一种电声笛子的制作方法

文档序号:15275758发布日期:2018-08-28 22:57阅读:1908来源:国知局

本发明涉及电子乐器领域,具体涉及一种电声笛子。



背景技术:

电声竹笛发明,是为弥补传统竹笛在演出和教学中的不足。在传统竹笛教学过程当中,演奏技法多为口传心授,虽然可以拍下视频,但手指力度和技法、气息的强度及变化等关键技法信息则无法准确体现,关键信息无法进行数字化保存。而传统的竹笛在演出中则存在音量不足、音色难于控制、演奏不灵活等问题,使用麦克风拾音,通常是将麦克风放置在笛子尾端拾音,演奏者经常会因演出时身体的摆动、偏移,偏离麦克风的拾音范围,影响演出效果,并且会使演奏技法和演出形式会受到诸多局限。

拉弦、弹拨乐器有金属丝弦,通过导体在磁场中切割磁力线即可实现声电转换,因此电声的拉弦弹拨乐器很早就有了。而竹笛没有导体振动,发声靠的是边棱效应,当气体急速通过吹孔一侧边棱时,空气柱震动发声,声电转换困难;同时竹笛有滑音、剁音、打音、叠音、飞指等多种传统指法,对传感器和后期算法提出了相当大的挑战。

有鉴于此,特提出本发明。



技术实现要素:

为解决上述问题问题,本发明提出了一种电声笛子。

本发明是通过如下技术方案实现的:

一种电声笛子,包括笛身,笛身一端为笛头,另一端为笛尾,所述笛头内部设有安装有处理器和供电电池;所述笛身上设有吹孔和多个音孔,吹孔上设有空气压力传感器,音孔上设有压力传感器群;空气压力传感器和压力传感器群与处理器连接,所述空气压力传感器将吹奏时的吹气力度和角度信息转化为电信号传递给处理器,压力传感器群将指法信息转化为电信号,处理器将电信号处理转化为乐器数字信息,并发送给播放装置,播放装置即可放出声音。

进一步的改进,所述笛身上还设有调节旋钮。

进一步的改进,所述笛身上设有膜孔。

进一步的改进,所述笛头上设有按键,按键与处理器连接。

进一步的改进,所述音孔有6个。

进一步的改进,所述压力传感器群为环绕音孔一周的多个传感器组成。

进一步的改进,所述处理器设有无线传输模块,无线传输模块上设有天线;所述播放装置包括无线接收模块、解码模块、音色库、效果器以及音响设备。

进一步的改进,所述播放装置安装在笛身内,播放装置与处理器连接,播放装置包括、解码模块、音色库、效果器以及扬声器。

进一步的改进,所述笛身采用白竹或紫竹制成。

与现有技术相比,本发明具有以下优点:

电声竹笛的研发可说是针对传统管乐实现电声化以及竹笛现场演奏的一个突破性创新点。重点放在乐器发声和控制的原始结构的电声化上,着力解决专业演奏者在演奏过程当中丰富的气流和力度变化、以及竹笛复杂多样的演奏技法在电子乐器上的实现。

电声竹笛是在指孔位置使用高精度触摸传感器阵列,来实现竹笛有滑音、剁音、打音、叠音、飞指等多种传统指法的识别,通过后台算法,整合气流数据,实现对传统技法的数字化再现。并在此基础上加入录制、重放、指法数据识别等功能,以实现对教学的辅助和提升。这对于传统教学过程当中的民族演奏技法进行数字化保存及演奏技法的提升和创新都具有重大意义。

通过改善民族竹笛教学、演出过程中这些问题、进行充分的调查研究和论证,对民族演奏技法加以研究和测试,从而克服现有教学演奏中的缺点,优化传统中国竹笛的教学与练习,让中国竹笛更加科技化、专业化,以此提升传统民族吹管乐器的表现力;在后台部件上集成高品质的效果器和音色库插件,实现混响、转调、特殊的音色等功能;通过科技元素的融入,为乐曲创作注入新的活力,给民乐竹笛带来新的创作技法和作品;通过减少舞台音响系统客观条件的制约,提升舞台演出演员的肢体灵活性;最终实现电声改良乐器产品化,实现更高层面的社会价值和商业价值。

附图说明

图1为实施例1正视图;

图2为实施例1侧视图;

图3为实施例1信号流程图。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明作进一步的说明,但是本发明不仅限于这些实施例。

