DE60308370T2

DE60308370T2 - Musikalisches notierungssystem

Info

Publication number: DE60308370T2
Application number: DE60308370T
Authority: DE
Inventors: Jack Marius Greensboro Jarrett; Lori Greensboro Jarrett; Ramasubramaniyam Greensboro Sethuraman
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-06-11
Filing date: 2003-06-11
Publication date: 2007-09-20
Anticipated expiration: 2023-06-12
Also published as: US7105733B2; ATE339755T1; WO2003105122A1; CA2489121A1; DE60308370D1; US20040025668A1; AU2003237534A1; JP2005530192A; EP1512140B1; EP1512140A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft Musiksoftware, und insbesondere ein System, in dem musikalische Notenschrifttechnologie mit einem einzigartigen Leistungsgenerierungscode und einem Synthesizer integriert ist, um eine realistische Wiedergabe von Musikpartituren bereitzustellen.
Musikalische Notenschrift (der schriftliche Ausdruck von Musik) ist eine fast universelle Sprache, die sich über mehrere Jahrhunderte entwickelt hat, bei der die Tonlagen, Rhythmen, Harmonien, Klangfarben, Lautbildung und andere musikalische Attribute einer bestimmten Gruppe von Instrumenten in einer Partitur oder einem Gesamtplan für eine Darbietung codiert sind. Musikalische Notenschrift entstand als ein Mittel, um Musik auf genauere und beständigere Weise zu bewahren und zu verbreiten, als es nur durch das Gedächtnis allein möglich war. Tatsächlich beruht die heutige Kenntnis von Musik aus der Frühzeit ausschließlich auf Beispielen von niedergeschriebener Notenschrift, die erhalten geblieben sind.
Die heute bekannte westliche musikalische Notenschrift hat ihre Anfänge im neunten Jahrhundert mit der Neumenschrift der gregorianischen Choralmelodien. Neumen waren kleine Punkte und Schnörkel, die wahrscheinlich von den Akzentzeichen der lateinischen Sprache abgeleitet waren. Sie waren Gedächtnishilfen, die Veränderungen von Tonlage innerhalb einer Melodie vorschlugen. Guido von Arezzo führte im 11. Jahrhundert das Konzept eines Notensystems mit Linien und Zwischenräumen ein, die unterschiedliche Tonlagen darstellen, die durch Buchsta bennamen identifiziert sind. Dadurch konnte eine Tonlage genauer dargestellt werden.
Rhythmische Notenschrift wurde zuerst im 13. Jahrhundert durch die Verwendung von rhythmischen Schwingungen bei in Notenschrift aufgezeichneten Melodien eingeführt. Franziskus von Köln führte im 13. Jahrhundert die moderne Codierungsart des rhythmischen Werts einer Note oder Pause in das Notenschriftzeichen selbst ein. Rhythmische Unterteilung in Gruppen, außer Zweier- oder Dreiergruppen, wurde ungefähr zur selben Zeit von Petrus de Cruce eingeführt.
Die moderne Praxis, offene Notenköpfe zusammen mit vollen schwarzen Notenköpfen zu verwenden, wurde im 15. Jahrhundert eingeführt, um so Papier (den neuen Ersatz für Pergament) vor zu viel Tinte zu schützen. Schlüssel und Versetzungszeichen werden seit dem 16. Jahrhundert verwendet. Die Notenschrift für Partituren (im Gegensatz zu einzelnen Partien) und auch das Notensystem mit fünf Linien wurden im späteren 16. Jahrhundert allgemein gebräuchlich. Auch Ligaturen, Bindebögen und Taktstriche wurden im 16. Jahrhundert eingeführt.
Das Aufkommen von Instrumentalmusik im 17. Jahrhundert war von weiteren Verfeinerungen der Notenschrift begleitet. Notenköpfe wurden runder und es wurden unterschiedliche Kennzeichnungen eingeführt, um Tempo, Betonungsart, Dynamik, Darbietungstechniken (Trillern, Doppelschläge, usw.) und weitere Ausdrucksaspekte der Musik darzustellen.
Während des 18, und 19. Jahrhunderts verließ die Musik die Kirche und den Hof und bewegte sich in eine breitere öffentliche Arena in Form von Orchesterkonzerten, Theater, Oper, Ballett und Kammermusik. Instrumentalensembles wur den größer und komplexer und die Trennung zwischen Komponist und Künstler wurde größer. Aufgrund dessen wurde musikalische Notenschrift immer weiter verfeinert. Im 20. Jahrhundert ist musikalische Notenschrift eine höchst ausgeklügelte, standardisierte Sprache geworden, um exakte Anforderungen für eine Darbietung festzulegen.
Das Aufkommen von Funk- und Aufzeichnungstechnologie im frühen 20. Jahrhundert brachte neue Mittel zum Verbreiten von Musik hervor. Obwohl Teile der ursprünglichen Technologie, wie beispielsweise das Tonbandgerät und die Langspielplatte nach heutigen Standards als „wenig klangtreu" angesehen werden, brachten sie die Musik zu einer größeren Zuhörerschaft als jemals zuvor.
In der Mitte der 1980er fing die musikalische Notenschrift, die Musikverlegung und die professionelle Audioindustrie an, eine bedeutende und grundlegende Veränderung zu erfahren. Seitdem haben technologische Fortschritte sowohl bei Computerhardware als auch bei Software die Entwicklung von mehreren Softwareprodukten ermöglicht, die ausgelegt sind, um digitale Musikproduktion zu automatisieren.
Beispielsweise haben die kontinuierliche Verbesserung bei Computergeschwindigkeit, Speichergröße und Speicherplatz, als auch die Verfügbarkeit von hochqualitativen Tonkarten zu der Entwicklung von Software-Synthesizern geführt. Heute sind sowohl FM- als auch Abtast-Synthesizer im Allgemeinen als Software erhältlich. Ein weiteres Beispiel ist die Entwicklung der Emulation von akustischen Instrumenten. Durch Verwenden der modernsten Instrumente und Materialien, die heute auf dem Markt sind, wie beispielsweise digitale Abtast-Synthesizer, mehrspurige Misch- und Aufzeichnungstechniken hoher Klangtreue und aufwendig aufgezeichneter Tonproben, ist es möglich, den Klang und Effekt eines großen Ensembles, das komplexe Musik spielt (wie beispielsweise Orchesterwerke) in erstaunlichem Maße zu emulieren. Eine solche Emulation ist allerdings durch eine Reihe von MIDI-auferlegten Einschränkungen begrenzt.
Die digitale Schnittstelle für Musikinstrumente (MIDI, Musical Instrument Digital Interface) ist ein kompliziertes Steuerungssystem, das in der Lage ist, die meisten der wichtigen Parameter einer musikalischen Livedarbietung zu spezifizieren. Digitale Leistungsgenerierer, welche aufgezeichnete Töne verwenden, die als „Tonproben" von live Musikinstrumenten unter MIDI-Steuerung bezeichnet werden, sind theoretisch in der Lage, den Effekt einer Livedarbietung zu duplizieren.
Effektiver Einsatz von MIDI geschieht meistens in Form von Tonfolgespeichern, die aus Computerprogrammen bestehen, welche die Digitalsteuerungen aufzeichnen und wieder abspielen können, die bei einer Livedarbietung auf einem digitalen Instrument erzeugt werden. Indem dieselben Steuerungen an das digitale Instrument zurückgesendet werden, kann die originale Darbietung dupliziert werden. Tonfolgespeicher ermöglichen es, mehrere „Spuren" solcher Informationen einzeln aufzuzeichnen, zu synchronisieren, und anderweitig zu editieren, und sie anschließend als eine mehrspurige Ausführung wieder abzuspielen. Weil Keyboard-Synthesizer jeweils nur ein „Instrument" gleichzeitig spielen, ist eine solche mehrspurige Aufzeichnung notwendig, wenn MIDI-Code verwendet wird, um ein komplexes vielschichtiges Musikensemble zu erzeugen.
Während es theoretisch möglich ist, digitale Ausführungen zu erzeugen, die akustische Livedarbietungen unter Verwendung eines Tonfolgespeichers zusammen mit einem hoch entwickelten, auf Tonproben basierten digitalen Leistungsgenerierer imitieren, gibt es eine Anzahl von Problemen, die seine Verwendung auf diese Art begrenzen.
