基于音形色力時的動態(tài)豎線譜及琴鍵標志方法與裝置與流程
本發(fā)明主要涉及樂譜的解釋和展示，給琴鍵配上不同顏色和形狀的琴鍵標志、以及結合彈奏調(diào)式顯示相應的數(shù)字簡譜名，具體涉及一種基于音形色力時的動態(tài)豎線譜及琴鍵標志裝置。
背景技術：
鍵盤樂器是有排列如鋼琴鍵盤的琴鍵之樂器總稱，比如有鋼琴、電子琴、管風琴等。樂器上每個琴鍵都有固定的音高，琴鍵下常有共鳴管或其它可供發(fā)聲的裝置。演奏時彈奏者按下琴鍵，樂器內(nèi)的發(fā)聲裝置則發(fā)出聲音。彈奏鍵盤樂器要求彈奏者精通樂理，熟讀五線譜，并且準確清楚所有彈奏調(diào)式所有琴鍵的音高以及代表的簡譜音，這對于初學者來說需要較長的時間學習和熟悉，才能將五線譜的音符轉(zhuǎn)換為彈奏鍵盤的位置和手勢。
以鋼琴為例，彈奏鋼琴所需要的譜是五線譜，五線譜是目前世界上通用的記譜法，是在五根等距離的平行橫線上標注。五線譜以五線和四間來描述音高，相對于簡譜，五線譜的優(yōu)點是易于展示音的高低，對復雜的和聲(在一個位置上有幾個音同時出現(xiàn))很容易識別，視覺非常清楚；在表示旋律方面尤其是高高低低的眾多音的形態(tài)更是一目了然，因此在國際上廣為使用。可以說五線譜是音樂中的“世界語”，但是對于初學者來說卻有諸多難點：
1)五線譜的音高表示。與簡譜相比，五線譜能在視覺上顯示音的高低，但是，用有限的線和間描述所有的音高，需要增加很多的加線、調(diào)號或臨時升降記號，使得初學者很難快速讀譜。
2)五線譜的音值表示。五線譜使用符尾和附點等記號給出各個音符的音值，即音的持續(xù)時間，讓人難以分辨和記憶，而且需要彈奏者自己把握節(jié)拍以及琴鍵按下和松開的時間，這對于初學者來說比較難，尤其在和聲時有多個音符需要同時按下多個琴鍵時，更是難上加難。因此，通過讀五線譜準確把握每個音符的音值并不容易。
3)琴鍵用黑白兩種鍵來單調(diào)表示。鋼琴有88個琴鍵，其中52個白鍵，36個黑鍵，被分成低音區(qū)、中音區(qū)和高音區(qū)，再在此基礎上分組。如中音區(qū)又被分成三組，每組為一個八度，有12個鍵，其中7個白鍵，5個黑鍵。這12個鍵是12平均律所使用的12個音。這些鍵是連著排列的，雖然黑鍵按照2個，3個為一組交叉有規(guī)律地排列，但是單純依靠琴鍵的位置，初學者還是很容易混淆相鄰的分區(qū)或者分組。
4)五線譜與琴鍵的位置對應。在五線譜上音符出現(xiàn)的位置愈高，音也愈高，反之音符出現(xiàn)的位置愈低，音也愈低，要確定音的高低，還需要用譜號來標明。譜號記在五線譜的某一條線上，便使這條線具有了固定的音級名稱和高度，同時也確定了其他各線上或間內(nèi)的音級名稱和高度。不同的譜號，五線譜上音符代表的音就不一樣，和琴鍵的對應也不一樣，難以去分辨和記憶。
5)五線譜映射琴鍵位置的轉(zhuǎn)換。五線譜是通過五條線豎著書寫高音和低音的樂譜，而琴鍵一般是橫著排列的，因此彈奏者必須把豎著記錄高低音的五線譜轉(zhuǎn)換到橫著排列的琴鍵上，這一轉(zhuǎn)換過程涉及到鋼琴88個鍵，如此復雜的轉(zhuǎn)換使得很多初學者望譜生畏，而不能堅持學琴。
