和音量等元素，并快速将乐谱映射到琴键位置、琴键弹奏时间和力度。降低弹奏入门的难度，帮助初学者快速入门；帮助不同年龄、不同乐理知识的弹奏者轻松完整地弹奏乐曲。

(2)五线谱以五线四间描述音高，初学者难以准确快速从音符反映到音高。动态形意谱谱线不拘泥于五线，键盘和乐谱为彩色，且键盘颜色与动态形意谱谱线颜色一致，动态水漏球代表的音符位于彩色谱线上，所代表的音高一目了然。

(3)五线谱上的记号虽然给出了音值，但是需要演奏者自己把握节拍，光环动态水漏球以水量代表音值，准确把握琴键按下和松开时间，即准确把握节奏。

(4)所述交互式动态彩色形意释谱方法与乐器弹奏教练装置给出真人指法教练谱，帮助弹奏者规范弹奏手势，便于模仿教练或者其他弹奏名家的弹奏手势。

(5)动态形意谱和真人指法教练谱在网上共享和下载，便于初学者自学和练习。网络共享，降低练琴成本。

附图说明

图1是本发明的系统框图；

图2是本发明的彩线键盘乐器的彩线键盘示意图；

图3是本发明的真人指法教练谱的示意图；

图4是本发明的动态形意谱的示意图(图4(a)为五线谱的四个音符，图4(b)中402为与图4(a)对应的动态形意谱)；

图5是本发明的光环动态水漏球的示意图(图5(a)为光环动态水漏球水面示意图，图5(b)为光环动态水漏球不同水量与对应音符示意图，图5(c)为光环动态水漏球结构示意图)；

图6是本发明的动态形意谱的动态演示图(图6(a)为一小节钢琴曲的高音谱和低音谱，图6(b)中602为对应于图6(a)的T1时刻的动态形意谱，图6(c)中603为对应于图6(a)中T2时刻的动态形意谱，图6(d)中604为对应于图6(a)中T3时刻的动态形意谱)；

图7是本发明的动态形意谱中漏弹光环动态水漏球(音符)时的演示图(图7(a)为五线谱，图7(b)～图7(d)演示过程)；

图8是交互式动态彩色形意释谱方法和乐器弹奏教练装置示意图(图8(a)触摸显示屏显示的是动态形意谱，图8(b)触摸显示屏显示的是真人指法教练谱)；

图9是弹奏者使用交互式动态彩色形意释谱方法和乐器弹奏教练装置弹奏的流程图。

具体实施方式

下面以五线谱的交互式动态彩色形意释谱方法与钢琴的乐器弹奏教练装置为例，结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例

本发明提出的一种交互式动态彩色形意释谱方法与乐器弹奏教练装置，系统框图如图1所示，装置包括彩线键盘乐器、弹奏传感模块、控制模块和触摸显示屏。彩线键盘乐器除了键盘的中上位置涂有彩线以外，其键盘设置和发声部分与已有的键盘乐器一致，其键盘以两个八度之间的十二个键为一组，一组中七个白键的彩线具有七种不同颜色。彩线键盘如图2所示，图2中以中央C所在的小字一组为例，本实施例中使用了“红橙黄绿蓝靛紫”七色，到下一组时，七个白键的彩线颜色周期重复。图2中，根据频率越高颜色越鲜艳，频率越低颜色越暗沉的原则，小字一组的7个白键上的彩线颜色：201为紫，202为靛，203为蓝，204为绿，205为黄，206为橙，207为红；到了小字二组，颜色周期重复。208为紫，209为靛，210为蓝，211为绿，212为黄，213为橙，214为红。其它组彩线颜色类推。

弹奏传感模块是加装在彩线键盘上的模块，用于传感和检测琴键按下和松开的状态，检测弹奏力度。弹奏传感模块应尽可能不影响键盘乐器的发声和弹奏的体验。控制模块包含处理单元、存储单元和网络单元，控制模块用于联网下载和存储乐谱、真人指法教练谱，将乐谱解析为动态形意谱并存储，控制真人指法教练谱和动态形意谱的播放。触摸显示屏是可触摸屏，用于实现弹奏者和乐器之间的交互，且可以显示动态形意谱、真人指法教练谱，或者同时显示上述两个谱。触摸显示屏的宽度根据实际情况可以不同。