Erstens ist das am häufigsten zum Erzeugen solcher Ausführungen verwendete Instrument ein MIDI-Keyboard. Ähnlich wie andere Tasteninstrumente ist ein MIDI-Keyboard in seiner Fähigkeit beschränkt, die Gesamtformen, Effekte und Nuancen eines musikalischen Tons zu steuern, weil es vorrangig als ein Auslöser funktioniert, um den Ton zu initiieren. Ein Keyboard kann beispielsweise den Legatoeffekt von Tonlagenveränderungen nicht einfach erreichen, ohne den Ton „nochmals anzusetzen". Noch schwieriger ist es, ein anhaltendes crescendo oder diminuendo innerhalb einzelner Töne zu erhalten. Im Gegensatz dazu behalten Orchesterblas- und Streichinstrumente während seiner Dauer die Kontrolle über den Ton, wodurch ausdrucksvolle innere Veränderungen der Dynamik und Klangfarbe möglich sind, von denen keine mit einer Keyboard-Ausführung einfach erreicht werden kann. Die Tatsache, dass jede Instrumentenpartie als eine getrennte Spur aufgezeichnet werden muss, verkompliziert zweitens von einem Moment zum anderen das Problem der dynamischen Balance unter den unterschiedlichen Instrumenten, wenn sie zusammen wieder abgespielt werden, insbesondere da sich die Orchesterstrukturen ändern. Infolgedessen ist es schwierig, eine Serie von einzelnen Spuren dergestalt aufzuzeichnen, dass sie richtig miteinander synchronisiert sind. Tonfolgespeicher ermöglichen es, dass Spuren durch ein Verfahren ausgerichtet werden, das sich Quantisierung nennt, allerdings entfernt Quantisierung alle ausdrucksvollen Temponuancen von den Spuren. Darüber hinaus sind Techniken zum Editieren dynamischer Veränderung, dynamischer Balance, Legato/Staccatobetonung und Temponuance, die bei den meisten Tonfolgespeichern verfügbar sind, schwerfällig und zeitaufwendig, und machen die feinfühlige Formung der Musik nicht einfach.
Des Weiteren gibt es keinen Standard für Töne, der von einem Leistungsgenerierer zu dem nächsten konsistent ist. Der allgemeine MIDI-Standard stellt eine Protokollliste von Bezeichnungen für Töne zur Verfügung, aber die Liste ist für ernst hafte Orchesteremulation unzureichend und überhaupt nur eine Liste von Bezeichnungen. Bei MIDI-Instrumenten können die eigentlichen Töne sowohl in Klangfarbe als auch Dynamik weitgehend variieren. Schließlich ist es bei allgemeinem MIDI schwierig, eine Darbietung von einem Ensemble mit mehr als 16 Instrumenten zu emulieren, wie beispielsweise einem Sinfonieorchester, es sei denn, es werden mehrere Synthesizer und zusätzliche Ausrüstung verwendet, und zwar aufgrund der nachfolgenden Einschränkungen:

– MIDI-Code unterstützt maximal sechzehn Kanäle. Dies ermöglicht diskrete Steuerung von nur sechzehn verschiedenen Instrumenten (oder Instrumenten-/Tongruppen) pro Synthesizer. Um gleichzeitig auf mehr als sechzehn Kanäle zugreifen zu können, erfordern die vorbekannten Systeme, die MIDI verwenden, den Einsatz von mehr als einem Hardware-Synthesizer, und eine MIDI-Schnittstelle, die mehrere MIDI-Ausgänge unterstützt. MIDI-Code unterstützt nicht das Laden einer Instrumententondatei, ohne sie sofort mit einem Kanal zu verbinden. Dies erfordert, dass alle in einer einzigen Ausführung zu verwendenden Töne vor einer Ausführung in den/die Synthesizer geladen werden müssen.
– Bei Software-Synthesizern können viele Instrumentenklänge, für den möglichen Einsatz in Kombinationen von bis zu sechzehn gleichzeitig, geladen werden und verfügbar sein, aber MIDI-Code unterstützt kein dynamisches Löschen und Ersetzen von Instrumentenklängen, wie es erforderlich ist. Dies verursacht auch unnötigen Speicheraufwand.
– MIDI-Code unterstützt nicht die Anwendung einer Modifikation des Einsatz- oder Abklinganteils einer Tonprobe (d.h. des Anfangs oder des Endes), ohne die ursprüngliche gespeicherte Tonprobe zu verändern. Die Sys teme vom Stand der Technik, die MIDI verwenden, erfordern die Erzeugung einer neuen Tonprobe mit eingebauter Einsatz- oder Abklinghüllkurve, und dann das Abrufen der gesamten Tonprobe, um den gewünschten Effekt zu erzielen.
– MIDI-Code ermöglicht maximal 127 skalierte Lautstärkeeinstellungen, welche bei niedrigeren Lautstärkepegeln häufig zu einer „holperigen" Lautstärkeänderung führen, anstatt der erwünschten weichen Lautstärkeänderung.
– MIDI-Code unterstützt Tonhöhenbeugung nur per Kanal und nicht auf einer Einzelnotenbasis. Es kann keine algorithmische Tonhöhenbeugung mit MIDI implementiert werden, sondern muss als ein Korrekturparameter in dem Synthesizer eingestellt sein. Die vorbekannten Systeme, die MIDI verwenden, schließen außerdem ein Tonhöhenbeugungsrad ein, welches die Tonhöhe basierend auf den Bewegungen des Rades durch den Benutzer in Echtzeit beugt.
– MIDI-Code unterstützt Schwenk- und Pedalbefehle nur per Kanal und nicht auf einer Einzelnotenbasis.

Des Weiteren werden mehrere Systeme musikalischer Notenschrift in C. Boehm et al.: „Music tagging type definitions, systems for music representation and retrieval", Euromicro Conference, 5.–7. September 2000, A. Belkin: „Macintosh notation software: present and future", 1994, und C. Grande et al.: „The development of the Notation interchange File Format", 1996 diskutiert. Aus WO-A-0 101 296 ist ein System für eine kompakte Darstellung interaktiver Daten und Übertragung der Daten über ein Computernetz bekannt. Dieses System beruht auf der Trennung der Daten in grafische und Multimediadatenabschnitte.
Angesichts des Vorausgehenden müssen Kunden, die hoch qualitative digitale Audioausführungen von Musikpartituren produzieren wollen, immer noch in kostspielige Ausrüstung investieren und sich anschließend mit den Problemen beschäftigen, die einzelnen Produkte über Schnittstellen zu verbinden. Weil diese Integration zu verschiedenen Kombinationen von Notenschriftsoftware, Tonfolgespeichern, Tonprobenbibliotheken, Software- und Hardware-Synthesizern führt, gibt es keine Standardisierung, die sicherstellt, dass die Erzeugung digitaler Ausführungen von einer Arbeitsstation zu der nächsten identisch sein wird. Vorbekannte Programme, die musikalische Ausführungen von Notenschrift ableiten, senden Ausführungsdaten in Form von MIDI-Befehlen entweder an einen externen MIDI-Synthesizer oder an eine allgemeine MIDI-Tonkarte in der laufenden Computerarbeitsstation mit dem Ergebnis, dass keine Ausgabestandardisierung garantiert werden kann. Deswegen müssen Leute, die es wünschen, eine digitale musikalische Ausführung mit jemandem an einem anderen Ort zu teilen, eine Aufzeichnung erzeugen und sie versenden.
Das Senden einer digitalen Tonaufzeichnung über das Internet führt wegen der Übertragung von musikalischen Ausführungsdateien, die notorisch groß sind, zu einem weiteren Problem. Beim Stand der Technik gibt es nichts, um die Übertragung einer Ausführungsdatei mit geringem Platzbedarf zu unterstützen, die ein hoch qualitatives identisches Audio nur von musikalischen Notenschriftdaten erzeugt. Es gibt keinen Mechanismus, um realistische digitale musikalische Ausführungen von komplexer, vielschichtiger Musik mit automatischer Interpretation der Nuancen, die in musikalischer Notenschrift ausgedrückt sind, auf der Ebene eines einzelnen Instruments mittels eines einzigen Personalcomputers bereitzustellen.