6)簡譜無法直接對應琴鍵，必須學習五線譜和掌握各種彈奏調(diào)式對應的琴鍵位置。簡譜是用1，2，3，4，5，6，7這七個阿拉伯數(shù)字，即是唱名，這里稱為數(shù)字簡譜名，來表示音的高低的，這七個數(shù)字是簡譜的基本音級，由低到高依次讀為：do，re，mi，fa，sol，la，si。而琴鍵中的一個組有12個琴鍵，簡譜中只有7個音，當彈奏者只會簡譜的時候，無法和琴鍵對應起來。另外，從這12個琴鍵里面挑7個音出來，有很多種可能，故鋼琴彈奏有很多彈奏調(diào)式，每個彈奏調(diào)式這7個音對應的琴鍵不同，因此彈奏鋼琴必須熟記各種彈奏調(diào)式中7個音所對應的琴鍵，所以學習五線譜和掌握各種彈奏調(diào)式對應的琴鍵位置成為彈奏鋼琴的入門門檻。然而五線譜表示復雜，各種彈奏調(diào)式對應的琴鍵位置變換多樣，學習難度大，使得普通大眾無法快速學習鋼琴。
為了使彈奏更方便直觀，幫助初學者快速入門，市面上出現(xiàn)了彈奏樂器軟件和硬件的改進。軟件上，許多彈奏娛樂軟件(例如ipad中的鋼琴hd軟件，學琴屋等)會根據(jù)樂譜提示彈奏的琴鍵位置，但是沒有直觀地解析五線譜，也不能給出彈奏音值和力度，因此只能起到簡單的娛樂作用。智能電鋼琴theone則通過軟硬件結合來幫助人們彈奏，在軟件上，通過連接ipad、iphone，搭配配套的軟件，可以實時顯示彈奏的琴鍵位置；在硬件上，通過琴鍵上的指示燈提示彈奏的琴鍵位置，但是其動態(tài)顯示的彈奏提示未能完整解析五線譜，且不夠直觀，也沒有考慮和簡譜對應，因此這類動態(tài)提示燈不能與演奏者心中的音樂旋律相對應，同時也不能幫助歌曲學唱者按簡譜進行視唱。
目前，作曲家創(chuàng)作樂曲時以五線譜記錄，而彈奏者需要熟讀五線譜才可以，如果可以用另外一種譜解讀五線譜，和簡譜對應，直觀地給出音高、音值和音量，以及把鍵盤上琴鍵的位置提供給彈奏者，彈奏者則無需讀懂五線譜，只要會簡譜或熟悉旋律便能輕松而準確地彈奏出原五線譜所描述的樂曲。
技術實現(xiàn)要素：
針對目前鋼琴等鍵盤樂器的學習極難入門和學習枯燥，難以把目前的五線譜和琴鍵聯(lián)系起來，更是難以根據(jù)簡譜來彈奏樂曲或配合視唱，本發(fā)明提供一種基于音形色力時的動態(tài)豎線譜及琴鍵標志裝置，把五線譜改進為描述了數(shù)字簡譜名(音，即唱名)、彈奏力度(力)、彈奏時長(時)，以及展示不同顏色(色)和形狀(形)示意的五維一體的動態(tài)豎線譜，該動態(tài)豎線譜和琴鍵位置實時對應，另外琴鍵上也配上不同顏色和形狀，相應簡譜唱名的琴鍵標志裝置，使得彈奏者在不知道相應琴鍵位置情況下仍然能熟練快速演奏，還可以根據(jù)簡譜配合視唱。本發(fā)明通過如下技術方案實現(xiàn)：
基于音形色力時的動態(tài)豎線譜及琴鍵標志裝置，其特征在于裝置包括動態(tài)豎線譜產(chǎn)生模塊、動態(tài)豎線譜顯示模塊、琴鍵標志模塊、控制模塊和電源。動態(tài)豎線譜產(chǎn)生模塊負責把五線譜或者簡譜翻譯成動態(tài)豎線譜，動態(tài)豎線譜顯示模塊提供人機交互以及用顯示屏把動態(tài)豎線譜顯示出來。琴鍵標志模塊提供醒目的琴鍵分區(qū)和分組信息，以及根據(jù)樂曲彈奏調(diào)式而變的數(shù)字簡譜名，其包含的琴鍵標志單元數(shù)目和琴鍵數(shù)目一致?？