上述真人指法教练谱是指根据乐谱、键盘分布和教练的示范弹奏得到的弹奏手势的记录。真人指法教练谱在系统后台制作和存储，通过网络供用户下载和共享。其制作方法为：对教练的手指进行标识，通过图像识别以及近距离目标识别技术，比如视像或电磁感应、RFID、压力检测等方法记录教练的弹奏手势，形成真人指法教练谱。真人指法教练谱能根据不同名演奏家的弹奏特点形成不同风格的真人指法教练谱，不同风格的真人指法教练谱可以是根据弹奏名家现场弹奏记录保存下来得到的，也可以是利用分析算法软件提取弹奏名家的弹奏特点，结合乐谱生成的具有名家风格的指法谱。如图3所示，是真人指法教练谱，随着乐谱的播放，弹奏手势实时动态显示。其中301为彩线键盘，302为弹奏手势。

上述动态形意谱是由乐谱(简谱、五线谱)转换得到，将乐谱中描述的音高、音值(音长)、音量元素完整直观地转换到动态形意谱，动态形意谱随着乐谱节拍动态显示。如图4所示，401是五线谱的四个音符，其对应的动态形意谱如402所示。403为彩线键盘，图示中给出了小字一组至小字四组的琴键为例，404为触摸显示屏，其上显示动态形意谱402。动态形意谱是竖线谱，与彩线键盘403的琴键一一对应，即动态形意谱的谱线数目与琴键数一样。动态形意谱用彩色谱线代表白键，与琴键中的彩线相连(如405所示)，且谱线颜色与琴键中相连的彩线颜色一致；用黑色谱线代表黑键，与琴键的黑键相连，谱线直观地代表音高。动态形意谱以光环动态水漏球406代表音符，直观地显示音值和力度，光环动态水漏球位于彩色谱线上，音值结束后会消失。407是触摸显示屏上显示的击键时刻线，随着乐谱的播放，当某个琴键应该被弹奏的时候，其对应的光环动态水漏球就会亮起，并触碰到击键时刻线，如406。如果被正确弹奏，该光环动态水漏球会停止在该击键时刻线位置，直到弹奏音值结束时，光环动态水漏球消失。击键时刻线407下方为注视区408，图示中的注视区以琴键为背景图，弹奏时只需要注视该区域即可知道当前需要弹奏的音符。注视区的下方是待弹奏的音符对应的光环动态水漏球，为灰色的，如409和410，它们以均匀的速度滚动到注视区中。

如图5所示，是光环动态水漏球示意图。光环动态水漏球像沙漏一样，其中的水量显示应该弹奏的音值，即音持续的时长。随着弹奏者按下琴键，光环动态水漏球中的水量会逐渐变少，动态显示剩余的音值，当光环动态水漏球中的水量漏完，该琴键可松开弹起。光环动态水漏球中水量刻度与音值对应，如图5所示，球充满水表示全音符(4拍)，球中水面为501时为二分音符(2拍)，球中水面在502时为四分音符(1拍)，球中水面在503为八分音符(1/2拍)，球中水面在504时为十六分音符(1/4拍)，球中水面在505时为三十二分音符(1/8拍)，球中水面在506时为六十四分音符(1/16拍)。如果还有其它音值，也可以标定适当的水量刻度来表示。举例来说，507是全音符508的示意图，509是二分音符510的示意图，511是四分音符512的示意图，513是八分音符514的示意图，515是十六分音符516的示意图，其它类推。如果有附点，也就是音长要延长前音符时值的1/2，则在光环动态水漏球下方增加一个小的水球517，两个附点则增加517和518，当所有的水量都漏完，该音符才结束，琴键才可以松开弹起。如图519示例，是四分音符加两个附点520，即1拍+1/2拍+1/4拍。光环动态水漏球内部有一个标准力度光环521，用以显示期望的弹奏力度。同时，还有一个弹奏者的弹奏力度光环522，两个光环的颜色不同，当弹奏力度不够时，弹奏力度光环低于标准力度光环；当弹奏力度过大时，弹奏力度光环高于标准力度光环。弹奏者可通过观察两个光环的高度，调整弹奏力度。在所示中，弹奏力度光环低于标准力度光环，显示弹奏者的力量不够。