Deswegen besteht auf dem Gebiet ein Bedarf an einem Musikausführungssystem, das auf dem universell verstandenen System musikalischer Notenschrift beruht, das nicht durch MIDI-Codebeschränkungen gebunden ist, sodass es eine realistische Wiedergabe von Partituren auf einer Einzelnotenbasis bereitstellen kann, während es der Bedienperson erlaubt, sich auf musikalische Kreation und nicht auf das Editieren von Ton zu konzentrieren. Auf dem Gebiet besteht ein weiterer Bedarf an einem musikalischen Ausführungssystem, in das spezielle Synthesizerfunktionen einbezogen sind, um auf Steuerungsanforderungen außerhalb der MIDI-Codebeschränkungen zu reagieren, und das spezielle Editierungsfunktionen bereitstellt, um der Bedienperson die Handhabung dieser Steuerungen zu ermöglichen. Zusätzlich besteht ein Bedarf auf dem Gebiet, all diese Funktionen in einer einzelnen Softwareanwendung bereitzustellen, sodass die Notwendigkeit von mehreren externen Hardwarekomponenten entfällt.
KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung stellt ein System zum Erzeugen und Ausführen einer Musikpartitur bereit, das eine Benutzerschnittstelle einschließt, die es einem Benutzer ermöglicht, die Musikpartitur einzugeben und anzuzeigen, eine Datenbank, in der eine Datenstruktur gespeichert ist, welche grafische Symbole für musikalische Zeichen in der Musikpartitur und Leistungsgenerierungsdaten unterstützt, die aus den grafischen Symbolen abgeleitet sind, einen musikalischen Zeichensatz, der ein Nummerierungssystem einschließt, das den musikalischen Zeichen ent spricht, einen Kompilierer, der die Leistungsgenerierungsdaten aus der Datenbank erzeugt, einen Leistungsgenerierer, welcher die Leistungsgenerierungsdaten aus dem Kompilierer liest und die Ausführung der Musikpartitur synchronisiert, und einen Synthesizer, der auf Befehle des Leistungsgenerierers antwortet und Daten für akustische Wiedergabe der Musikpartitur erzeugt, die an eine Tonerzeugungsvorrichtung wie beispielsweise eine Tonkarte ausgegeben werden. Der Synthesizer erzeugt die Daten für akustische Wiedergabe aus einer Bibliothek digitalisierter Tonproben.
Die vorliegende Erfindung stellt des Weiteren Software zum Erzeugen und Spielen musikalischer Notenschrift bereit. Die Software ist konfiguriert, um einen Computer anzuweisen, dass er es einem Benutzer ermöglicht, die Musikpartitur in eine Schnittstelle einzugeben, welche die Musikpartitur anzeigt, in einer Datenbank eine Datenstruktur zu speichern, welche grafische Symbole für musikalische Zeichen in der Musikpartitur und Leistungsgenerierungsdaten unterstützt, die aus den grafischen Symbolen abgeleitet werden, Leistungsgenerierungsdaten aus Daten in der Datenbank zu erzeugen, die Leistungsgenerierungsdaten aus dem Kompilierer zu lesen und die Ausführung der Musikpartitur mit der Schnittstelle zu synchronisieren, Daten für akustische Wiedergabe der Musikpartitur aus einer Bibliothek digitaler Tonproben zu erzeugen und die Daten für akustische Wiedergabe an eine Tonerzeugungsvorrichtung auszugeben.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung schafft ein System, in dem musikalische Notenschrifttechnologie mit einem einzigartigen Leistungsgenerierungscode und einem Synthesizer mit zuvor geladenen Musikinstrumentendateien integriert ist, um realistische Wiedergabe von Musikpartituren bereitzustellen. Durch die Erfindung sind diese Merkmale in einer einzigen Softwareanwendung integriert, was bis zum heutigen Tage nur durch den Einsatz getrennter Synthesizer, Mischpulte und weiterer Ausrüstung erzielt worden ist. Die vorliegende Erfindung automatisiert Leistungsgenerierung, sodass es für die Bedienperson nicht mehr nötig ist, ein Experte der Verwendung mehrerer Ausrüstungsteile zu sein. Infolgedessen verlangt die vorliegende Erfindung von der Bedienperson nur, dass sie Grundkenntnisse von Computern und musikalischer Notenschrift hat.
Die Software und das System der vorliegenden Erfindung umfassen sechs allgemeine Komponenten: eine musikalische Eingabeschnittstelle zum Erzeugen und Anzeigen von Musikpartiturdateien (der „Editor"), eine Datenstruktur, die zum Codieren musikalischer Grafik- und Ausführungsdaten optimiert ist (die „Datenbank"), einen musikalischen Zeichensatz, der sowohl für grafische Darstellung als auch zum Codieren der Musikausführung optimiert ist (der „Zeichensatz"), einen Satz von Routinen, welche Ausführungscodedaten aus Daten in der Datenbank erzeugen (der „Kompilierer"), einen Leistungsgenerierer, welcher die Ausführungscodedaten liest und die Bildschirmanzeige der Ausführung mit dem Ton synchronisiert („Leistungsgenerierer"), und einen Software-Synthesizer (der „Synthesizer").
Editor
Nun ist unter Bezugnahme auf den Editor diese Komponente der Software eine intuitive Benutzerschnittstelle zum Erzeugen und Anzeigen einer Musikpartitur. Eine Musikpartitur ist in Seiten, Systeme, Notenlinien und Striche (Takte) organisiert. Der Editor der vorliegenden Erfindung folgt derselben logischen Organisation, außer dass die Partitur nur aus einem einzigen kontinuierlichen System be steht, welches wie gewünscht vor dem Druck in getrennte Systeme und Seiten formatiert werden kann.
Der Editor organisiert eine Partitur vertikal in Notensystembereiche und Notensystemtonstufen. Ein Notensystembereich ist eine vertikale Einheit, welche normalerweise ein musikalisches Notensystem aus einer oder mehreren musikalischen Linien einschließt. Eine Notensystemtonstufe ist die besondere Linie oder der Zwischenraum in einem Notensystem, wo eine Note oder ein anderes musikalisches Zeichen platziert sein kann. Die horizontale Organisation des Editors besteht aus Strichen und Spalten. Ein Strich ist eine rhythmische Einheit, die üblicherweise der Taktstruktur entspricht, die durch ein zeitliches Vorzeichen angezeigt und zu beiden Seiten durch einen Taktstrich abgegrenzt ist. Eine Spalte ist eine unsichtbare horizontale Einheit, die der Höhe einer Notensystemtonstufe entspricht. Spalten verlaufen vertikal durch das ganze System und sind die Basis sowohl für die vertikale Ausrichtung von musikalischen Zeichen als auch für die Festlegung von Zeitereignissen in der Partitur.
In den Editor sind standardmäßige textverarbeitungsartige Blockfunktionen wie Ausschneiden, Kopieren, Einfügen, spezielles Einfügen, Löschen und Entfernen als auch textverarbeitungsartige Formatierungsfunktionen wie Blocksatz und Seitenumbruch einbezogen. Außerdem sind in den Editor musikspezifische Blockfunktionen, wie Überlagern, Transponieren, Hinzufügen oder Entfernen von Balken, Umkehren oder Optimieren von Notenhalsrichtungen, und Teilen oder Kombinieren von Stimmen, usw., einbezogen. Des Weiteren sind musikspezifische Formatierungsoptionen bereitgestellt, wie beispielsweise Tonlagenumschreiben, Akkordoptimierung, vertikale Ausrichtung, Änderung des rhythmischen Werts, Einfügen von fehlenden Pausen und Zeitvorzeichen, Platzierung von Liedertexten und intelligente Gewinnung einzelner Instrumenten- oder Singstimmenpartien. Während sich der Cursor in dem Kundenarbeitsbereich des Editors befindet, ändert er sich, auf einer vom Kontext abhängigen Basis zwischen einem blinkenden Musikzeichen, das auf logische Stellen in dem Musiknotensystembereich („Spalten" und „Notensystemtonstufen") begrenzt ist, und einem nicht begrenzten Zeigercursor.
