弓弦乐器弹奏指导装置及其控制方法

弓弦乐器弹奏指导装置及其控制方法
【专利摘要】本发明涉及弓弦乐器弹奏指导装置及其控制方法。该装置包括触摸屏、显示屏、主控电路、存储器、音源电路、控制按键、功率放大器和扬声器，触摸屏、显示屏、存储器、音源电路、控制按键和功率放大器均与主控电路电性连接，扬声器与功率放大器电性连接；所述触摸屏设置有第一感应区域和第二感应区域，所述显示屏设置有第一显示区域，第一显示区域与第一感应区域的位置对应；所述第一感应区域设置有多个由左至右依次并排排列布置的虚拟音位区，并且每一虚拟音位区的底部显示有一对应的音位标记。用户只要根据指示块的提示进行按压、滑动操作，即可演奏出悦耳的弦乐曲子，并不需要进行大量和长时间的练习，操作十分简单、方便。
【专利说明】弓弦乐器弹奏指导装置及其控制方法

【技术领域】
[0001] 本发明涉及电子乐器领域。

【背景技术】
[0002] 小提琴是一种四条弦的弓弦乐器，是现代管弦乐队弦乐组中最主要的乐器，但也 是具有高难度演奏技巧的乐器。小提琴由30多个零件组成，其主要构件有琴头、琴身、琴 颈、弦轴、琴弦、琴马、腮托、琴弓、面板、侧板、音柱等。小提琴共有四根弦，分为：1弦（E弦）、 2弦（A弦）、3弦（D弦）和4弦（G弦）。在我国学习小提琴的人不在少数，在小提琴的学 习过程中，必须依靠手指按弦来确定音准，但由于小提琴的指板上没有任何的标记，演奏者 无法明确地在指板上找出要演奏音符的实际位置，造成指法迷惑不清，也正因如此，小提琴 的演奏难度十分大，演奏者需要学习很长的时间才能演奏出稍微悦耳的曲子。然而，对于不 想深入学习小提琴，但又想演奏小提琴的人来说，要想演奏小提琴，是不可能的。因此，有必 要研发出一种演奏装置，能让该类人群也能演奏出悦耳的曲子。
[0003] 此外，弓弦乐器的发声原理是相通的，也就是说，无论是小提琴、中提琴、大提琴、 低音提琴、二胡、板胡和京胡都存在演奏难度大的问题。


【发明内容】

[0004] 本发明的目的在于提出一种弓弦乐器弹奏指导装置，其能解决没有学习过弓弦乐 器的人就无法演奏弓弦乐器的问题。
[0005] 为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
[0006] 弓弦乐器弹奏指导装置，其包括触摸屏、显示屏、主控电路、存储器、音源电路、控 制按键、功率放大器和扬声器，触摸屏、显示屏、存储器、音源电路、控制按键和功率放大器 均与主控电路电性连接，扬声器与功率放大器电性连接；
[0007] 所述触摸屏设置有第一感应区域和第二感应区域，所述显示屏设置有第一显示区 域，第一显示区域与第一感应区域的位置对应；
[0008] 所述第一感应区域设置有多个由左至右依次并排排列布置的虚拟音位区，并且每 一虚拟音位区的底部显不有一对应的音位标记；
[0009] 所述主控电路，用于读取存储器中的MIDI文件，并预读所述MIDI文件中指定的弓 弦乐器音轨的音符事件，根据预设的准备时间和弓弦乐器音轨控制每一虚拟音位区出现的 指示块到达对应的音位标记的速度，以使与所述音符事件对应的虚拟音位区出现的指示块 的底部至到达对应的音位标记的顶部的时间等于所述准备时间；以及根据对应的音符事件 设置对应的指示块的长度和弦标记，以使与所述音符事件对应的虚拟音位区出现的指示块 的底部到达对应的音位标记的顶部时，指示块的顶部到达对应的音位标记的顶部的时间等 于对应的音符事件的控制参数中的持续时间；
[0010] 所述第二感应区域，用于接收用户的手指于其上滑动而产生的滑动信号，以使所 述主控电路根据所述滑动信号、用户的手指在第一感应区域按压的一虚拟音位区以及对应 的虚拟音位区上的指示块的弦标记，驱动音源电路、功率放大器和扬声器工作，以输出相应 的弦首；