刂颇K控制動態(tài)豎線譜產(chǎn)生模塊、動態(tài)豎線譜顯示模塊和琴鍵標志模塊的總體工作，根據(jù)輸入的五線譜或者簡譜樂譜，以及彈奏調(diào)式，控制動態(tài)豎線譜產(chǎn)生模塊把樂譜翻譯成動態(tài)豎線譜，再控制動態(tài)豎線譜顯示模塊把動態(tài)豎線譜顯示出來，同時根據(jù)彈奏調(diào)式控制琴鍵標志模塊顯示數(shù)字簡譜名。動態(tài)豎線譜顯示模塊可以用觸摸顯示屏來實現(xiàn)，擺放于彈奏者容易看到的地方，琴鍵標志模塊貼于琴鍵鍵盤上下的空余位置，琴鍵標志單元一一對應鍵盤的琴鍵。這樣可以完全不改變現(xiàn)有鋼琴的內(nèi)在結構，只是把該裝置擺放和固定好，插上電源，就可以工作，給彈奏者提供方便視唱的動態(tài)豎線譜和彈奏的琴鍵位置。整套裝置安裝拆卸方便，容易攜帶，可以安裝在不同的需要彈奏的琴上。若要檢測彈奏的效果，需要反饋彈奏音符時長和按鍵力度等，則可以添加彈奏傳感模塊來采集彈奏時按鍵時長和力度的情況給予反饋，可以參見專利“一種交互式動態(tài)彩色形意釋譜方法與樂器彈奏教練裝置”。
動態(tài)豎線譜產(chǎn)生模塊，根據(jù)要彈奏樂曲的樂譜，如簡譜、五線譜，將樂譜中描述的數(shù)字簡譜名、音高、音值(音長)、音量(即彈奏的力度)完整直觀地轉(zhuǎn)換到動態(tài)豎線譜中。其中所述動態(tài)豎線譜由彩色譜線、若干簡譜符、注視區(qū)和擊鍵時刻線組成，完整直觀地展現(xiàn)樂譜中音符的數(shù)字簡譜名、音高、音值、音量。彩色譜線描述不同的音高；簡譜符表征了音符的數(shù)字簡譜名、音值和音量，注視區(qū)即是彈奏者眼睛重點關注的區(qū)域，以琴鍵標志模塊上的顏色、圖形和數(shù)字為背景圖，為了使簡譜符在此區(qū)域明顯顯示，可調(diào)整此背景圖的顏色亮度。擊鍵時刻線在注視區(qū)上方，不同的簡譜符隨著樂譜節(jié)拍動態(tài)顯示，當某個簡譜符上升到擊鍵時刻線時則彈奏者用對應的力度和時長來彈奏相應的琴鍵。
上述動態(tài)豎線譜的彩色譜線是豎線，與琴鍵標志模塊上的各琴鍵標志單元一一對應，即動態(tài)豎線譜的譜線數(shù)目與琴鍵標志單元數(shù)一樣，動態(tài)豎線譜的譜線顏色與對應琴鍵標志單元的顏色一致。從視覺上看，譜線與琴鍵標志模塊連成一體，彩色譜線直觀地代表音高，彈奏者能輕松地從動態(tài)豎線譜對應到鍵盤。如果動態(tài)豎線譜的寬度與琴鍵鍵盤寬度一致，動態(tài)豎線譜的彩色譜線直接位于琴鍵標志模塊的上方，與之相連；如果動態(tài)豎線譜的寬度小于琴鍵鍵盤寬度時，則以傾斜發(fā)散的彩線將動態(tài)豎線譜的彩色譜線末端與琴鍵標志模塊的各琴鍵標志單元相連。
上述動態(tài)豎線譜的簡譜符位于彩色譜線上，代表了樂譜上的音符，能直觀地顯示音符的數(shù)字簡譜名、音值和音量。簡譜符上的數(shù)字表示該音符的數(shù)字簡譜名，用數(shù)字來表示；為了區(qū)分某個簡譜符是使用左手還是右手來彈奏，可以賦予不同的形狀；為了區(qū)分當前是否要彈奏，用亮度來表示，如灰色表示等待彈奏，亮起表示彈奏。簡譜符的音值表示應該彈奏的音值，可以通過簡譜符的高度特征(時間條)來描述，其高度劃分為不同刻度，用來代表不同的音值，比如全音符、二分音符、四分音符、八分音符，十六分音符、三十二分音符、六十四分音符等。