Im Gegensatz zu vorbekannten musikalischen Softwaresystemen ermöglicht der Editor der vorliegenden Erfindung der Bedienperson, auf ein Zeichen in einer Partitur doppelzuklicken, sodass dieses Zeichen veranlasst wird, automatisch zu einem neuen Cursorzeichen zu werden. Dadurch ist es möglich, komplexe Cursorzeichen, wie beispielsweise Akkorde, Oktaven, und Terzen in den Cursor auszuwählen, was als Cursorzeichenmetamorphose bezeichnet wird. Infolgedessen muss die Bedienperson nicht jede Note in dem Akkord einzeln eingeben oder einen Akkord kopieren, einfügen und verlagern, was beides mehrere Tastenanschläge verlangt.
Der Editor der vorliegenden Erfindung stellt außerdem ein automatisches Berechnungsmerkmal für Zeitsteuerung zur Verfügung, das eine Eingabe der Bedienperson einer gewünschten verstrichenen Zeit für eine Musikpassage akzeptiert. Dies ist beispielsweise für die Filmindustrie sehr wichtig, wenn es notwendig ist, die Geschwindigkeit von musikalischen Darbietungen dergestalt zu berechnen, dass die Musik mit bestimmten „Höhepunkten" in Spielfilmen, Fernsehen und Video koordiniert ist. Die vorbekannten Praktiken involvieren, dass sich der Komponist den Geschwindigkeiten von verschiedenen Musikabschnitten unter Verwendung von Metronomangaben in der Partitur annähert. Bei der Erzeugung von Tonspuren benutzen Musiker diese Angaben als Führung, um zeitgenau bei „Höhepunkten" anzukommen. Häufig bedarf es mehrerer Aufzeichnungen bis die richtigen Geschwindigkeiten erreicht sind und eine zeitlich korrekte Aufzeichnung erstellt ist. Indem das exakte benötigte Tempo berechnet wird, besteht durch den Editor der vorliegenden Erfindung keine Notwendigkeit, mehrere Aufzeichnungen zu erstellen. Der bewegliche Wiedergabecursor für eine vorher berechnete Wie dergabesitzung kann als eine Führung für den Dirigenten während Aufzeichnungssitzungen mit Livemusikern verwendet werden. Dieses Merkmal ermöglicht es einem Dirigenten, die live dirigierte Darbietung richtig zu synchronisieren, ohne dass herkömmliche Metronomspuren, Klopfen oder Magnetbandgeräte notwendig sind.
Im Gegensatz zum Stand der Technik werden Temponuancen sogar beibehalten, wenn das Tempo insgesamt verändert wird, weil das Tempo durch Einstellen der eigentlichen Notenwerte gesteuert wird, anstatt durch die Taktgebergeschwindigkeit (wie bei Standard – MIDI). Der Editor verwendet vorzugsweise eine konstante Taktgebergeschwindigkeit, die einer Metronomeinstellung von 140 gleich kommt. Die eigentlichen Notenwerte werden dann gemäß dem notierten Tempo angepasst (d.h. Viertelnoten bei einem andante sind länger als bei einem allegro). Alle Tempobeziehungen werden so behandelt, einschließlich Haltezeichen, gehaltenen Noten, Atembeistrichen und Pausenzeichen. Die Taktgebergeschwindigkeit kann dann allgemein verändert werden, wobei alle internen Tempobeziehungen beibehalten werden.
Nachdem der Benutzer die gewünschte verstrichene Zeit für eine Musikpassage eingibt, werden allgemeine Berechnungen auf der Basis der gespeicherten Zeitdauer von jedem zeitgesteuerten Ereignis innerhalb einer ausgewählten Passage durchgeführt, wodurch variable Geschwindigkeiten innerhalb der Abschnitte (wie Ritardandos, Accelerandos, a Tempi) beibehalten werden, falls vorhanden, um die korrekte Zeitsteuerung des gesamten Abschnitts zu erreichen. Abhängig von Benutzerpräferenz können Metronommarkierungen entweder automatisch aktualisiert werden, um die korrigierten Tempi widerzuspiegeln, oder sie können, nur für die Wiedergabe beibehalten und „versteckt" gehalten werden. Der Editor berechnet und speichert die Zeitdauer von jedem musikalischen Ereignis vorzugsweise in Einheiten von 1/44100 Sekunde. Jede gespeicherte Zeitdauer eines zeitgesteuerten Ereignisses wird anschließend um einen Faktor (x = aktuelle Zeitdauer einer Passage/gewünschte Zeitdauer einer Passage) berichtigt, um eine berichtigte gesamte Zeitdauer der ausgewählten Passage zu erhalten. Eine Zeitorientierungsstatuszeile in der Schnittstelle kann verstrichene Minuten, Sekunden und SMPTE-Rahmen oder verstrichene Minuten, Sekunden und Hundertstelsekunden für den entsprechenden Notenschriftbereich anzeigen.
Der Editor der vorliegenden Erfindung stellt des Weiteren ein Verfahren zum direkten Editieren bestimmter Ausführungsaspekte einer einzelnen Note, eines Akkords oder einer musikalischen Passage, wie beispielsweise dem Einsatz, der Lautstärkenhüllkurve, dem Vibratoeinsatz, der Trillergeschwindigkeit, des staccato, der Legatobindung, usw., bereit. Dies wird durch Bereitstellen einer grafischen Darstellung erreicht, welche sowohl verstrichene Zeit als auch Anwendungsgrade der Hüllkurve zeigt. Das Editierfenster wird vorzugsweise für eine Anzahl von Mikro-Editierfunktionen gemeinsam genutzt. Ein Beispiel der Anordnung für die Benutzerschnittstelle ist in 1 gezeigt.
Der Editor stellt außerdem ein Verfahren zum direkten Editieren von Schwenkbewegung oder Ausrichtung auf eine einzelne Note, einen Akkord oder eine Musikpassage bereit. Der Editor unterstützt das Schwenken auf zwei und vier Kanälen. Die Benutzerschnittstelle kann die Zeitdauer in Notenwerteinheiten durch die eigentliche Benutzereingabezeile anzeigen, wie in 2 gezeigt.
Vorbekannte Musiksoftwaresysteme unterstützen die Eingabe von MIDI-Code und automatische Übersetzung von MIDI-Code in Musiknotenschrift in Echtzeit. Diese Systeme ermöglichen es dem Benutzer Eingabeparameter (Impuls, Unterteilung, Geschwindigkeit, Anzahl von Taktstrichen, Anfangs- und Endpunkte) zu definieren und anschließend Musik zeitlich zu einer Serie von rhythmischen Metronom- schlägen, die zu Synchronisierungszwecken gebraucht werden, zu spielen. Zuvor eingegebene Musik kann auch während der Eingabe wiedergegeben werden, wobei das Metronom in diesen Fall ausgestellt sein kann, wenn es für Synchronisierungszwecke unnötig ist. Allerdings erschweren diese vorbekannten Systeme die Eingabe von Tuplets (oder rhythmischen Unterteilungen des Impulses, die durch Eingeklammern eines Bereichs gekennzeichnet sind, wodurch die Anzahl der Teilungen des Impulses angezeigt ist). Insbesondere wandeln die vorbekannten Systeme normalerweise Tuplets in technisch korrekte, jedoch höchst unlesbare Notenschrift um, wodurch auch häufig kleine Abweichungen im Rhythmus notiert werden, die der Benutzer nicht beabsichtigte.
Der Editor der vorliegenden Erfindung überwindet diesen Nachteil, wobei er immer noch eingehendes MIDI in musikalische Notenschrift in Echtzeit übersetzt und MIDI-Standarddateien importiert und sie in Notenschrift umwandelt. Speziell ermöglicht der Editor die Eingabe von Musikdaten über ein MIDI-Instrument auf einer Taktschlagbasis, wobei die Bedienperson jeden Taktschlagpunkt durch Drücken eines Markierungsschlüssels oder eines Pedals bestimmt. Im Gegensatz zum Stand der Technik, wo der Benutzer jede Noteneingabe gemäß einer externen Metronomspur zeitlich steuern muss, ermöglicht dieses Verfahren dem Benutzer, in Musiksegmenten mit irgendeinem Tempo zu spielen, solange er dieses Tempo während dieses Eingabesegments durchgängig beibehält. Dieses Verfahren weist den Vorteil auf, dass jede Anzahl von Unterteilungen, Tuplets, usw., eingegeben und korrekt notiert werden kann.
