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Die Erfindung betrifft einen Gitarrentrainer zum lösbar festen Anbringen an ein Saiteninstrument, insbesondere Gitarre, umfassend zumindest eine parallel zu einem Griffbrett, in einem Abstand A von dem Griffbrett angeordnete erste Visualisierungseinrichtung mit einer von der Anzahl der Bünden des Saiteninstruments abhängigen Anzahl an Visualisierungspunkten, einen Schwingungsabnehmer, eine Recheneinrichtung zur Verarbeitung, Vergleich und Ausgabe von analogen und/oder digitalen Signalen und eine von der Recheneinrichtung ansteuerbare Lichtquelle.
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Üblicherweise werden Hilfsmittel zum Erlernen eines Saiteninstruments, wie beispielsweise einer Gitarre, eines Banjos, einer Mandoline oder einer Ukulele aber auch einer Geige, Viola, Cello oder dergleichen aufgrund der Beliebtheit der Gitarre, wie auch ihre hohen Verbreitung wegen, als sogenannte Gitarrentrainer bezeichnet.
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Derartige Hilfsmittel zum Erlernen eines gattungsgemäßen Instruments, das üblicherweise neben den Saiten auch Bünde aufweist, erleichtern es dem Spieler, sich bestimmte Tonfolgen, d.h. Tonleitern, auch Skalen genannt und Arpeggien, d.h. gebrochene Mehrklänge oder bestimmte Mehrklänge, d.h. Akkorde, auch Harmonien genannt, einzuprägen, bzw. nachzuspielen. Die Bünde ermöglichen es, die schwingungsfähige Länge einer Saite beim Greifen zu verkürzen, um beim Anschlagen bzw. Zupfen einen bestimmten Ton zu erzeugen. Sie ermöglichen damit auch die Einteilung des Griffbretts in die in der Musik gebräuchlichen Halbtöne. Bei den meisten Saiteninstrumenten ändert sich die die schwingungsfähige Länge und damit die Tonhöhe von Bund zu Bund um einen Halbton.
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Aus der
DE 10 2008 055 861 A1 ist eine Vorrichtung zur Projizierung und Visualisierung von musikalisch-tonalen Gesetzmäßigkeiten auf ein Griffbrett eines Saiteninstruments zu Übungszwecken bekannt. In einer ersten, gegenständlich mechanischen Ausführungsform, weist die Vorrichtung eine Auflage auf. Diese Auflage ist so gestaltet, dass sie unter die Saiten auf das Griffbrett oder auf einzelne Abschnitte des Griffbretts des Saiteninstruments aufgebracht werden kann, ohne das Abgreifen und Klingen der Saiten zu beeinträchtigen, wobei die Auflageeinrichtung Markierungen aufweist, die mindestens eine musikalischtonale Gesetzmäßigkeit wiedergeben und das Nachgreifen bestimmter Tonfolgen und/oder Harmonien ermöglichen.
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In einer zweiten, elektronisch unterstützten Ausführungsform, sind unter die Saiten in das Griffbrett und/oder in gegebenenfalls vorhandene Bundstäbchen des Saiteninstruments elektrisch ansteuerbare Anzeigeelemente aufgenommen. Dieses Hilfsmittel zur Projizierung und Visualisierung von musikalisch-tonalen Gesetzmäßigkeiten auf das Griffbrett umfasst zudem eine Steuerungseinrichtung die so eingerichtet ist, dass die Steuerung der Anzeigeelemente nach mindestens einer musikalisch-tonalen Gesetzmäßigkeit erfolgt und das Nachgreifen bestimmter Tonfolgen und/oder Harmonien ermöglicht. Nachteilig ist hierbei, dass jedes Anzeigenelement einzelnen elektrisch angesteuert werden muss, was zu einer Vielzahl an elektrischen Leitungen und damit zu einer nutzerunfreundlichen Handhabung führt.