根據(jù)樂曲的節(jié)奏，簡譜符的高度會逐漸降低，動態(tài)顯示剩余的音值。若要實時檢測音符彈奏的時長，則可以添加彈奏傳感模塊來采集按鍵的按下和松開的時間給予反饋，把實時時長疊加到高度上，在動態(tài)豎線譜上顯示出來。簡譜符的音量表示應該彈奏的力度，可以通過簡譜符的寬度特征(標準力度條)來描述。若要實時檢測音符彈奏的力度，則可以添加彈奏傳感模塊來采集彈奏的按鍵力度給予反饋，疊加實時力度顯示在動態(tài)豎線譜上。如，疊加一個實時力度條，其顏色和標準力度條不一樣，其寬度小于標準力度條時，表示彈奏力度過小，其寬度大小于標準力度條時，表示彈奏力度過大。簡譜符所在的彩色譜線對應的琴鍵即是應該彈奏的琴鍵(即音高)。
上述動態(tài)豎線譜上的注視區(qū)，可以高亮顯示，用以突出顯示即將應該彈奏的音符所對應的簡譜符。注視區(qū)的下方是樂譜中后續(xù)待彈奏的音符所對應的簡譜符，待彈奏的簡譜符是灰色的，并隨著樂譜的節(jié)奏緩緩勻速向上升起。
上述動態(tài)豎線譜的擊鍵時刻線，位于注視區(qū)的最上方，當某簡譜符觸碰到擊鍵時刻線，并從灰色變?yōu)榱疗馉顟B(tài)，提示其所在的彩色譜線所對應的琴鍵應該被彈奏。簡譜符穿過擊鍵時刻線的過程中，其高度根據(jù)節(jié)拍逐漸變低，直到彈奏音值結束，簡譜符消失。
動態(tài)豎線譜顯示模塊，動態(tài)顯示動態(tài)豎線譜。動態(tài)豎線譜由動態(tài)豎線譜產(chǎn)生模塊產(chǎn)生后，交給動態(tài)豎線譜顯示模塊來顯示，這可以用觸摸顯示屏來實現(xiàn)，觸摸顯示屏的寬度根據(jù)實際情況可以不同。
琴鍵標志模塊由若干個琴鍵標志組組成。每個琴鍵標志組由一個音組色帶和一個琴鍵標志塊組成。音組色帶用不同的顏色或者/和圖形來表示不同的音組，每個琴鍵標志組的琴鍵標志塊由若干個琴鍵標志單元組成，和琴鍵一一對應。以鋼琴為例，琴鍵標志模塊由9個琴鍵標志組組成。音組色帶如用灰色，則表示中音區(qū)的小字一組，用白色來表示中音區(qū)的小字二組。根據(jù)鋼琴琴鍵的設置，除大字二組，小字五組外都是以一個八度之內(nèi)的十二個鍵為一組，每組配置一個琴鍵標志組，每個琴鍵標志組用不同顏色或者/和圖形的音組色帶區(qū)分，每個琴鍵標志組的琴鍵標志塊由12個琴鍵標志單元組成，和十二個琴鍵一一對應。
上述琴鍵標志組的音組色帶用不同的顏色或者/和圖形來區(qū)分表示不同的音組，即是組間琴鍵的區(qū)分，用無源的形式來顯示。
上述琴鍵標志組的琴鍵標志塊的琴鍵標志單元用不同的顏色或者/和圖形來區(qū)分音組內(nèi)的琴鍵，另外用數(shù)字顯示塊來顯示數(shù)字，代表不同的數(shù)字簡譜名。不同音組的琴鍵標志塊可以相同。不同的顏色或者/和圖形可以采用無源的形式來固定顯示，如，先根據(jù)彈奏者的喜好來設計，再印刷涂色上去，用于明顯區(qū)分音組內(nèi)的琴鍵。由于用不同的彈奏調(diào)式來彈奏同一樂譜時，同一琴鍵位置處其代表的唱名不同，不是固定的，數(shù)字顯示塊則根據(jù)彈奏調(diào)式顯示相應的數(shù)字簡譜名，故而以有源的形式來動態(tài)顯示，方便視唱。
