增強數(shù)字音樂表現(xiàn)力的裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及數(shù)字樂器。更具體地說，本發(fā)明涉及一種生成增強表現(xiàn)力的音樂的數(shù)字樂器。
【背景技術(shù)】
[0002]—個原聲樂器生成的聲音和音樂來源于樂器本身的材料、結(jié)構(gòu)和工藝。就音樂術(shù)語中的織體、音色、斷連和力度，或者從熱愛音樂的人所欣賞的表現(xiàn)出的細微差別、復雜度、情感甚至靈感的角度而言，在一個經(jīng)驗豐富的演奏者手中，一件原聲樂器可以創(chuàng)作高表現(xiàn)力的聲音和音樂。
[0003]另一方面，一件數(shù)字樂器生成的聲音和音樂是從聲音和音樂的數(shù)字庫中得到并合成的。盡管經(jīng)過數(shù)十年的努力，數(shù)字樂器仍然不能保留原聲樂器的大部分表現(xiàn)力。當然，數(shù)字樂器創(chuàng)作出的音樂可以用很多種音效增強。例如，MIDI數(shù)據(jù)可以被用于增加所演奏聲音的數(shù)字音效，如混響、回聲、延時和顫音。然而，每次一個音效被啟動或停止時仍然需要按一個按鈕。當專業(yè)人士可以即刻隨意使用各種各樣的技術(shù)來表達對音樂的詮釋時，這些“音效”無法與專業(yè)人士用原聲樂器創(chuàng)作出的表現(xiàn)力品質(zhì)相媲美。比如，當電子鋼琴以小提琴模式彈奏時，很難即刻隨意進行揉弦或者滑音。
[0004]為了增強數(shù)字鍵盤樂器的表現(xiàn)力品質(zhì)，一種方法是在每個琴鍵下面放置2、3個甚至多個傳感器。通過復雜的方式捕獲并修正擊鍵的速度，進而產(chǎn)生包含擊鍵速度和力度的琴鍵聲音。大多數(shù)情況下速度與音符的強弱呈正比關(guān)系。這種方法對表現(xiàn)力的增強仍然從根本上受限于對每次擊鍵動作采集到的數(shù)據(jù)點的數(shù)目。
[0005]通過使用不同種類的傳感器，人們試圖增加采集的數(shù)據(jù)點的數(shù)目?；魻栃獋鞲衅?、光電傳感器、壓電傳感器以及壓力傳感器都被用來試圖產(chǎn)生更連續(xù)的輸出或模擬輸出，以便更好地捕捉用戶的單一擊鍵力度。經(jīng)過所有這些努力，手指觸摸動作產(chǎn)生的琴鍵運動結(jié)果可以被更細致的捕獲，但是手指自身的動態(tài)運動并沒有被直接捕獲。一個局限是目前還沒有現(xiàn)有技術(shù)可以捕捉手指靠近琴鍵或離開琴鍵但實際并未接觸琴鍵時手指的運動。另一個局限是目前還沒有現(xiàn)有技術(shù)可以捕捉手指在觸摸兩個傳感器物理邊界之間的區(qū)域時手指的運動。大多數(shù)商業(yè)數(shù)字鍵盤都有演奏包括鋼琴和弦樂器等多種樂器聲音的功能，這些局限造成鍵盤作為鍵盤樂器演奏時音樂表現(xiàn)力的一定損失，以及作為弦樂器演奏時音樂表現(xiàn)力的嚴重損失。而且，這些局限不利于數(shù)字樂器變得比原聲樂器更富表現(xiàn)力。
[0006]簡單地說，對于原聲樂器而言，通過觸摸琴鍵或者琴弦生成音符與通過各種各樣的技巧使音符富有表現(xiàn)力的完美融合是自然而然的。然而，這樣的完美融合在數(shù)字樂器中還沒有實現(xiàn)，障礙就在于現(xiàn)有技術(shù)無法直接捕捉手指運動的力度和復雜度。因此，有必要直接捕捉有經(jīng)驗的樂器演奏者觸摸動作的獨特力度，從而使數(shù)字樂器生成與原聲樂器具有同樣完美表現(xiàn)力的音樂。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明披露了通過直接捕捉手指觸摸運動的動態(tài)運動，進而創(chuàng)作增強表現(xiàn)力的數(shù)字音樂的裝置和方法。
[0008]本發(fā)明的一個實施例公開了一個生成音樂的裝置，該裝置包括板、處理器、存儲器和程序，其中，所述板包含一個琴鍵陣列，每個所述琴鍵與一個音符相關(guān)聯(lián)，所述程序存儲在存儲器中、用來被處理器執(zhí)行。該裝置還包括用于記錄音樂描述和重播音樂的第二存儲器，以及將音樂描述轉(zhuǎn)換為樂音的聲音模塊。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，每個琴鍵表面的下面放置一個或多個電容傳感器，其中每個電容傳感器都用來連續(xù)不斷地生成觸摸動作產(chǎn)生的電容變化的模擬輸出，而不是生成“開”和“關(guān)”的二元輸出。因此，電容傳感器能夠檢測的觸摸動作包括，手指接近但尚未觸及所述板，手指用強力或弱力觸摸所述板上的一個琴鍵，手指觸摸所述板上的琴鍵之間的區(qū)域，手指離開所述板，所有這些動作都超越了手指對琴鍵的簡單接觸。