如图1-图3所示,一种电声笛子,包括笛身1,笛身1一端为笛头3另一端为笛尾2,所述笛头3内部设有安装有处理器(pcb)和供电电池,所述笛头3上设有按键4,按键4与处理器连接,按键4用于对笛子进行设置和调整。所述笛身1上设有吹孔5和多个音孔7,吹孔7上设有空气压力传感器,音孔7上设有压力传感器群,压力传感器群为环绕音孔7一周的多个传感器组成。空气压力传感器和压力传感器群与处理器连接,所述空气压力传感器将吹奏时的吹气力度和角度信息转化为电信号传递给处理器,压力传感器群将指法信息转化为电信号,处理器将电信号处理转化为乐器数字信息,并发送给播放装置,播放装置即可放出声音。

所述笛身1上设有膜孔6,膜孔6作为装饰,使电声笛子更符合笛子的外形。所述笛身1上位于膜孔6旁的位置还设有调节旋钮8。调节旋钮可以向处理器发送调节信号,用于模拟调节笛膜的松紧度。

播放装置可以另外设置,通过无线数据链接和笛子进行数据交换,笛子本身不发声。所述处理器设有无线传输模块,无线传输模块上设有天线;所述播放装置包括无线接收模块、解码模块、音色库、效果器以及音响设备。

如图3所示播放装置也可以将采集的音色库集成进笛身,设置在笛尾处,通过耳机或音箱发声,所述播放装置安装在笛身内,播放装置与处理器连接,播放装置包括、解码模块、音色库、效果器以及扬声器。

学过竹笛的人都知道,传统竹笛进行转调,必须更换笛子,或者使用特殊指法,数字化的音色库可以实现“无更换转调”。电声竹笛建立丰富的音色数据库,扩充音域,甚至可以用笛子演奏其他乐器的音色,大大规避了传统竹笛演奏中的性能缺失。

声电转换机制是指把声能转换成电能或电能转换成声能的机制,电声竹笛的研发应使用极高精度的空气压力传感器检测演奏者在竹笛演奏中吹气的力度和角度变化,实现对音色的精准控制,从而解决声能转换问题。

在笛子演奏中有大量的滑音、剁音、打音、叠音等技法和吹奏半音时使用的半孔指法,在传统竹笛指孔处安装传感器矩阵,通过触摸检测演奏者指法的细微变化,实现对传统竹笛技法的全面而精准地识别,配合后台算法和音色数据库,使压力传感器和指法触摸传感器形成交叉的结合数据结构,触发音色库对应音色,使二者完美配合,最终实现笛子的电声化和对传统竹笛技法的完整保留。

声电转换器是指把声能转换成电能或电能转换成声能的传感器。按照换能方式,它们又可以分成电动式、静电式、压电式、电磁式、碳粒式、离子式和调制气流式等。研发过程中,通过对于不同类型的声电转换传感器进行对比,一一测试其灵敏度,选定合适于传统吹管乐器的声电转换传感器。

后期模拟数据进行数字化的过程,实际上就是将经拾音器等收音设备的收取的连续的一定频率的模拟音频信号进行数模转换得到音频数据的过程。这个过程中涉及两个重要的指标,分别是采样频率和采样大小。采样频率即单位时间内的采样次数,采样频率越大,采样点之间的间隔越小,数字化得到的声音就越逼真,但相应的数据量增大,处理起来就越困难;采样大小即记录每次样本值大小的数值的位数,它决定采样的动态变化范围,位数越多,所能记录声音的变化程度就越细腻,所得的数据量也越大。

系统性能对于电声笛子意义重大,稳定性的好坏、可靠性的保证可以直接影响到最终用户所关心的产品本身的“电声程度”,所以说稳定性、可靠性测试是系统测试中非常重要的一环。请专业演奏家用样品试奏。细致观察对比不同指孔,不同指法以及不同传感器的响应速度并进行记录,对比。最终选定操作快速便捷,反应迅速灵敏的可行性方案。测试过程中通过给系统加载一定的业务压力和运算程序,让系统持续运行一段时间(一般为7x24小时),以此检测系统是否能够稳定可靠持续运行。

竹笛选材一般选用浙江余杭一带的白竹,江西安徽一带的紫竹。白竹做的笛子发音清晰明快,紫竹做的笛子发音柔和圆润。最好选用生长三年左右,在山坡丘陵地带历经日晒雨淋,风雪寒霜的竹节。冬季砍竹较好,一方面竹子质地硬,另一方面可以杜绝虫蛀。采制的竹节以竹根部分为佳,采截后放置在阴暗通风处两年左右,保证它的温度不超过16°时才好加工制作。电声笛子可以考虑使用传统竹质材料,也可以使用更易于加工的金属、木头或现代人工合成材料。根据目前传感器的大小及形状,采用人工合成材料更有利于后期制作加工。

以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

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