Datenbank
Die Datenbank ist die Kerndatenstruktur des Softwaresystems der vorliegenden Erfindung, die in präziser Form die Informationen zum Schreiben der Partitur auf einem Bildschirm oder einem Drucker und/oder zum Erzeugen einer musikalischen Ausführung enthält. Insbesondere stellt die Datenbank der vorliegenden Erfindung eine ausgeklügelte Datenstruktur bereit, welche die grafischen Symbole und Informationen unterstützt, die Bestandteil einer standardmäßigen Musikpartitur sind, als auch die Leistungsgenerierungsinformationen, die durch die grafischen Informationen impliziert sind und durch Livemusiker im Verlauf des Interpretierens der grafischen Symbole und Informationen in einer Partitur produziert werden.
Die Codeeingaben der Datenstruktur haben die Form von 16-Bit-Worten, im Allgemeinen in der Reihenfolge des niedrigstwertigen Bits (LSB) zum höchstwertigen Bit (MSB), wie folgt:

– 0000h(0)-003Fh (63) sind Spaltennotensystemmarkierer.
– 0040h (64)-00FFh (255) sind spezielle Markierer.
– 0100h (256)-0FEFFh (65279) sind Zeichenidentifizierungen mit Notensystemtonstufen.
– 0FF00h (65280)-0FFFFh (65535) sind Datenworte. Nur das LSB ist das Datum.
– Zeichenidentifizierungen sind zu jeweils 256 „seitenweise" angeordnet.
– Zeichenidentifizierungen sind die niedrigstwertigen 10 Bits des Zwei-Byte-Worts. Die höchstwertigen 6 Bits sind die Notensystemtonstufen.
– einzelne Zeichen bestehen aus: Zeichenidentifizierung und Notensystemtonstufe, kombiniert zu einem einzigen 16-Bit-Wort.

In der Datenbank werden spezielle Markierer verwendet, um logische Spalten und Notensystembereiche, als auch besondere Bedingungen, wie beispielsweise den Abschluss eines Grafik- oder Ausführungsobjektes, abzugrenzen. Weitere Markierer können verwendet werden, um Pakete zu identifizieren, die aus Datenstrukturen bestehen, welche Grafik- und/oder Ausführungsinformationen enthalten, die zu logischen Einheiten organisiert sind. Pakete ermöglichen, dass musikalische Objekte definiert und beim Editieren einfach manipuliert werden können, und stellen Informationen sowohl zum Schreiben auf dem Bildschirm als auch für die musikalische Ausführung bereit. Notwendige Trennspalten sind durch Breiten und spaltenmäßige Verschiebungen bestimmt und werden verwendet, um Abstand zwi schen benachbarten Objekten bereitzustellen. Ausrichtungssteuerung und Kollisionssteuerung sind Funktionen, die geeignetes Positionieren von Objekten und Begleitzeichen im Verhältnis zueinander jeweils vertikal und horizontal bestimmen.
Im Gegensatz zu vorbekannten Musiksoftwaresystemen benötigt die Datenbank der vorliegenden Erfindung nur wenig Platz, sodass sie einfach gespeichert und per E-Mail an andere Arbeitsstationen gesendet werden kann, wo die Ausführungsdaten in Echtzeit abgeleitet werden können, um genau dieselben Ausführungen wie auf der ursprünglichen Arbeitsstation zu erzeugen. Daher geht diese Datenbank auf das Problem der Übertragung ein, das bei den vorbekannten Musikdateiformaten, wie beispielsweise .WAV und .MP3, besteht. Diese Dateitypen geben identische Ausführungen auf jeder Arbeitsstation wieder, aber sie sind äußerst groß und schwierig zu speichern und zu transportieren.
Zeichensatz
Der Zeichensatz der vorliegenden Erfindung ist ein typengetreuer musikalischer Unicode-Zeichensatz, der für grafische musikalische Darstellung und musikalische Ausführungscodierung optimal ist. Insbesondere besteht der Zeichensatz aus einem logischen Nummerierungssystem, das musikalischen Zeichen und Glyphen entspricht, die schnell zu zusammengesetzten musikalischen Zeichen dergestalt verbunden werden können, dass die Beziehungen zwischen den musikalischen Symbolen direkt in dem Nummerierungssystem widergespiegelt werden. Der Zeichensatz erleichtert außerdem mathematische Berechnungen (wie beispielsweise für Transposition, Ausrichtung oder Rhythmusänderungen), welche Manipulation dieser Glyphen beinhalten: Hexadezimalcodes werden jedem der Glyphen zugeordnet, die die mathematischen Berechnungen unterstützen. Solch ein Hexadezimalprotokoll kann gemäß der folgenden Beispiele strukturiert sein:

0: Rechteck (für Rasterkalibrierung)
1: Vertikale Linie (für Notensystemlinienkalibrierung)
2: Vertikale Taktstrichlinie (nicht druckend)
3: Linke nicht druckende Klammer
4: Rechte nicht druckende Klammer
5: Nicht druckendes MIDI-Korrektur Symbol
6: Nicht druckendes MIDI-Kanalsymbol (7-folgende) reserviert
100: Einfacher Taktstrich
101: Doppelter Taktstrich
102: Vorderer Taktstrich
103: Ende Taktstrich
104: Notenhalsverlängerung nach oben, 1 Tonlage
105: Notenhalsverlängerung nach oben, 2 Tonlagen
106: Notenhalsverlängerung nach oben, 3 Tonlagen
107: Notenhalsverlängerung nach oben, 4 Tonlagen
108: Notenhalsverlängerung nach oben, 5 Tonlagen
109: Notenhalsverlängerung nach oben, 6 Tonlagen
10A: Notenhalsverlängerung nach oben, 7 Tonlagen
10B: Notenhalsverlängerung nach oben, 8 Tonlagen
10C: Notenhalsverlängerung nach unten, 1 Tonlage
10D: Notenhalsverlängerung nach unten, 2 Tonlagen
10E: Notenhalsverlängerung nach unten, 3 Tonlagen

Kompilierer
Die Kompiliererkomponente der vorliegenden Erfindung besteht aus einem Satz von Routinen, der einen Ausführungscode aus den Daten in der vorstehend beschriebenen Datenbank erzeugt. Ganz speziell interpretiert der Kompilierer direkt die musikalischen Symbole, künstlerischen Interpretationsanweisungen, „Mikro-Editierungs"-Anweisungen zum Notenformen und weitere Angaben, die in der Datenbank codiert sind, wendet kontextsensitive künstlerische Interpretationen an, die nicht durch Symbole und/oder Anweisungen angezeigt sind, und erzeugt einen Leistungsgenerierungscode für den Synthesizer, der nachstehend beschrieben wird.
Das Codeformat zur Leistungsgenerierung ist ähnlich dem MIDI-Codeprotokoll, schließt aber die folgenden Verbesserungen ein, um die Einschränkungen bei MIDI-Standard anzusprechen:

– Der Code hat die Form einer einspurigen Ereignissequenz. Alle Befehle, die gleichzeitig erfolgen sollen, werden miteinander gruppiert, und einer jeden solchen Gruppe folgt ein einziger Zeitsteuerungswert.
– Programmänderungsbefehle haben drei Bytes. Das Befehl-Byte ist 0C0h. Das erste Datenbyte ist die Kanalnummer (0–127), das das zweite und dritte Datenbyte bilden eine 14-Bit Programmnummer. Diese Verbesserung stellt bis zu 128 Kanäle und bis zu 16384 Programmnummern bereit.
– Programmvorladungsbefehle werden wie Programmänderungsbefehle formatiert, außer dass das Befehl-Byte 0C1h, anstatt 0C0h ist. Diese Verbesserung ermöglicht, dass Programme in den Speicher geladen werden, kurz bevor sie benötigt werden.
– Programmannullierungsbefehle sind genau dieselben wie Programmänderungsbefehle, außer dass das Befehl-Byte 0C2h anstatt 0C0h ist. Diese Verbesserung ermöglicht, dass Programme aus dem Speicher freigegeben werden, wenn sie nicht mehr benötigt werden.