[0011] 所述第一显示区域，用于显示音位标记和指示块；
[0012] 其中，所述准备时间为所述音轨到达所述音符事件前的一段时间；所述虚拟音位 区与音符事件的音符参数中的音位参数对应；所述弦标记与音符事件的音符参数中的弦位 参数对应。
[0013] 优选的，所述显示屏还设置有第二显示区域，第二显示区域与第一感应区域的位 置对应，所述第二显示区域用于显示一根或多根虚拟的弦。进一步优选的，所述触摸屏包括 第一触摸屏和第二触摸屏，所述显示屏包括第一显示屏和第二显示屏，第一触摸屏用于形 成所述第一感应区域，第二触摸屏用于形成所述第二感应区域，第一显示屏用于形成所述 第一显示区域，第二显示屏用于形成所述第二显示区域。第一显示屏为IXD显示屏，第二显 示屏为LED显示屏。
[0014] 优选的，所述触摸屏包括第一触摸屏和第二触摸屏，第一触摸屏用于形成所述第 一感应区域，第二触摸屏用于形成所述第二感应区域。
[0015] 优选的，所述主控电路还电性连接一 USB接口。
[0016] 优选的，所述控制按键用于发送开关信号和/或音量调节信号和/或暂停信号至 所述主控电路。
[0017] 优选的，所述弦标记为颜色或图案或数字。
[0018] 优选的，所述弓弦乐器为小提琴、中提琴、大提琴、低音提琴、二胡、板胡和京胡中 的一种。
[0019] 本发明还提出一种如上所述的弓弦乐器弹奏指导装置的控制方法，其包括以下步 骤：
[0020] 步骤1、主控电路读取存储器中的MIDI文件，并预读所述MIDI文件中指定的弓弦 乐器音轨的音符事件，根据预设的准备时间和弓弦乐器音轨控制每一虚拟音位区出现的指 示块到达对应的音位标记的速度，以使与所述音符事件对应的虚拟音位区出现的指示块的 底部至到达对应的音位标记的顶部的时间等于所述准备时间；以及根据对应的音符事件设 置对应的指示块的长度和弦标记，以使与所述音符事件对应的虚拟音位区出现的指示块的 底部到达对应的音位标记的顶部时，指示块的顶部到达对应的音位标记的顶部的时间等于 对应的音符事件的控制参数中的持续时间；
[0021] 步骤2、第二感应区域接收用户的手指于其上滑动而产生的滑动信号；
[0022] 步骤3、主控电路根据所述滑动信号、用户的手指在第一感应区域按压的一虚拟音 位区以及对应的虚拟音位区上的指示块的弦标记，驱动音源电路、功率放大器和扬声器工 作，以输出相应的弦音；
[0023] 其中，所述准备时间为所述音轨到达所述音符事件前的一段时间；所述虚拟音位 区与音符事件的音符参数中的音位参数对应；所述弦标记与音符事件的音符参数中的弦位 参数对应。
[0024] 本发明具有如下有益效果：
[0025] 用户只要根据指示块的提示进行按压、滑动操作，即可演奏出悦耳的弦乐曲子，并 不需要进行大量和长时间的练习，操作十分简单、方便；本发明还具有通用性强的优点，采 用MIDI文件作为基础数据，只要根据用户的设置，就能够模拟演奏出各种弦乐的声音。

【专利附图】

【附图说明】
[0026] 图1为本发明实施例一的弓弦乐器弹奏指导装置的电路原理图；
[0027] 图2为本发明实施例一的弓弦乐器弹奏指导装置的演奏原理示意图；
[0028] 图3为本发明的弓弦乐器弹奏指导装置的旋转示意图。

【具体实施方式】
[0029] 下面，结合附图以及【具体实施方式】，对本发明做进一步描述。
[0030] 结合图1和图2所示，一种弓弦乐器弹奏指导装置，其包括触摸屏、显示屏、主控电 路、存储器、音源电路、控制按键、功率放大器、扬声器和USB接口。USB接口、触摸屏、显示 屏、存储器、音源电路、控制按键和功率放大器均与主控电路电性连接，扬声器与功率放大 器电性连接。所述存储器存储有MIDI文件，MIDI文件不是音乐文件，其存储的是音符参数、 控制参数等指令。