上述琴鍵標志組可以采用一薄的硬盒實現(xiàn)，硬盒上方印刷音組色帶的顏色以及琴鍵標志單元上的顏色和圖形，中間開若干個孔洞，用于放置動態(tài)顯示數(shù)字的數(shù)字顯示塊，然后在硬盒下方粘上3m魔術貼，貼于琴鍵的上方和/或下方?？锥吹男螤羁梢詾榉叫?、圓形等形狀。貼于琴鍵下方的琴鍵標志組可以有所簡化，如，只要琴鍵標志塊，且可以再進一步簡化為只有顏色和(或)圖形的無源顯示等。
控制模塊控制動態(tài)豎線譜產(chǎn)生模塊、動態(tài)豎線譜顯示模塊和琴鍵標志模塊的總體工作，包含主控單元和數(shù)顯電子控制單元。主控單元根據(jù)輸入的五線譜或者簡譜等樂譜，以及彈奏調(diào)式，控制動態(tài)豎線譜產(chǎn)生模塊把樂譜翻譯為動態(tài)豎線譜，控制動態(tài)豎線譜顯示模塊顯示動態(tài)豎線譜；數(shù)顯電子控制單元根據(jù)彈奏調(diào)式控制每個琴鍵標志組中數(shù)字顯示塊的數(shù)字簡譜名的顯示控制，即是1-7阿拉伯數(shù)字的顯示。
控制模塊的數(shù)顯電子控制單元控制琴鍵標志單元上數(shù)字顯示塊的工作，數(shù)字顯示塊的顯示方式可以采用led點陣，也可以采用七段led數(shù)碼管。led點陣設計到的陣元多，顯示美觀，但是電路復雜，價格昂貴；七段led數(shù)碼管電路簡單，價格比led點陣便宜，但是顯示美觀度下降。
控制模塊的數(shù)顯電子控制單元控制琴鍵標志單元上數(shù)字顯示塊的有源顯示，一種經(jīng)濟的方式為電子控制和字模結合實現(xiàn)，這里稱為背光字模。字模上把要顯示的1-7的數(shù)字都先印刷或者雕刻或者3d打印固定好，數(shù)字上再戳一些小孔用以透光，然后制作安插了若干個led燈的led燈板，每個led燈位于字模相應數(shù)字的下方，要顯示哪個數(shù)字則數(shù)顯控制單元就控制點亮哪個led燈，該電路實現(xiàn)簡單，但是顯示占用的空間大，當顯示的空間固定時候，則顯示的數(shù)字就比較小。
本發(fā)明所提出的基于音形色力時的動態(tài)豎線譜及琴鍵標志裝置，具有以下優(yōu)點：
(1)動態(tài)豎線譜把簡譜融入，簡譜符標注了數(shù)字簡譜名，注視區(qū)的琴鍵標志塊上也顯示簡譜名，使得不會五線譜而只會簡譜的人也能彈奏。
(2)動態(tài)豎線譜除了彩色譜線與琴鍵一一對應，注視區(qū)也有不同顏色，不同形狀的琴鍵標志塊來和琴鍵一一對應，方便彈奏者找到彈奏音符的琴鍵位置。
(3)動態(tài)豎線譜利用簡譜符的時間條、力度條來描述音符的音值和音量，而五線譜是無法描述音量的。若有反饋系統(tǒng)，彈奏者可以準確把握琴鍵按下和松開時間，即準確把握節(jié)奏，也可以調(diào)整彈奏力度。
(4)琴鍵標志塊用不同的音組色帶區(qū)分不同的音組，不同的顏色或者/和不同的形狀來區(qū)分同一音組的黑白鍵，同時顯示數(shù)字簡譜名(唱名)。琴鍵標志塊貼于琴鍵上下方，使得黑白鍵容易辨認，音區(qū)容易找到，降低彈奏入門的難度，幫助初學者快速入門，更讓彈奏者對著簡譜也可以彈奏，視唱更為容易。琴鍵標志塊的提示有利于彈奏時，其與演奏者心中的音樂旋律相對應，同時也能幫助歌曲學唱者按簡譜進行視唱。