接下来，以图6说明动态形意谱中的光环动态水漏球的动态过程，以说明五线谱和动态形意谱的区别。图6(a)中601是一小节钢琴曲的高音谱和低音谱，图6(b)602是对应于601的T1时刻的动态形意谱，图6(c)603是对应于601中T2时刻的动态形意谱，图6(d)604是对应于601中T3时刻的动态形意谱。首先，观察T1时刻，五线谱中高音谱605音符对应于光环动态水漏球609，低音谱606音符对应于光环动态水漏球610，可以从动态形意谱中看到，此时应该弹奏大字组第5个白键和小字二组最后一个黑键。值得注意的是，两个音符音值不同，对应于动态形意谱上两个光环动态水漏球的水量不同。609显示该音高持续3拍时间，而610中的水量显示的是1拍。T2时刻，低音谱中音符606已经结束，音符607出现，高音谱中虽然没有看到音符，但是T1时刻的音符605音值未结束，因此，在T2时刻的动态形意谱603中，仍然有两个光环动态水漏球，611对应于音符605，612对应于音符607，只是对应于605音符的光环动态水漏球水量变少了，如611所示，只剩下两拍。在T3时刻，低音谱中音符607结束，音符608出现，高音谱中仍没有看到音符，但是T1时刻的音符605音值未结束，因此，在T3时刻的动态形意谱604中，仍然有两个光环动态水漏球613和614，613对应于音符605,614对应于音符608，只是对应于605音符的光环动态水漏球水量变为只剩下一拍的水量，如613所示。也就是说，光环动态水漏球609、611和613对应于音符605的不同时刻，随着乐谱的节奏，其中的水量越来越少。从图6可以看到，动态形意谱比五线谱直观很多，并且能够完全地描述出五线谱所描述的音乐元素。不熟悉五线谱的弹奏者，根据动态形意谱也能准确地弹奏出五线谱中所描述的音高、音值和音量。即便是了解五线谱而不熟悉的弹奏者，根据动态形意谱也能快速轻松地弹奏完整的乐曲。

接下来，以图7演示动态形意谱中漏弹光环动态水漏球(音符)时的情况。701为五线谱，图7(b)中702为其对应的动态形意谱。从图7(b)中可以看到，音符703在动态形意谱702中以光环动态水漏球704表示，此时704触碰到击键时刻线并亮起，表示应该弹奏小字三组的第四个白键，显示的水量是二分音符703的2拍。装置中弹奏传感模块可以记录弹奏者的弹奏情况。此时，如果小字三组的第四个白键被正确按下，则动态光环水漏球会停止在击键时刻线直到水量完全漏完后消失。可是，如果此时小字三组的第四个白键没有被弹奏，其对应的光环动态水漏球会冲破击键时刻线向上，如7(c)705所示，不过其中的水量会按照节拍漏掉，也就是说光环动态水漏球中的水量随着乐谱的正确弹奏节拍变化，弹奏者是否正确弹奏不影响水量随着节拍变化。如705所示，此时该光环动态水漏球显示该音符只剩下了一拍。弹奏者在光环动态水漏球冲破击键时刻线至水漏完之前仍可以弹奏，一旦正确弹奏，该光环动态水漏球会回到击键时刻线并停留在那里，也就是说，在705所示的剩余一拍的时候，弹奏者如果按下小字三组的第四个琴键，光环动态水漏球会回到击键时刻线并停留在那里。如图(d)706所示，此时刚才冲破击键时刻线的动态水漏球回到了击键时刻线，不过只剩下了1拍的音值。当光环动态水漏球的水漏完之后，就会消失，提示该琴键松开弹起。这个过程就像电子游戏，有球不断地冒出来，需要正确地击键打中球。

如图8所示是交互式动态彩色形意释谱方法和乐器弹奏教练装置的示意图。图8(a)触摸显示屏显示的是动态形意谱，图8(b)触摸显示屏显示的是真人指法教练谱。801为彩线键盘，其上配置了弹奏传感模块，本实施例的弹奏传感模块使用RFID技术和压力检测技术，能够记录弹奏手势和力度。802是触摸显示屏，803是触摸显示屏上显示的动态形意谱，动态形意谱的谱线与彩色键盘之间以相应颜色的线804连接。触摸显示屏也可以显示真人指法教练谱，如805。也可以同时显示真人指法教练谱和动态形意谱。触摸显示屏在显示真人指法谱和动态形意谱的同时也可以显示乐谱，本实施例中同时显示了五线谱，如图8(b)806。