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Neben diesen, insbesondere visuell ausgerichteten Hilfsmitteln, gibt es auch rein akustisch geprägte Hilfsmittel zum Erlernen eines Instruments. Die
US 2006 0159 291 A1 offenbart beispielsweise einen Gitarrentrainer, mit dem Tonfolgen und/oder Harmonien, d.h. Titel und Abschnitte von Musikstücken geloopt, also endlos akustisch wiedergegeben, oder langsamer abgespielt werden können, ohne die Tonhöhe zu beeinflussen. Das Erlernen des Saiteninstruments erfolgt hierbei über das wiederholte Nachspielen der von dem Gitarrentrainer langsam vorgespielten oder geloopten Tonfolgen. Zudem verfügen gattungsgemäße Gitarrentrainer über eine Gitarrenunterdrückung mit einstellbarem Ansprechpunkt. Die Gitarrenunterdrückung dämpft den Gitarrenpart in der Stereomitte eines Musikstücks zugunsten des eigenen Gitarrenspiels.
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Aus der
US 3 403 591 A ist ein Gitarrentrainer zum lösbar festen Anbringen an eine Gitarre bekannt. Der Trainer umfasst dabei eine parallel zu einem Griffbrett angeordnete Einrichtung mit Lampen, die über eine zweite Einrichtung angesteuert werden. Aus der
US 7 064 259 A und der
US 3 943 815 A sind Gitarrentrainer mit Visualisierungseinrichtungen, die unmittelbar auf das Griffbrett aufgebracht werden, bekannt. Die
US 2007/0051226 A1 offenbart schließlich noch eine akustische Gitarre mit einem Griff-Display, das in das Griffbrett eingelassen ist.
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Die im Stand der Technik bekannten Hilfsmittel funktionieren für sich gesehen allgemein zuverlässig. Gleichwohl sind sie in der Regel entweder visuell oder aber akustisch ausgerichtet, wodurch die dem Menschen eigene physiologische Wahmehmungsmöglichkeiten nur zum Teil ausgenutzt werden. Darüber hinaus fehlt auch eine kombinierte Rückmeldung, insbesondere eine kombinierte auditive/akustische und visuelle/optische Rückmeldung ob Tonfolgen und/oder Harmonien richtig oder aber falsch wiedergegeben wurden.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Gitarrentrainer anzugeben, der sowohl eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Visualisierungseinrichtung aufweist, und der zudem lösbar fest an ein handelsübliches Saiteninstrument angebracht werden kann, ohne dieses zu beschädigen oder den Spieler zu beeinträchtigen.
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Dieses Problem wird durch einen Gitarrentrainer mit den in Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Ferner wird das Problem durch eine handelsübliche Gitarre aufweisend einen Gitarrentrainer nach Anspruch 1 gelöst.
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Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, eine erste Visualisierungseinrichtung parallel zum Griffbrett in einem Abstand A vom Griffbrett vorzusehen, die den Spieler des Saiteninstruments nicht beeinträchtigt und lösbar fest, vorzugsweise am Corpus des Saiteninstruments anbringbar ist.
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Weiterhin vorteilhaft ist, dass Visualisierungspunkte auf der erfindungsgemäß parallel zum Griffbrett angeordneten Visualisierungseinrichtung über Lichtleiter mit einer Lichtquelle verbunden sind. Somit stellen die einzelnen Visualisierungspunkte keine echten Lichtquellen dar, die neben einem räumlichen Platzbedarf auch jeweils eine elektrische Ansteuerung und Verkabelung benötigen, und damit in der Regel zur Beeinträchtigung des Spielers führen.
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Die Visualisierungspunkte können, da sie in einer ersten, einfachen Ausführungsform, im Prinzip nur die Enden eines Lichtleiters darstellen, platzsparend auf der erfindungsgemäßen Visualisierungseinrichtung angeordnet sein.