– Note-Ein Befehle haben vier Bytes. Das Befehl-Byte ist 90h. Das erste Datenbyte ist die Kanalnummer. Das zweite Datenbyte ist die Tonlagennummer. Das dritte Datenbyte spezifiziert Tonumfangsparameter, einschließlich Betonungsart und gesamte dynamische Form. Diese Verbesserung unterstützt Tonumfangsformen von einzelnen Noten.
– Note-Aus Befehle haben vier Bytes. Das Befehl-Byte ist 91h. Das erste Datenbyte ist die Kanalnummer. Das zweite Datenbyte ist die Tonlagen nummer. Das dritte Datenbyte spezifiziert die Abklingform. Diese Verbesserung unterstützt Tonumfangsformen beim Freigeben der Note, einschließlich Überblenden zu der nächsten Note für Legatoverbindung.
– Kanallautstärkebefehle haben vier Bytes. Das Befehl-Byte ist 0B0h. Das erste Datenbyte ist die Kanalnummer. Das zweite und dritte Datenbyte bilden einen 14-Bit Lautstärkewert. Diese Verbesserung stellt einen viel breiteren Bereich zur Lautstärkesteuerung als MIDI bereit, wodurch „holprige" Veränderungen insbesondere bei niedrigeren Lautstärken beseitigt werden.
– Einzelne Lautstärkebefehle haben fünf Bytes. Das Befehl-Byte ist 0A0h. Das erste Datenbyte ist der Kanal. Das zweite und dritte Datenbyte bilden einen 14-Bit Lautstärkewert. Das vierte Datenbyte ist die einzelne Tonlagennummer. Dies ersetzt den Geschwindigkeitsbefehl in der MIDI-Spezifikation, um die Lautstärkesteuerung einzelner Noten zu ermöglichen.
– Kanal-Tonhöhenbeugungsbefehle haben vier Bytes. Das Befehl-Byte ist 0B1h. Das erste Datenbyte ist die Kanalnummer. Das zweite Datenbyte bestimmt, ob es sich um ein einfaches Wiederabstimmen der Tonlage (0) handelt oder um einen vorbestimmten algorithmischen Vorgang wie beispielsweise ein Hinüberziehen, Abfallen oder eine Legato-Tonlagenverbindung. Das dritte Datenbyte ist der Abstimmwert, als eine 7-Bit-Nummer mit Vorzeichen. Diese Verbesserung unterstützt algorithmisches Tonhöhenbeugungsformen.
– Einzelne Tonhöhenbeugungsbefehle haben fünf Bytes. Das Befehl-Byte ist 0A1h. Das erste Datenbyte ist die Kanalnummer. Das zweite Datenbyte be stimmt, ob es sich um ein einfaches Wiederabstimmen der Tonlage (0) handelt oder um einen algorithmischen Vorgang wie beispielsweise ein Hinüberziehen, Abfallen oder eine Legato-Tonlagenverbindung. Das dritte Datenbyte ist der Abstimmwert, als eine 7-Bit-Nummer mit Vorzeichen. Das vierte Datenbyte ist die Tonlagennummer. Dies ermöglicht Unterstützung von algorithmischem Tonhöhenbeugungsformen einzelner Noten.
– Kanalschwenkbefehle haben vier Bytes. Das Befehl-Byte ist 0B2h. Das erste Datenbyte ist die Kanalnummer. Das zweite Datenbyte bestimmt die rechts/links Position, und das dritte Datenbyte bestimmt die vorne/hinten Position des Tons. Diese Verbesserung unterstützt algorithmisches Raumklangeffektschwenken (feststehend und in Bewegung).
– Einzelne Schwenkbefehle haben fünf Bytes. Das Befehl-Byte ist 0A2h. Das erste Datenbyte ist die Kanalnummer. Das zweite Datenbyte bestimmt die rechts/links Position, und das dritte Datenbyte bestimmt die vorne/hinten Position des Tons. Das vierte Datenbyte ist die Tonlagennummer. Diese Verbesserung wendet Raumklangeffektschwenken auf einzelne Noten an.
– Kanalpedalbefehle haben drei Bytes. Das Befehl-Byte ist 0B3h. Das erste Datenbyte ist die Kanalnummer. Das zweite Datenbyte hat entweder den Wert von 0 (Pedal aus) oder 1 (Pedal ein).
– Einzelne Pedalbefehle haben drei Bytes. Das Befehl-Byte ist 0A3h. Das erste Datenbyte ist die Kanalnummer. Das zweite Datenbyte hat entweder den Wert von 0 (Pedal aus) oder 1 (Pedal ein). Das dritte Datenbyte wählt die einzelne Tonlage aus, auf die das Pedal angewendet werden soll. Diese Verbesserung wendet Pedalfähigkeit für einzelne Noten an.
– Spezielle Mikro-Editierungskanalbefehle haben drei Bytes. Das Befehl-Byte ist 0B4h. Das erste Datenbyte ist die Kanalnummer. Das zweite Datenbyte bestimmt das spezifische Mikro-Editierungsformat. Diese Verbesserung ermöglicht es, eine Anzahl von digitalen Verarbeitungstechniken anzuwenden.
– Einzelne Mikro-Editierungsbefehle haben vier Bytes. Das Befehl-Byte ist 0B4h. Das erste Datenbyte ist die Kanalnummer. Das zweite Datenbyte bestimmt das spezifische Mikro-Editierungsformat. Das dritte Datenbyte ist die Tonlagennummer. Diese Verbesserung ermöglicht es, digitale Verarbeitungstechniken auf einer Einzelnotenbasis anzuwenden.
– Zeitsteuerungsbefehle sind folgendermaßen: 0F0h, gefolgt von drei Datenbytes, die verkettet sind, um einen 21-Bit Zeitsteuerungswert zu bilden (bis zu 2097151 = die Anzahl von digitalen Tonproben in 47,5 Sekunden bei 44100 Hz). Es wird angemerkt, dass ein Zeitsteuerungsbefehl tatsächlich die Anzahl von digitalen Tonproben ist, die bei 44,1 kHz verarbeitet werden. Diese Verbesserung ermöglicht Präzisionszeitsteuerung unabhängig von dem Computertaktgeber und unterstützt direkt die Erzeugung von WAVE-Dateien.
– Die Wiedergabezeitsteuerung wird durch Einstellen der eigentlichen Notenwerte bestimmt, anstatt der Taktgebergeschwindigkeit (wie bei MIDI-Standard). Die Erfindung verwendet eine konstante Geschwindigkeit gleichwertig der Anzahl von digitalen Tonproben, die bei 44,1 kHz verarbeitet werden sollen. Infolgedessen entspricht eine Zeitdauer von einer Sekunde einem Wert von 44.100. Die Erfindung passt einzelne Notenwerte gemäß dem notierten Tempo an (d.h. Viertelnoten sind bei einer langsamen Geschwindigkeit länger als Viertelnoten bei einer schnellen Geschwindigkeit). Alle Tempobeziehungen werden auf diese Weise behandelt, einschließlich der Haltezeichen, getragenen Noten, Atembeistriche und Pausenzeichen. Diese Verbesserung ermöglicht, dass die Wiedergabegeschwindigkeit allgemein verändert werden kann, während alle internen Tempobe- ziehungen beibehalten werden.
– Es gibt auch einen Fünf-Byte Zeitsteuerungsbefehl (0F1h), der bei Berechnungen für SMPTE und sonstiger Funktionssynchronisierung der Zeitsteuerung verwendet wird.
– Die Erfindung interpretiert arpeggio, fingerfertiges tremolando, Hinüberziehen, glissando, Gruppen von getragenem accelerando und ritardando, Portamentosymbole, Trillern, Mordents, umgekehrte Mordents, staccato und andere Betonungen, und Atemzeichensymbole in einen Leistungsgenerierungscode, einschließlich automatischer Auswahl von MIDI-Korrekturänderungen, falls erforderlich.