[0031] 所述控制按键用于发送开关信号、音量调节信号和暂停信号中的一种或多种信号 至所述主控电路。也就是说，控制按键包括开关按键、音量调节按键和暂停按键。
[0032] 为了便于描述，下面以小提琴进行详细描述。
[0033] 所述触摸屏设置有第一感应区域和第二感应区域，所述显示屏设置有第一显示区 域和第二显示区域，第一显示区域与第一感应区域的位置对应，第二显示区域与第一感应 区域的位置对应。具体的，所述触摸屏包括第一触摸屏1和第二触摸屏2,所述显示屏包括 第一显示屏和第二显示屏，第一触摸屏1用于形成所述第一感应区域，第二触摸屏2用于形 成所述第二感应区域，第一显示屏用于形成所述第一显示区域，第二显示屏用于形成所述 第二显示区域，即第一触摸屏1叠置在第一显示屏上，第二触摸屏2叠置在第二显示屏上。 第一显示屏采用IXD显示屏，第二显示屏采用LED显示屏，这样就可以节省制作成本。
[0034] 所述第一感应区域设置有多个由左至右依次并排排列布置的虚拟音位区3,并且 每一虚拟音位区3的底部显示有一对应的音位标记4。所述音位标记4可用阿拉伯数字1、 2、……、9标记，也可用其他符号标记。在图2中，用虚线框表示虚拟音位区3,而在实际使 用中，本实施例的虚线框并不为用户所见（根据设计需要，也可设计成用户可见）。
[0035] 所述主控电路，用于读取存储器中的MIDI文件，并预读所述MIDI文件中指定的弓 弦乐器音轨（本实施例为小提琴音轨）的音符事件，根据预设的准备时间（如2. 2秒）和 弓弦乐器音轨控制每一虚拟音位区3出现的指示块5到达对应的音位标记4的速度，以使 与所述音符事件对应的虚拟音位区3出现的指示块5的底部至到达对应的音位标记4的顶 部的时间等于所述准备时间；以及根据对应的音符事件设置对应的指示块5的长度和弦标 记，以使与所述音符事件对应的虚拟音位区3出现的指示块5的底部到达对应的音位标记4 的顶部时，指示块5的顶部到达对应的音位标记4的顶部的时间等于对应的音符事件的控 制参数中的持续时间。
[0036] 所述第二感应区域，用于接收用户的手指于其上滑动而产生的滑动信号，以使所 述主控电路根据所述滑动信号、用户的手指在第一感应区域按压的一虚拟音位区3以及对 应的虚拟音位区3上的指示块5的弦标记，驱动音源电路、功率放大器和扬声器工作，以输 出相应的弦音。另外，若手指滑动的速度快慢信号可由主控电路解析为声音的缓急大小。
[0037] 所述第一显示区域，用于显示音位标记4和指示块5。
[0038] 所述第二显示区域，用于显示四根虚拟的弦6,以模拟小提琴的四根弦。实际上，显 示一根虚拟的弦也可以，第二显示区域所显示的弦仅用于提高模仿小提琴的感觉。
[0039] 其中，所述准备时间为所述音轨到达所述音符事件前的一段时间，例如，小提琴的 对应音轨为小提琴音轨，则预读出小提琴音轨上的每一个音符事件的时间点，然后将该时 间点往前推2. 2秒作为准备时间。所述虚拟音位区3与音符事件的音符参数中的音位参数 对应；所述弦标记5与音符事件的音符参数中的弦位参数对应。音位参数表示按压相应的 物理小提琴的音位，弦位参数表示拉动物理小提琴相应的弦，从而模拟物理小提琴发出的 声音。
[0040] 本实施例的弦标记采用颜色表示（根据设计需要，还可以采用图案或数字表示）。 这样，第二显示区域的四根弦6的颜色可设计成与指示块5的弦标记的颜色匹配，以提示用 户沿哪根弦6滑动。
[0041] 本实施例的控制方法如下：
[0042] 步骤1、用户通过控制按键向主控电路输入开机信号，弓弦乐器弹奏指导装置进入 工作状态。