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Die eigentliche Lichtquelle ist vorzugsweise am Gitarrenkorpus angeordnet und über eine Recheneinrichtung ansteuerbar. Die Lichtquelle weist eine Vielzahl von LEDs, vorzugsweise Chip-LEDs auf. Diese sind als Vollfarb-Typen in roten, grünen und blauen Farben, gleichzeitig oder jede Farbe für sich ansteuerbar. Jeweils eine rote, grüne und blaue LED ist zusammen mit einem Treiber-Chip in ein SMD-Gehäuse integriert und über eine einzige elektrische Leitung ansteuerbar.
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Ein Schwingungsabnehmer (Tonabnehmer) ist gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform nach Patentanspruch 2 ein Mikrofon, insbesondere ein Piezomikrofon oder dynamisches Mikrofon. Auch ein Kondensatormikrofon (Gitarrenmikrofon), d.h. ein kapazitiv arbeitendes Mikrofon, ist denkbar, benötigt jedoch eine Vorspannung. Grundsätzlich ist jede Art von Tonabnehmer denkbar, wobei ein Interferometer, insbesondere ein Michelson-Interferometer, als Richtmikrofon aufgrund der hohen Genauigkeit besonders bevorzugt ist. Der Schwingungsabnehmer (auch Interferometer) an der Gitarre ist über eine optionale Verstärkung Analog/Digital-Wandler mit einer Recheneinrichtung verbunden die die Auswertung und/oder Steuerung durchführt.
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Die für die Steuerung des Gitarrentrainers notwendige Elektronik kann über die erfindungsgemäße Recheneinrichtung, die lösbar fest an dem Saiteninstrument angebracht ist, erfolgen.
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Die Recheneinheit kann unterteilt werden in eine erste Rechenuntereinheit, über die die Lichtquelle, und insbesondere einzelne LEDs ansteuerbar ist, in eine zweite Rechenuntereinheit, in der eine FFT Analyse und eine Tonauswahl durchführbar ist, und in eine dritte Rechenuntereinheit mit einem Accesspoint und einer GUI über die der Ablauf steuerbar ist. Alle drei Rechenuntereinheiten kommunizieren über WLAN (Bluetooth etc....also drahtlos oder auch drahtgebunden) miteinander. Bevorzugt kommuniziert die dritte Rechenuntereinheit auch mit einem PC/Tabelt oder Mobiltelefon vorzugsweise drahtlos.
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Die drei Rechenuntereinheiten können, insbesondere bei ausreichender Rechenleistung, auch in einer Recheneinheit kombiniert sein; bevorzugt sind die erste und die zweite Rechenuntereinheit kombiniert, so dass keine Stromversorgungsleitung nötig ist. Denkbar ist aber auch eine Auslagerung von Rechenleistung.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist in Patentanspruch 3 angegeben. Die Weiterbildung nach Anspruch 3, wonach die Recheneinrichtung einen Accesspoints mit einer festen IP-Adresse umfasst, ermöglicht es, die Recheneinrichtung zur Verarbeitung, Vergleich und Ausgabe von analogen und/oder digitalen Signalen, räumlich gesehen möglichst klein zu halten, da ein Teil der Rechenleistung auslagerbar ist. Vorzugsweise ist nach Patentanspruch 4 die Recheneinrichtung über WLAN, Bluetooth oder NFC mit einer weiteren Recheneinrichtung verbindbar.
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So kann beispielsweise die Rechenleistung für eine Umwandlung digitaler Signale in elektrische Signale, eine Berechnung der Tonhöhe (Frequenz) und gegebenenfalls ein Vergleich der empfangenen Daten mit gespeicherten Daten von einer weiteren, größeren, leistungsfähigeren Recheneinrichtung, beispielsweise einem PC oder einem Tablett-Computer, an die Recheneinrichtung des Gitarrentrainers kabellos übermittelt werden. Zudem ist ein Bildschirm eines PCs oder Tablet-Computers als graphische Benutzeroberfläche benutzbar.