– Automatische Auswahl von instrumentenspezifischen Korrekturänderungen, unter Verwendung der Instrumentennamen, Ausführungsrichtungen (wie beispielsweise pizzicato, Saite mit dem Holz des Bogens streichen, usw.) und Notenschriftsymbole, die staccato, marcato, Betonung oder legato angeben.

Während vorbekannte Softwareprogramme für Musiknotierung eine begrenzte MIDI-Wiedergabe der Musikpartitur erzeugen, ist infolgedessen das Übertragen der Partitur durch die vorliegende Erfindung in einen Ausführungscode einzigartig in Bezug auf Anzahl und Verschiedenartigkeit der Musiksymbole, die sie übersetzt, und in Bezug auf die Qualität der Ausführung, die dadurch erzeugt wird.
Leistungsgenerierer
Der Leistungsgenerierer liest die proprietäre Ausführungscodedatei, die durch den Kompilierer erzeugt wird, und sendet Befehle an den Software-Synthesizer und die Komponente des Editors zum Schreiben auf dem Bildschirm in geeigneten Zeitsteuerungsintervallen, sodass die Partitur und ein Bewegungscursor mit der Wiedergabe synchronisiert angezeigt werden können. Im Allgemeinen kann die Zeitsteuerung der Ausführungen aus vier möglichen Quellen stammen: (1) dem internen Zeitsteuerungscode, (2) dem externen MIDI-Zeitcode (SMPTE), (3) der Benutzereingabe über die Computertastatur oder über ein MIDI-Keyboard und (4) den Zeitsteuerungsinformationen, die während einer vorhergehenden benutzergesteuerten Sitzung aufgenommen wurden. Der Leistungsgenerierer schließt außerdem Steuerungen ein, welche es dem Benutzer ermöglichen, zu irgendeiner Stelle in der Partitur zu springen und von dort aus die Wiedergabe zu starten, und/oder beliebige Instrumente aus der Wiedergabe auszuschließen, um gewünschte Instrumentenkombinationen auszuwählen.
Wenn externer SMPTE-Code verwendet wird um die Zeitsteuerung zu steuern, bestimmt der Leistungsgenerierer die genaue Position der Musik im Verhältnis zu dem Video, wenn das Video innerhalb der musikalischen Einsatzangabe beginnt, oder er wartet auf den Anfang der Einsatzangabe, wenn das Video früher beginnt.
Wie vorstehend erwähnt, ermöglicht der Leistungsgenerierer dem Benutzer außerdem, die, Zeitsteuerung einer Ausführung in Echtzeit zu steuern. Dies kann erreicht werden, indem der Benutzer speziell dazu vorgesehene Tasten in Verbindung mit einem speziellen Musikbereich in der Partitur drückt, der die Rhythmen enthält, die zum Steuern der Ausführung benötigt werden. Benutzer können den speziellen Musikbereich erzeugen oder editieren, damit er ihren eigenen Bedürfnissen entspricht. Infolgedessen ermöglicht dieses Merkmal jedem trainierten Musiker intuitive Kontrolle über das Tempo in Echtzeit, ohne dass er notwendigerweise das Keyboard gut beherrschen oder Erfahrung mit Tonfolgespeichergeräten haben muss.
Es gibt zwei Betriebsarten, in denen dieses Merkmal betrieben werden kann. Bei der normalen Betriebsart initiiert jeder Tastendruck sofort das nächste „Ereignis". Wenn ein Tastendruck früh erfolgt, übergeht die Ausführung alle dazwischenliegenden musikalischen Ereignisse; wenn ein Tastendruck spät erfolgt, wartet die Ausführung auf das nächste Ereignis, wobei beliebige Noten eingeschaltet sind. Dies ermöglicht absolute Benutzersteuerung über des Tempos auf einer Ereignisbasis. Bei der „vorsichtigen" Betriebsart stören gedrückte Tasten den laufenden Musikfluss nicht, sondern haben eine kumulierte Auswirkung auf das Tempo über eine Aufeinanderfolge von mehreren Ereignissen. Spezielle Steuerungen unterstützen außerdem wiederholte Passagen und „Improvisieren bis bereit", und stellen während einer Wiedergabe eine einfache Umstellung von Benutzersteuerung auf automatische interne Taktgebersteuerung (und umgekehrt) bereit.
Einige zusätzliche Merkmale des Leistungsgenerierers schließen die Integration aller Interpretationen von rubato ein, die in die Musikpartitur innerhalb der Tempofluktuationen eingebaut sind, die durch vom Benutzer gedrückte Tasten erzeugt werden, und einen Musiksteuerungs-Notensystembereich, der es dem Benutzer erlaubt, die exakte Steuerung von Rhythmen im Voraus einzustellen. Dies erlaubt bei Bedarf Variationen zwischen Taktschlägen und Unterteilungen von Taktschlägen.
Wie vorstehend aufgeführt, können die Zeitsteuerungsinformationen aus Daten stammen, die während einer vorhergehenden benutzergesteuerten Sitzung aufgezeichnet wurden. Dabei ist die Zeitsteuerung von allen Benutzer-Tastenanschlägen aus der ursprünglichen Sitzung zur späteren Benutzung als eine automatische Auslösungssteuerung gespeichert, die eine identisch zeitgesteuerte Ausführung wiedergibt.
Synthesizer
Der Softwaresynthesizer antwortet auf Befehle des Leistungsgenerierers. Er erzeugt zuerst digitale Daten für die akustische Wiedergabe, indem er sie aus einer Bibliothek von digitalen Tonproben herauszieht. Die Tonprobenbibliothek ist eine umfassende Sammlung von digitalen Aufzeichnungen einzelner Tonlagen (Einzelnoten), die von orchestralen und anderen akustischen Instrumenten gespielt werden. Diese Klänge sind aufgezeichnet und stellen das „Rohmaterial" dar, das verwendet wird um die musikalischen Ausführungen zu erzeugen. Das Protokoll für diese vorkonfigurierten abgetasteten musikalischen Klänge wird automatisch von der Notierung selbst abgeleitet und schließt, abhängig von dem musikalischen Kontext; die Verwendung von verschiedenen Einsätzen, Loslassen, Ausführungstechniken und dynamischem Formen einzelner Noten ein.
Der Synthesizer sendet dann die digitalen Daten zu einem direkten Speicherzugriffspuffer, der gemeinsam mit der Computertonkarte benutzt wird. Die Tonkarte wandelt die digitalen Informationen in analogen Ton um, der im Stereo- oder Quadrophonie- oder im Orchesterplatzmodus wiedergegeben werden kann. Allerdings erfordert die vorliegende Erfindung, im Gegensatz zu vorbekannten Softwaresystemen, keine Audiowiedergabe, um eine WAVE- oder MP3-Tondatei zu erzeugen. Stattdessen können WAVE- oder MP3-Tondateien direkt auf die Platte gespeichert werden.
Bei der vorliegenden Erfindung wird außerdem ein Satz von Verarbeitungsfiltern und Mischern auf die digital aufgezeichneten musikalischen Tonproben angewendet, die als Instrumentendateien als Reaktion auf Befehle in dem Leistungsgenerierungscode gespeichert sind. Dies führt zu Steuerungen von einzelner Tonlage, Lautstärke, Schwenkung, Tonhöhenbeugung, Pedal und Hüllkurve, über einen Verarbeitungs-„Zyklus", der bis zu drei 16-Bit digitale Tonproben in Stereo abhängig von dem gewählten Ausgabemodus produziert. Einzelne Tonproben und feststehende Tonlagenparameter werden durch Empfang von Note-Ein Befehlen „aktiviert" und durch Note-Aus Befehle „deaktiviert", oder durch Vervollständigen des digitalen Inhalts von nicht schleifenförmigen Tonproben. Während des Verarbeitungszyklus wird jede aktive Tonprobe zuerst durch ein Tonlagenfilter und anschließend durch ein Lautstärkefilter verarbeitet. Die Filterparameter sind für jede aktive Tonprobe einzigartig und schließen feste Korrekturparameter und variable Tonhöhenbeugungs- und Lautstärkeänderungen ein, die von eingehenden Kanal- und Einzelnotenbefehlen stammen und von der Anwendung spezieller voreingestellter algorithmischer Parametersteuerungen. Der Ausgang des Lautstärkefilters wird dann an Schwenkmischer gesendet, wo er für Schwenken verarbeitet und mit dem Ausgang anderer aktiver Tonproben gemischt wird. Bei Abschluss des Verarbeitungszyklus wird die daraus resultierende Mischung an maximal drei Hilfspuffer geschickt und dann an die Tonkarte weitergeleitet.