一种交互式动态彩色形意释谱方法与乐器弹奏教练装置，具有多种工作模式，弹奏者根据需求选择弹奏的工作模式，比如自动播放模式、步进播放模式、反复段落模式，播放速度可以调节。用户通过触摸显示屏可视化地选择工作模式、选择弹奏的曲目、弹奏的段落。选择好之后，乐器弹奏教练装置的控制模块就会调出相应乐谱对应的动态形意谱和真人指法教练谱，按所选模式自动播放。如果本机装置没有所选曲目，则控制模块联网下载相应的五线谱和真人指法教练谱，并将五线谱转换为动态形意谱。动态形意谱和真人指法教练谱可以同时显示，也可以选择显示其中之一播放并显示。

图8是弹奏练习者利用交互式动态彩色形意释谱方法和乐器弹奏教练装置进行一次练习的流程图。

步骤1：弹奏练习者选择工作模式、弹奏曲目和弹奏段落。

步骤2：如果本机有相应曲目，则控制模块直接将相应的五线谱转换为动态形意谱；如果本机没有，则通过控制模块的网络单元联网下载真人指法教练谱和五线谱，再由控制模块将五线谱转换为动态形意谱。

步骤3：控制模块控制触摸显示屏显示相应的真人指法教练谱或者动态形意谱，或者同时显示两个谱。

步骤4：弹奏者根据真人指法教练谱或者动态形意谱进行弹奏练习。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种交互式动态彩色形意释谱方法，其特征在于根据乐谱、键盘乐器的键盘分布以及真人教练弹奏情况预先制作动态形意谱和真人指法教练谱，将乐谱中的音高、音值、音量元素完整解释在动态形意谱中，动态形意谱利用与彩线键盘的琴键一一对应的彩色谱线代表不同的音高，光环动态水漏球给出了音符的音高、音值和音量；真人指法教练谱给出弹奏的琴键位置、弹奏者指法的实时直观的提示；弹奏练习时，乐器弹奏教练装置联网下载真人指法教练谱和乐谱，并将乐谱转换为动态形意谱，实时播放，帮助弹奏者解析乐谱并映射到琴键和弹奏手势；

上述的动态形意谱是由乐谱转换得到的，将乐谱中描述的音高、音值、音量元素完整直观地转换到动态形意谱中，以彩色谱线表示不同的音高，以光环动态水漏球表示音符的音高、音值和音量，动态形意谱随着乐谱节拍动态显示；

上述动态形意谱的彩色谱线是竖线，与琴键一一对应，即动态形意谱的谱线数目与琴键数一样，动态形意谱用彩色谱线代表白键，与琴键中的彩线相连，且谱线颜色与琴键中相连的彩线颜色一致；用黑色谱线代表黑键，与琴键的黑键相连，从视觉上看，谱线与琴键连成一体，谱线直观地代表音高，弹奏者能轻松地从动态形意谱对应到键盘，如果动态形意谱的宽度与琴键宽度一致，动态形意谱的彩色谱线直接位于彩线键盘上的彩线上方，与之相连；如果动态形意谱的宽度小于琴键键盘宽度时，则以倾斜发散的彩线将动态形意谱的彩色谱线末端与彩线键盘上的彩线相连；

上述动态形意谱的光环动态水漏球位于彩色谱线上，代表了乐谱上的音符，能直观地显示音符的音高、音值和音量，光环动态水漏球所在的彩色谱线对应的琴键即是应该弹奏的琴键，光环动态水漏球像沙漏一样用于计时，其中的水量显示应该弹奏的音值，光环动态水漏球划分为不同水量刻度，用来代表不同的音值，如果音符还有若干附点，则在光环动态水漏球下方再增加相同数量的小水球，用以表征附点的音值，根据乐曲的节奏，光环动态水漏球中的水量会逐渐变少，动态显示剩余的音值，当光环动态水漏球中的水量漏完，光环动态水漏球消失，提示该琴键可松开弹起；

光环动态水漏球内部有一个标准力度光环，用以显示期望的弹奏力度，同时，还有一个弹奏者的弹奏力度光环，两个光环的颜色不同，用两个光环的相对位置和大小来提示弹奏者力度偏大或者偏小，弹奏者可通过观察两个光环的位置和大小，调整弹奏力度；