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Alternativ hierzu ist die Recheneinrichtung, und insbesondere die Rechenleistung der Recheneinrichtung so ausgebildet und eingerichtet, dass diese gesamte Steuerung des erfindungsgemäßen Gitarrentrainers übernehmen kann. Dies hat den Vorteil, dass der Gitarrentrainer mit jedem PCs oder Tablet-Computer und damit mit jedem Betriebssystem verbindbar ist. Eine spezielle App oder Software wird hierfür nicht benötigt.
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Besonders bevorzugt ist eine Ausgestaltung der Erfindung nach Patentanspruch 5, bei welcher die lösbar fest an dem Gitarreninstrument angebrachte Recheneinrichtung eine graphische Benutzeroberfläche zur Eingabe und Ausgabe von Datensätzen umfasst. Neben einer bequemen Steuerung des Gitarrentrainers hat diese Ausgestaltung der Erfindung den Vorteil, dass die zu spielenden Noten in Form ihrer grafischen Zeichen neben der Visualisierung über die Visualisierungseinrichtung auch bildlich auf dem User Interface darstellbar sind.
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Besonders bevorzugt ist eine Ausgestaltung der Erfindung nach Patentanspruch 6, wonach die ansteuerbare Lichtquelle eine Vielzahl an Chip-LEDs mit je einer roten, grünen und blauen LED und je einem Treiber-Chip aufweist. In vorteilhafter Weise können damit die Visualisierungspunkte je nachdem ob ein Ton richtig (grün), falsch (rot) oder nicht gespielt (blau) wurde beleuchtet werden. Zudem können einzelne Töne einer Tonfolge besonders hervorgehoben werden, oder besondere Passagen, beispielsweise eines einzuübenden Musikstücks farblich gekennzeichnet werden.
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In vorteilhafter Weise ist die Recheneinrichtung zusammen mit der Lichtquelle, Anschlusseinrichtungen für die Lichtleiter und gegebenenfalls weiteren Bauteilen, wie beispielsweise eine Batteriehalterung oder ein USB Anschluss für eine Stromversorgung, eingehaust, und das Gehäuse lösbar fest am Gitarrencorpus befestigt.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.
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Die einzige Figur zeigt einen Gitarrentrainer für ein Saiteninstrument (1) mit einer ersten Visualisierungseinrichtung (2), die über eine Befestigungsvorrichtung (3) lösbar fest an dem Gitarrenkorpus (4) verbunden ist. Die lösbar feste Verbindung kann beispielsweise eine Klebe- oder Druckverbindung, beispielsweise über einen Saugnapf, sein.
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Die erste Visualisierungsvorrichtung (2) ist parallel zum Griffbrett (5) in einem Abstand A vom Griffbrett (5) anordenbar, sodass der Spieler das Griffbrett (5) ohne Beeinträchtigung frei greifen kann. Die Visualisierungseinrichtung (2) weist eine von der Anzahl der Bünden (6) des Saiteninstruments (1) abhängigen Anzahl an Visualisierungspunkten (7) auf.
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An dem Gitarrenkorpus (4) ist zudem ein Schwingungsabnehmer (8) in der Nähe des Schalllochs (9) anordenbar. Der Schwingungsabnehmer (8) ist mit einer Recheneinrichtung (10), insbesondere mit einer ersten Rechenuntereinheit zur Verarbeitung, Vergleich und Ausgabe von analogen und/oder digitalen Signalen verbunden. Die Recheneinrichtung (10) ist vorzugsweise eingehaust.
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Das Gehäuse (11) weist bevorzugt neben der Recheneinrichtung (10), die sich gegebenenfalls in Rechenuntereinheiten (10', 10", ...) aufteilt, eine Lichtquelle mit einer Vielzahl an Chip-LEDs, Anschlusseinrichtungen für die Lichtleiter und gegebenenfalls weiteren Bauteilen, wie beispielsweise eine Batteriehalterung oder ein USB Anschluss für eine Stromversorgung, auf, und ist lösbar fest am Gitarrenkorpus befestigt.