Der Synthesizer der vorliegenden Erfindung kann, im Gegensatz zu vorbekannten Systemen, vier getrennte Kanäle zur Erzeugung eines Raumklangeffektformats und sechs getrennte Kanalausgänge zum Emulieren von Instrumentenplatzierung in speziellen Sitzanordnungen für große Ensembles unterstützen. Der Synthesizer unterstützt auch einen „aktiven" Partiturwiedergabemodus, in welchem ein Hilfspuffer aufrechterhalten wird und der Synthesizer weit im voraus vor jedem Ereignis Zeitsteuerungsinformationen für jedes Ereignis empfängt. Die Instrumentenpuffer werden dynamisch als Antwort auf Instrumentenänderungsbefehle in dem Leistungsgenerierungscode erzeugt. Dieses Merkmal ermöglicht, dass der Puffer weit im voraus bereit ist und deswegen die Latenzzeit reduziert. Der Synthesizer schließt auch ein automatisches Überblendungsmerkmal ein, das verwendet wird, um eine Legato-Verbindung zwischen aufeinander folgenden Noten in derselben Stimme zu erreichen. Legato-Überblendung wird durch den Kompilierer aus Informationen in der Partitur bestimmt.
Dementsprechend ist in der vorliegenden Erfindung musikalische Notenschrifttechnologie mit einem einzigartigen Leistungsgenerierungscode und einem Synthesizer integriert, der mit musikalischen Instrumentendateien vorgeladen ist, um eine realistische Wiedergabe von Musikpartituren bereitzustellen. Der Benutzer ist in der Lage, Partituren zu erzeugen und wiederzugeben, ohne dass separate Synthesizer, Mischpulte und weitere Ausrüstung notwendig sind.
Bestimmte Veränderungen und Verbesserungen werden den Fachleuten beim Lesen der vorhergehenden Beschreibung einfallen. Beispielsweise ist der Leistungsgenerierungscode nicht auf die aufgelisteten Beispiele beschränkt. Stattdessen kann eine unbegrenzte Anzahl von Codes entwickelt werden, um viele verschiedene Klangarten darzustellen.

Claims

Ein System zum Erzeugen und zur Ausführung einer Musik-Partitur, beinhaltend: eine Benutzerschnittstelle, die es dem Benutzer ermöglicht, die musikalische Partitur in das System einzugeben und die die musikalische Partitur anzeigt; eine Datenbank, die eine Datenstruktur speichert, welche graphische Symbole für musikalische Zeichen in der Musik-Partitur und Leistungsgenerierungsdaten absichert, die aus den graphischen Symbolen abgeleitet sind; einen musikalischen Zeichensatz beinhaltend ein Nummerierungssystem, das den musikalischen Zeichen entspricht; einen Kompilierer, der die Leistungsgenerierungsdaten aus Daten in der Datenbank erzeugt; einen Leistungsgenerierer, der die Leistungsgenerierungsdaten aus dem Kompilierer ausliest und die Ausführung der Musikpartitur synchronisiert; und einen Synthesizer, der auf Befehle des Leistungsgenerierers antwortet und der Daten für das akustische Playback der Musik-Partitur erstellt, die an eine Tonerzeugungsvorrichtung ausgegeben wird, wobei der Synthesizer die Daten für das akustische Playback der Musik-Partitur von einer Bibliothek digitaler Tonproben erzeugt, dadurch gekennzeichnet, dass der Synthesizer einen Puffer aufrechterhält, so dass er die Zeitinformation für jedes Ereignis in der Musik-Partitur im voraus zu jedem Ereignis erhält, um die Latenzzeit der Leistung zu reduzieren.
System nach Anspruch 1, wobei die Schnittstelle, die Datenbank, der musikalische Zeichensatz, der Kompilierer, der Leistungsgenerierer und der Synthesizer in eine einzelne Einheit integriert sind, so dass das Erzeugen und Ausführen der Musik-Partitur keinen zusätzlichen äußeren Synthesizer erfordert.
System nach Anspruch 1, wobei die Benutzerschnittstelle es der Bedienperson ermöglicht, eine gewünschte Zeitspanne zur Durchführung der Musik-Partitur einzugeben und wobei ein Tempo für die Musik-Partitur automatisch auf Basis der Eingabezeitspanne berechnet wird.
System nach Anspruch 1, wobei die Datenstruktur in der Datenbank sich in Form von 16-bit-Wörtern darstellt, in der Reihenfolge des niederwertigsten Bit zum höchstwertigen Bit.
System nach Anspruch 1, wobei in der Datenbank Marker vorgesehen sind, um logische Kolonnen in der Musik-Partitur abzugrenzen.
System nach Anspruch 1, wobei der musikalische Zeichensatz Glyphen mit entsprechenden hexadezimalen Kodes aufweist, die jedem musikalischen Zeichen in der Musik-Partitur zugeordnet sind.
System nach Anspruch 1, wobei der musikalische Zeichensatz die mathematischen Berechnungen erleichtert, die die musikalischen Zeichen manipulieren.
System nach Anspruch 1, wobei die Leistungsgenerierungsdaten, die durch den Kompilierer erzeugt werden, sich in der Form einer Einzelspur-Ereignissequenz darstellen.
System nach Anspruch 1, wobei die Leistungsgenerierungsdaten „note on commands" beinhalten, die den Tonumfang einzelner Musiknoten näher bestimmen.
System nach Anspruch 1, wobei die Leistungsgenerierungsdaten individuelle Volumenbefehle beinhalten, die die Volumensteuerung über individuelle Musiknoten ermöglichen.
System nach Anspruch 1, wobei die Leistungsgenerierungsdaten Tonlagen-Befehle beinhalten, um das algorithmische Pitchbending-Formen zu unterstützen.
System nach Anspruch 1, wobei die Leistungsgenerierungsdaten Pan-Befehle (pan commands) beinhalten, die Mehrkanal-Ton Panning (surround sound panning) auf einzelne Musiknoten anwenden.
System nach Anspruch 1, wobei die Leistungsgenerierungsdaten Pedale-Befehle beinhalten, die auf einer individuellen Tonlagenbasis angeben, einen Pedaleneffekt an- oder auszustellen.
System nach Anspruch 1, wobei der Leistungsgenerierer einen sich bewegenden Kursor in der Benutzerschnittstelle mit der Durchführung der Partitur synchronisiert.
System nach Anspruch 1, wobei der Leistungsgenerierer die Zeitsteuerung des Playbacks der Durchführung auf der Basis eines internen Zeitsteuerungskodes steuert.
System nach Anspruch 1, wobei der Leistungsgenerierer die Zeitsteuerung des Playbacks der Durchführung auf der Basis eines externen MIDI-Zeitkodes (SMPTE) steuert.
System nach Anspruch 1, wobei der Leistungsgenerierer die Playback-Zeitsteuerung der Ausführung auf der Basis der Benutzereingabe steuert.
System nach Anspruch 1, wobei der Leistungsgenerierer die Playback-Zeitsteuerung der Ausführung auf der Basis der aufgezeichneten Zeitsteuerungsinformation steuert, die während einer vorhergehenden, vom Benutzer gesteuerten Sitzung aufgenommen wurde.
System nach Anspruch 1, wobei der Synthesizer die Daten für das akustische Playback an einen Puffer mit direktem Speicherzugriff schickt, der von der Lauterzeugungsquelle benutzt wird.
System nach Anspruch 1, wobei die Lauterzeugungsvorrichtung eine Tonkarte ist.
System nach Anspruch 20, wobei die Tonkarte die akustischen Daten in Ausgabetöne umwandelt.
System nach Anspruch 1, wobei die akustischen Daten von einem einzelnen Tonlage- und einem einzelnen Volumen-Filter behandelt werden.
System nach Anspruch 1, wobei eine aufgenommene musikalische Ausführungsdatei für die Musik-Partitur erzeugt werden kann, ohne dass die Leistung der Partitur erforderlich ist.