(5)琴鍵標志塊的數(shù)字顯示塊顯示的數(shù)字簡譜名根據(jù)樂譜的彈奏調(diào)式變化，這讓彈奏者在彈奏不同調(diào)的樂譜時不用刻意去記憶不同彈奏調(diào)式相同音符對應的琴鍵位置的不同，讓學琴變得簡單。
(6)本發(fā)明提供了一種電子控制和字模結合的琴鍵標志單元上的數(shù)字顯示方式，使得琴鍵標志模塊制作比較經(jīng)濟實惠。
附圖說明
圖1(a)是本發(fā)明的系統(tǒng)框圖；
圖1(b)是本實施例的裝置示意圖；
圖2是本實施例的動態(tài)豎線譜的示意圖；
圖3(a)是本實施例的相同音值和音量的不同簡譜數(shù)字名的簡譜符示意圖；
圖3(b)是本實施例的不同音值的簡譜符示意圖；
圖3(c)是本實施例彈奏一個4分音符時簡譜符的變化示意圖；
圖3(d)是本實施例的三個不同音量的簡譜符示意圖；
圖4(a)是本實施例對應小字一組的琴鍵標志組示意圖；
圖4(b)是本實施例簡化的琴鍵標志組示意圖；
圖4(c)是本實施例在c調(diào)、d調(diào)、e調(diào)時琴鍵標志組的示意圖；
圖4(d)是本實施例琴鍵標志組的字模示意圖；
圖4(e)是本實施例琴鍵標志組的電路板層led燈陣列示意圖；
圖4(f)是本實施例琴鍵標志組的電路板層led燈陣列在c調(diào)時相應led燈亮的示意圖；
圖4(g)是本實施例c調(diào)時相應led燈亮時某個琴鍵標志組的效果示意圖；
圖5是本實施例動態(tài)豎線譜和琴鍵標志模塊的聯(lián)合展示示意圖；
圖6是本發(fā)明彈奏者使用本裝置彈奏的流程圖。
具體實施方式
下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進一步說明，但本發(fā)明的實施不限于此。
如圖1(a)所示，是本發(fā)明基于音形色力時的動態(tài)豎線譜及琴鍵標志裝置的系統(tǒng)框圖，包括動態(tài)豎線譜產(chǎn)生模塊、動態(tài)豎線譜顯示模塊、琴鍵標志模塊、控制模塊和電源。動態(tài)豎線譜產(chǎn)生模塊負責把五線譜或者簡譜翻譯成動態(tài)豎線譜，動態(tài)豎線譜顯示模塊提供人機交互以及用顯示屏把動態(tài)豎線譜顯示出來。琴鍵標志模塊提供醒目的琴鍵分區(qū)和分組信息，以及根據(jù)樂曲彈奏調(diào)式而變的數(shù)字簡譜名，其包含的琴鍵標志單元數(shù)目和琴鍵數(shù)目一致。控制模塊控制動態(tài)豎線譜產(chǎn)生模塊、動態(tài)豎線譜顯示模塊和琴鍵標志模塊的總體工作，包含主控單元和數(shù)顯電子控制單元。主控單元根據(jù)輸入的五線譜或者簡譜等樂譜，以及彈奏調(diào)式，控制動態(tài)豎線譜產(chǎn)生模塊把樂譜翻譯為動態(tài)豎線譜，控制動態(tài)豎線譜顯示模塊顯示動態(tài)豎線譜；數(shù)顯電子控制單元根據(jù)彈奏調(diào)式控制每個琴鍵標志組中數(shù)字顯示塊的數(shù)字簡譜名的顯示控制，即是1-7阿拉伯數(shù)字的顯示。電源為動態(tài)豎線譜產(chǎn)生模塊、動態(tài)豎線譜顯示模塊、琴鍵標志模塊和控制模塊供電或者提供電源接口。