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Die Lichtquelle (12) ist über Lichtleiter (13) mit den Visualisierungspunkten (7) der ersten Visualisierungseinrichtung (2) verbunden.
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Zur besseren Übersicht sind in der Figur beispielhaft lediglich zwei Lichtleiter (13) abgebildet; das heißt, jeder Visualisierungspunkt (7) ist normalerweise mit einem Lichtleiter (13) verbunden.
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Neben dieser ersten Visualisierungseinrichtung (2) weist der Gitarrentrainer bevorzugt eine zweite Visualisierungseinrichtung (14) mit einer von der Anzahl der Saiten (17) des Instruments (1) abhängigen Anzahl an Visualisierungspunkten (15) auf. Die Lichtquelle (12) ist über Lichtleiter (18) mit den Visualisierungspunkten (15) der zweiten Visualisierungseinrichtung (14) verbunden.
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Die Spannungsversorgung der Recheneinrichtung (10) und der Lichtquelle (12) erfolgt entweder über ein Netzteil mit einem Kabel (16) oder über eine Batterie- / Akkuzelle.
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Die Funktionsweise des Gitarrentrainers umfasst grundsätzlich drei Modi. Einen Vorspielmodus, einen Trainingsmodus und einen Korrekturmodus.
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Im Vorspielmodus werden dem Spieler die Tonfolgen eines einzuübenden Musikstücks akustisch dargebracht. Dies erfolgt in der Regel über einen Lautsprecher, der entweder einen mittel- oder unmittelbaren Teil des Gitarrentrainers darstellt. Demnach kann der Lautsprecher am Gitarrenkorpus (4) angebracht, oder aber Teil eines mit der Recheneinrichtung (10) in Verbindung stehenden PCs sein. Vorzugsweise ist auf dem PC, der mit der Recheneinrichtung (10) bevorzugt über WLAN in Verbindung steht, das einzuübende Musikstück abgespeichert.
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Die Visualisierung der Tonfolgen des Musikstücks erfolgt über die von der Recheneinrichtung (10) ansteuerbare Lichtquelle (12), und weiter über die Lichtleiter (13), die die Visualisierungspunkte (7) beleuchten, und dem Spieler zeigen, über welches Bundstäbchen die schwingungsfähige Länge einer anzuschlagenden Saite zu verkürzen ist.
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Die Ansteuerung ist so eingerichtet, dass die Steuerung der Lichtquelle (12) nach mindestens einer Tonfolge erfolgt, und das Nachgreifen bestimmter Tonfolgen und/oder Harmonien ermöglicht. Die zu zupfende/anzuschlagen Saite selbst, ist über einen Visualisierungspunkt (15) der zweiten Visualisierungseinrichtung (14) beleuchtet. Die Visualisierungspunkte (15) werden ebenfalls über Lichtleiter (17), die mit der ansteuerbare Lichtquelle (12) verbunden sind beleuchtet.
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Somit lässt sich ein zuvor über einen Lautsprecher akustisch ausgegebener Ton über den erfindungsgemäßen Gitarrentrainer über die Visualisierungspunkte (7, 15) visuell/optisch darstellen. Neben dieser visuellen Darstellung vorzugsweise in grüner Farbe, kann der Ton auch in Form seiner grafischen Zeichen entweder auf einer grafischen Oberfläche (GUI) des Gitarrentrainers oder aber auf einem angeschlossenen PC oder Tablet-Computer dargestellt werden. Um den Trainingserfolg zu verbessern kann die akustische und visuelle/optische Darstellung der Tonfolgen und/oder Harmonien bzw. der Töne im Vorspielmodus geloopt oder verlangsamt sein.