[0043] 步骤2、主控电路读取存储器中的MIDI文件，并预读所述MIDI文件中指定的弓弦 乐器音轨的音符事件，而MIDI文件中的其他音轨正常播放，以发出其他乐器的伴奏（根据 用户的选择，也可以禁止伴奏），根据预设的准备时间和弓弦乐器音轨控制每一虚拟音位区 出现的指示块到达对应的音位标记的速度，以使与所述音符事件对应的虚拟音位区出现的 指示块的底部至到达对应的音位标记的顶部的时间等于所述准备时间；以及根据对应的音 符事件设置对应的指示块的长度和弦标记，以使与所述音符事件对应的虚拟音位区出现的 指示块的底部到达对应的音位标记的顶部时，指示块的顶部到达对应的音位标记的顶部的 时间等于对应的音符事件的控制参数中的持续时间；
[0044] 步骤3、第二感应区域接收用户的手指于其上滑动而产生的滑动信号；
[0045] 步骤4、主控电路根据所述滑动信号、用户的手指在第一感应区域按压的一虚拟音 位区以及对应的虚拟音位区上的指示块的弦标记，驱动音源电路、功率放大器和扬声器工 作，以输出相应的弦音。
[0046] 简单而言，请结合图2所示，当指示块5出现并掉落至音位标记4时，用户的左手 需按压在与所述指示块5对应的虚拟音位区3,同时，指示块5在音位标记4上继续下落并 最终消失的过程中，用户的右手需配合所述持续时间在第二感应区域持续滑动，才能发出 相应的弦音。
[0047] 需要说明的时，物理小提琴的发声原理是需要用户按压四条弦中的其中一条弦的 音位，同时还需要拉动对应的弦才能发出声音。而本实施例还将该发声原理简化了，将四条 弦的音位合成一条弦的音位，用户在演奏时并不需要区分正在按压的音位是否与拉动的弦 对应。
[0048] 实施例二
[0049] 本实施例与实施例一的区别在于不设置第二显示区域，即取消第二显示屏。用户 在演奏时，无需观察虚拟的弦，直接在第二感应区域滑动即可。
[0050] 实施例三
[0051] 本实施例与实施例一的区别在于第一感应区域和第二感应区域用同一个触摸屏 实现，第一显示区域和第二显示区域用同一个显示屏实现。但这样会增加制作成本。
[0052] 此外，如图3所示，实施例一的第一触摸屏和第二触摸屏直接还可通过一旋转机 构100连接，以使第二触摸屏相对第一触摸屏调整角度，从而使用户在第二触摸屏上的滑 动方向与物理小提琴的拉弓方向一致。
[0053] 此外，上述各实施例还可以通过电子笔、形状类似于琴弓的器具等对第二感应区 域进行操作。
[0054] 对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各 种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范 围之内。
【权利要求】
1. 弓弦乐器弹奏指导装置，其特征在于，包括触摸屏、显示屏、主控电路、存储器、音源 电路、控制按键、功率放大器和扬声器，触摸屏、显示屏、存储器、音源电路、控制按键和功率 放大器均与主控电路电性连接，扬声器与功率放大器电性连接； 所述触摸屏设置有第一感应区域和第二感应区域，所述显示屏设置有第一显示区域， 第一显示区域与第一感应区域的位置对应； 所述第一感应区域设置有多个由左至右依次并排排列布置的虚拟音位区，并且每一虚 拟音位区的底部显示有一对应的音位标记； 所述主控电路，用于读取存储器中的MIDI文件，并预读所述MIDI文件中指定的弓弦乐 器音轨的音符事件，根据预设的准备时间和弓弦乐器音轨控制每一虚拟音位区出现的指示 块到达对应的音位标记的速度，以使与所述音符事件对应的虚拟音位区出现的指示块的底 部至到达对应的音位标记的顶部的时间等于所述准备时间；以及根据对应的音符事件设置 