圖1(b)是本實施例的裝置示意圖。借助鋼琴101來說明，控制模塊和動態(tài)豎線譜產(chǎn)生模塊集成在一起，用一dsp來實現(xiàn)，圖102示意，動態(tài)豎線譜顯示模塊用觸摸顯示屏103來實現(xiàn)，顯示動態(tài)豎線譜104，觸摸顯示屏的寬度根據(jù)實際情況可以不同，擺放于鋼琴鍵盤105之上原來放置譜夾的地方，讓彈奏者容易看到。琴鍵標志模塊106貼于鋼琴鍵盤上下的橫桿上，琴鍵標志單元一一對應鋼琴鍵盤的琴鍵。這樣可以完全不改變現(xiàn)有鋼琴的內(nèi)在結構，只是把該裝置擺放和固定好，打開或者插上電源107，這里示意插上電源就可以工作，給彈奏者提供方便視唱的動態(tài)豎線譜和彈奏的琴鍵位置。整套裝置安裝拆卸方便，容易攜帶，可以安裝在任意需要彈奏的琴上。
如圖2所示，是本實施例的動態(tài)豎線譜的示意圖。動態(tài)豎線譜201由彩色譜線202、若干簡譜符、注視區(qū)203和擊鍵時刻線204組成，完整直觀地展現(xiàn)樂譜中音符的數(shù)字簡譜名、音高、音值(音長)、音量(即彈奏的力度)元素。彩色譜線202描述不同的音高；簡譜符表示音符的數(shù)字簡譜名、音高、音值和音量；注視區(qū)203即是彈奏者眼睛重點關注的區(qū)域，以琴鍵標志模塊上的顏色和/或圖形為背景圖，為了使簡譜符在此區(qū)域顯示明顯，可以調(diào)整背景圖的顏色亮度。擊鍵時刻線204在注視區(qū)203上方，不同的簡譜符隨著樂譜節(jié)拍動態(tài)顯示，當某個簡譜符上升到擊鍵時刻線時，彈奏者則用簡譜符描述的力度和時長來彈奏相應的鍵。
彩色譜線202是豎線，與琴鍵標志模塊上的各琴鍵標志單元一一對應，即動態(tài)豎線譜的譜線數(shù)目與琴鍵標志模塊上的琴鍵標志單元數(shù)(也即是琴鍵數(shù)目)一樣，動態(tài)豎線譜的譜線顏色與對應的琴鍵標志單元顏色一致。從視覺上看，譜線與琴鍵標志模塊連成一體，譜線直觀地代表音高，彈奏者能輕松地從動態(tài)豎線譜對應到琴鍵標志模塊。為了區(qū)分黑白鍵，對應白鍵的彩色譜線的粗細可以與對應黑鍵的彩色譜線不一樣，圖中對應黑鍵的彩色譜線比對應白鍵的彩色譜線粗，示意的一個音組的彩色譜線顏色依次為：紫色，粉紅色，靛色，淺綠色，藍色，綠色，黑色，黃色，淺藍色，橙色，灰色和紅色，下一個音組再重復。
動態(tài)豎線譜的簡譜符位于彩色譜線上，代表了樂譜上的音符，能直觀地顯示音符的音高、數(shù)字簡譜名(唱名)、音值和音量(即彈奏的力度)。簡譜符所在的彩色譜線對應的琴鍵即是應該彈奏的琴鍵(即音高)。數(shù)字簡譜名、音值和音量在圖3中進一步解釋。
動態(tài)豎線譜隨著樂譜節(jié)拍動態(tài)顯示。如圖2所示，205是五線譜的四個音符，標注了t1、t2、t3時刻各需要彈奏的音符。其中1＝c(表明用c調(diào)彈奏)，
如圖3所示，是本實施例簡譜符的示意圖。這里的簡譜符由簡譜數(shù)字符、數(shù)字符外框、時力框組成，主要表征簡譜數(shù)字名、左右手彈奏、音值、音量四個要素。簡譜數(shù)字符內(nèi)的數(shù)字表示彈奏音符的簡譜數(shù)字名；數(shù)字符外框用不同的形狀來區(qū)分左右手彈奏，如圓形來表示右手彈奏，圓形和方形的上下組合表示左手彈奏；時力框表示音值和音量，圖中用方塊條來示意，其高度表示音值，即是按鍵的時長，寬度表示音量，即是按鍵的力度。簡譜符的簡譜數(shù)字符、數(shù)字符外框、時力框都可以根據(jù)彈奏者的喜好設置不同的線條顏色和填充顏色，數(shù)字選用不同的字體，數(shù)字符外框和時力框可以選擇不同的形狀。