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Nachdem sich der Spieler im Vorspielmodus das einzuübende Musikstück akustisch und visuell eingeprägt hat, wechselt er in den Trainingsmodus.
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In einem ersten, einfachen Trainingsmodus werden dem Spieler über die Visualisierungspunkte (7, 15) anzuschlagen Saiten und zu greifende Bünde schrittweise angezeigt, die den Tonfolgen des Musikstücks entsprechen. In diesem Trainingsmodus wird es dem Spieler ermöglicht, ein Musikstück lediglich auf Grundlage seiner visuellen Wahrnehmung zu spielen; d.h. es erfolgt eine akustische Umsetzung der Tonfolgen auf Basis der visuellen/optischen Wahrnehmung durch den Spieler. Hierbei ist es auch denkbar, dass unmittelbar nach der akustischen Umsetzung durch den Spieler der Ton über den Lautsprecher ausgegeben wird. Dies ermöglicht dem Spieler eine unmittelbare Kontrolle, ob der von ihm gespielte Ton mit dem visualisierten Ton in Einklang steht.
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In einem zweiten, fortgeschrittenen Trainingsmodus spielt der Spieler zunächst ohne akustische oder visuelle Hilfen die einzelnen Tonfolgen des einzuübenden Musikstücks. Der Schwingungsabnehmer (8) detektiert dabei die Schwingungen der jeweils angeschlagenen Saite.
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Anschließend erfolgt eine Weiterleitung an einen Wandler in der mit Recheneinheit (10) und eine Verstärkung des elektrischen Signals und eine Umwandlung in ein digitales Signal. Die Recheneinrichtung (10), insbesondere eine zweite Rechenuntereinheit, berechnet die Tonhöhe (Frequenz) des Eingangssignals vorzugsweise mittels der Fast Fourier Transformation (FFT) in Echtzeit, und übermittelt dies an die Recheneinrichtung (10).
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Wurde der Ton bzw. die Tonfolge vom Spieler getroffen, d.h. die Tonhöhe (Frequenz) entspricht der in der Recheneinheit (10) gespeicherten Tonhöhe (Frequenz) erfolgt eine visuelle/optische Rückmeldung über die von der Recheneinrichtung (10), insbesondere der ersten Rechenuntereinheit, ansteuerbare Lichtquelle (12), und weiter über Lichtleiter (13, 17), die die Visualisierungspunkte (7, 15) in der Farbe Grün beleuchten.
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Im Gegensatz dazu werden Visualisierungspunkte (7, 15) rot beleuchtet, wenn Saite und Bundstäbchen vom Spieler falsch angeschlagen wurden; gleichzeitig können die entsprechenden Visualisierungspunkte (7, 15) grün blinken, um dem Spieler zu zeigen, welche Bünde und welche Saite korrekterweise gegriffen bzw. angeschlagen werden sollte.
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Ein weiterer Korrekturmodus (Hilfemodus) besteht darin, Visualisierungspunkte (7, 15) blau zu beleuchten, wenn ein Spieler über eine bestimmte Zeitspanne hinaus keine Seite anschlägt. Die blau beleuchteten Visualisierungspunkte zeigen dann dem Spieler welche Bünde und welche Saite für den nächsten Ton/Tonfolge anzuschlagen ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Saiteninstrument
- 2
- erste Visualisierungseinrichtung
- 3
- Befestigungsvorrichtung
- 4
- Gitarrenkorpus
- 5
- Griffbrett
- 6
- Bünde
- 7
- Visualisierungspunkte
- 8
- Schwingungsabnehmer
- 9
- Schallloch
- 10
- Recheneinrichtung
- 11
- Gehäuse
- 12
- Lichtquelle
- 13
- Lichtleiter
- 14
- zweite Visualisierungseinrichtung
- 15
- Visualisierungspunkte
- 16
- Kabel
- 17
- Saiten
- 18
- Lichtleiter