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，一旦有一個或多個手指觸摸所述板，電容傳感器就檢測到觸摸動作并連續(xù)不斷地產(chǎn)生電容變化的模擬輸出。存儲在存儲器中并由處理器執(zhí)行的程序，用來生成觸摸動作的電容變化的數(shù)字描述。數(shù)字描述的參數(shù)包括手指與電容傳感器間的距離、速度、加速度、減速度、力度和手指觸摸的持續(xù)時間。該程序還可以確定音樂演奏動作，比如與觸摸動作或一組觸摸動作相對應的揉弦或滑音。該程序還應用一個或多個音樂演奏動作的近似算法，將觸摸動作或一組觸摸動作的數(shù)字描述轉(zhuǎn)換為樂器數(shù)字接口(MIDI)格式的音樂描述。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，一個或多個近似算法包括揉弦近似算法、滑音近似算法、擊鍵近似算法、連奏近似算法、分弓近似算法、斷奏近似算法、跳弓近似算法和泛音近似算法。
[0012]本發(fā)明完美融合了通過觸摸琴鍵或者琴弦生成音符和通過各種各樣的技巧使音符富有表現(xiàn)力，這種融合對原聲樂器來說是自然而然的，使得數(shù)字樂器可以生成與原聲樂器同樣完美表現(xiàn)力的音樂。
【附圖說明】
[0013]為了更好地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)特征，本發(fā)明的各實施例將會結(jié)合附圖進行簡要描述。顯而易見，附圖是本發(fā)明的示例性實例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在不違背本發(fā)明原理的情況下可以獲得其他附圖。
[0014]圖1為說明用現(xiàn)有數(shù)字樂器很難演的奏弦樂器的某些運音法的示意圖。
[0015]圖2為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，說明自電容傳感器陣列的示意圖。
[0016]圖3A-3D為本發(fā)明的一個實施例的示意圖，說明為了實現(xiàn)特定音樂演奏技術(shù)，應用于本發(fā)明音樂裝置的觸摸動作。
[0017]圖3A為本發(fā)明一個實施例的示意圖，說明應用于本發(fā)明音樂裝置的揉弦動作，該動作模擬弦樂器的揉弦動作。
[0018]圖3B為本發(fā)明一個實施例的示意圖，說明應用于本發(fā)明音樂裝置的滑音動作，該動作模擬弦樂器的滑音動作。
[0019]圖3C為本發(fā)明一個實施例的示意圖，說明應用于本發(fā)明音樂裝置的連奏動作，該動作模擬弦樂器的連奏動作。
[0020]圖3D為本發(fā)明一個實施例的示意圖，說明應用于本發(fā)明音樂裝置的斷奏動作，該動作模擬弦樂器的斷奏動作。
[0021]圖4為本發(fā)明一個實施例的示意圖，說明本發(fā)明音樂裝置嵌入的三個電容傳感器的模擬輸出，該輸出捕捉圖3A所描述的揉弦動作。
[0022]圖5為本發(fā)明一個實施例的示意圖，說明本發(fā)明音樂裝置嵌入的三個電容傳感器的模擬輸出，該輸出捕捉圖3B所描述的滑音動作。
[0023]圖6為本發(fā)明一個實施例的示意圖，說明本發(fā)明音樂裝置嵌入的三個電容傳感器的模擬輸出，該輸出捕捉圖3D所描述的斷奏動作。
[0024]圖7為本發(fā)明一個實施例的示意圖，說明本發(fā)明音樂裝置嵌入的單一電容傳感器的模擬輸出，該輸出捕捉應用于本發(fā)明音樂裝置的強勁快速擊鍵動作，該動作模擬鍵盤樂器上強勁快速的擊鍵動作。
[0025]圖8為本發(fā)明一個實施例的示意圖，說明本發(fā)明音樂裝置嵌入的單一電容傳感器的模擬輸出，該輸出捕捉應用于本發(fā)明音樂裝置的輕柔緩慢擊鍵動作，該動作模擬鍵盤樂器上輕柔緩慢的擊鍵動作。
[0026]圖9為本發(fā)明一個實施例的用于生成增強表現(xiàn)力的音樂的裝置的示意圖。
[0027]圖10為本發(fā)明一個實施例的生成增強表現(xiàn)力的音樂的方法流程示意圖。
【具體實施方式】
[0028]雖然本發(fā)明將會用詳盡的實施例描述，但本發(fā)明并不局限于這些實施例。本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員會認識到本發(fā)明的裝置和方法可以有很多其他的應用。在本發(fā)明的精神和范疇內(nèi)，本發(fā)明試圖覆蓋所有替代、修改和等同的內(nèi)容，正如權(quán)利要求所定義的那樣。
[0029]此外，在本發(fā)明的詳細描述中對具體細節(jié)進行闡述，以便徹底理解本發(fā)明。然而對于本領(lǐng)域普通技