动态形意谱上有高亮显示的注视区，用以突出显示即将应该弹奏的音符所对应的光环动态水漏球，注视区的下方是乐谱中后续待弹奏的音符所对应的光环动态水漏球，待弹奏的光环动态水漏球是灰色的，并随着乐谱的节奏缓缓匀速向上滚动，注视区的最上是击键时刻线，当某光环动态水漏球触碰到击键时刻线，并从灰色变为亮起状态，提示其所在的彩色谱线所对应的琴键应该被弹奏，光环动态水漏球中的水量根据节拍变化，如果该琴键被正确弹奏，该光环动态水漏球会停止在击键时刻线，直到水量漏完、弹奏音值结束时，光环动态水漏球消失，如果该琴键未正确弹奏，则光环动态水漏球会冲破击键时刻线向上，其中的水量随着乐谱的正确节拍变化，不因弹奏者的弹奏正确与否而改变；弹奏者在光环动态水漏球冲破击键时刻线至水量漏完之前，仍可以弹奏该光环动态水漏球所在谱线对应的琴键，一旦正确弹奏，该光环动态水漏球会回到击键时刻线并停留在那里，直到水量漏完，音值结束后消失，弹奏过程中，弹奏者只要关注注视区的光环动态水漏球即可完成弹奏，在动态形意谱上，同时有高音和低音的弹奏谱，可以根据需要以不同颜色的光环动态水漏球来表示高音的低音的动态形意谱，还可以用不同颜色的光环动态水漏球提示弹奏者应该左手弹奏还是右手弹奏。

2.根据权利要求1所述的交互式动态彩色形意释谱方法，其特征在于所述的真人指法教练谱是指根据乐谱、键盘分布和教练的示范弹奏得到的弹奏手势的记录，真人指法教练谱在系统后台制作和存储，通过网络供用户下载和共享，其制作方法为：对教练的手指进行标识，通过图像识别以及近距离目标识别技术，比如视像或者电磁感应、RFID、压力检测等方式记录教练的弹奏手势，形成真人指法教练谱，不同风格的真人指法教练谱可以是根据弹奏名家现场弹奏记录保存下来得到的，也可以是利用分析算法软件提取弹奏名家的弹奏特点，结合乐谱生成的具有名家风格的指法谱。

3.根据权利要求1所述的交互式动态彩色形意释谱方法，其特征还在于具有多种工作模式，弹奏者根据需求选择弹奏的工作模式，比如自动播放模式、步进播放模式、反复段落模式，播放速度可以调节，用户通过触摸显示屏可视化地选择工作模式、选择弹奏的曲目、弹奏的段落，选择好之后，乐器弹奏教练装置的控制模块就会调出相应乐谱对应的动态形意谱和真人指法教练谱，按所选模式自动播放；如果本机装置没有所选曲目，则控制模块联网下载相应的乐谱和真人指法教练谱，并将乐谱转换为动态形意谱，动态形意谱、真人指法教练谱以及乐谱可以同时显示，也可以选择显示其中之一播放并显示。

4.根据权利要求1所述的一种基于交互式动态彩色形意释谱方法的乐器弹奏教练装置，其特征在于装置包括彩线键盘乐器、弹奏传感模块、控制模块和触摸显示屏；彩线键盘乐器除了键盘的中上位置有彩线以外，键盘的设置以及发声模块与现有的键盘乐器一致，其键盘以两个八度之间的十二个键为一组，一组中七个白键的中上位置具有七种不同颜色的彩线，到下一组时，七个白色琴键中上位置的彩线颜色周期重复；弹奏传感模块是加装在彩线键盘上的模块，用于传感和检测琴键按下和松开的状态，并能检测弹奏力度，弹奏传感模块应尽可能不影响键盘乐器的发声和弹奏的体验；控制模块包含处理单元、存储单元和网络单元，控制模块用于联网下载和存储乐谱、真人指法教练谱，将乐谱解析为动态形意谱并存储，控制真人指法教练谱和动态形意谱的播放；触摸显示屏是可触摸屏，用于实现弹奏者和乐器之间的交互，且可以分别显示动态形意谱、真人指法教练谱、乐谱，或者同时显示上述谱，触摸显示屏的宽度根据实际情况可以不同。

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