对应的指示块的长度和弦标记，以使与所述音符事件对应的虚拟音位区出现的指示块的底 部到达对应的音位标记的顶部时，指示块的顶部到达对应的音位标记的顶部的时间等于对 应的音符事件的控制参数中的持续时间； 所述第二感应区域，用于接收用户的手指于其上滑动而产生的滑动信号，以使所述主 控电路根据所述滑动信号、用户的手指在第一感应区域按压的一虚拟音位区以及对应的虚 拟音位区上的指示块的弦标记，驱动音源电路、功率放大器和扬声器工作，以输出相应的弦 音； 所述第一显示区域，用于显示音位标记和指示块； 其中，所述准备时间为所述音轨到达所述音符事件前的一段时间；所述虚拟音位区与 音符事件的音符参数中的音位参数对应；所述弦标记与音符事件的音符参数中的弦位参数 对应。
2. 如权利要求1所述的弓弦乐器弹奏指导装置，其特征在于，所述显示屏还设置有第 二显示区域，第二显示区域与第一感应区域的位置对应，所述第二显示区域用于显示一根 或多根虚拟的弦。
3. 如权利要求2所述的弓弦乐器弹奏指导装置，其特征在于，所述触摸屏包括第一触 摸屏和第二触摸屏，所述显示屏包括第一显示屏和第二显示屏，第一触摸屏用于形成所述 第一感应区域，第二触摸屏用于形成所述第二感应区域，第一显示屏用于形成所述第一显 示区域，第二显示屏用于形成所述第二显示区域。
4. 如权利要求3所述的弓弦乐器弹奏指导装置，其特征在于，第一显示屏为LCD显示 屏，第二显示屏为LED显示屏。
5. 如权利要求1所述的弓弦乐器弹奏指导装置，其特征在于，所述触摸屏包括第一触 摸屏和第二触摸屏，第一触摸屏用于形成所述第一感应区域，第二触摸屏用于形成所述第 二感应区域。
6. 如权利要求1所述的弓弦乐器弹奏指导装置，其特征在于，所述主控电路还电性连 接一 USB接口。
7. 如权利要求1所述的弓弦乐器弹奏指导装置，其特征在于，所述控制按键用于发送 开关信号和/或音量调节信号和/或暂停信号至所述主控电路。
8. 如权利要求1所述的弓弦乐器弹奏指导装置，其特征在于，所述弦标记为颜色或图 案或数字。
9. 如权利要求1所述的弓弦乐器弹奏指导装置，其特征在于，所述弓弦乐器为小提琴、 中提琴、大提琴、低音提琴、二胡、板胡和京胡中的一种。
10. 如权利要求1-9任一项所述的弓弦乐器弹奏指导装置的控制方法，其特征在于，包 括以下步骤： 步骤1、主控电路读取存储器中的MIDI文件，并预读所述MIDI文件中指定的弓弦乐器 音轨的音符事件，根据预设的准备时间和弓弦乐器音轨控制每一虚拟音位区出现的指示块 到达对应的音位标记的速度，以使与所述音符事件对应的虚拟音位区出现的指示块的底部 至到达对应的音位标记的顶部的时间等于所述准备时间；以及根据对应的音符事件设置对 应的指示块的长度和弦标记，以使与所述音符事件对应的虚拟音位区出现的指示块的底部 到达对应的音位标记的顶部时，指示块的顶部到达对应的音位标记的顶部的时间等于对应 的音符事件的控制参数中的持续时间； 步骤2、第二感应区域接收用户的手指于其上滑动而产生的滑动信号； 步骤3、主控电路根据所述滑动信号、用户的手指在第一感应区域按压的一虚拟音位区 以及对应的虚拟音位区上的指示块的弦标记，驱动音源电路、功率放大器和扬声器工作，以 输出相应的弦音； 其中，所述准备时间为所述音轨到达所述音符事件前的一段时间；所述虚拟音位区与 音符事件的音符参数中的音位参数对应；所述弦标记与音符事件的音符参数中的弦位参数 对应。
【文档编号】G10H1/34GK104091589SQ201410312842
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年7月1日 优先权日:2014年7月1日
【发明者】冯山 申请人:冯山