圖3(a)中分別示意了相同音值和音量的不同簡譜數(shù)字名的簡譜符，簡譜數(shù)字符1，2，3，4分別代表簡譜上的音“do”，“re”，“mi”，“fa”，前面兩個音符的數(shù)字符外框為圓形，表示右手彈奏，后面兩個音符的數(shù)字符外框為圓形和方形的上下組合，表示左手彈奏。
圖3(b)示意了不同音值的簡譜符。簡譜符的時力框用方塊條來示意，方塊條的高度與音值對應，圖中如301示意了方塊條的標準高度，表示全音符(4拍)，標準高度的
在彈奏某個音符時時力框(即該例中方塊條)的高度隨時間變小，圖3(c)示意了彈奏一個4分音符的時候，該簡譜符時力框的高度隨著時間在變化，一開始彈奏時候高度最高，隨著時間逐漸變低，最后變?yōu)榱?，表示彈奏完該音符，琴鍵可松開彈起，整個簡譜符也隨之消失。若簡譜符有多個時力框，則所有的方塊條都消失，該音符才結束，琴鍵才可以松開彈起。
圖3(d)示意了三個不同音量的簡譜符，如圖310、311、312示例。簡譜符時力框，即方塊條的寬度用以顯示期望的彈奏力度，310示意的彈奏力度大，311示意的彈奏力度其次，312示意的彈奏力度最小。當有彈奏力度反饋系統(tǒng)時，在上面疊加上實際彈奏者的彈奏力度方塊條313，且用不同的顏色來區(qū)分，圖中示意了用不同的填充圖案來區(qū)分。當彈奏力度不夠時，彈奏力度方塊條的寬度低于標準方塊條；當彈奏力度過大時，彈奏力度方塊條的寬度高于標準方塊條。彈奏者可通過觀察兩個方塊條的寬度，調(diào)整彈奏力度。在圖示中，疊加的彈奏力度方塊條的寬度低于標準方塊條，顯示彈奏者的力量不夠。
圖4是本實施例的琴鍵標志組模塊。琴鍵標志模塊由若干個琴鍵標志組組成。如鋼琴，則需要9個琴鍵標志組貼于琴鍵的上方，若琴鍵下方也要貼，則共需要18個琴鍵標志組。分組的方式和琴鍵的分組方式一樣，對應鋼琴琴鍵上的大字組，大字一組，大字二組，小字組，小字一組，小字二組，小字三組，小字四組，小字五組。每個琴鍵標志組由一個組區(qū)色帶和一個琴鍵標志塊組成。根據(jù)鋼琴琴鍵的設置，除大字二組，小字五組外都是以一個八度之內(nèi)的十二個鍵為一組，每組配置一個琴鍵標志組，每個琴鍵標志組用不同顏色和/或圖形的音組色帶區(qū)分，每個琴鍵標志組的琴鍵標志塊由12個琴鍵標志單元組成，和12個琴鍵一一對應。琴鍵標志組的音組色帶用不同的顏色和/或圖形來區(qū)分表示不同的音組，即是組間琴鍵的區(qū)分，用無源的形式來顯示。琴鍵標志組的琴鍵標志塊的每個琴鍵標志單元用不同的顏色和/或圖形來區(qū)分音組內(nèi)的琴鍵，另外還用數(shù)字顯示塊來顯示數(shù)字，代表不同的數(shù)字簡譜名。不同音組的琴鍵標志塊可以相同。琴鍵標志單元的顏色和/或圖形可以采用無源的形式來固定顯示，如，先根據(jù)彈奏者的喜好來設計，再印刷涂色上去，用于明顯區(qū)分音組內(nèi)的琴鍵。由于用不同的彈奏調(diào)式來彈奏同一樂譜時，同一琴鍵位置處其代表的唱名不同，不是固定的，數(shù)字顯示塊則根據(jù)彈奏調(diào)式顯示相應的數(shù)字簡譜名，所以以有源的形式來動態(tài)顯示，方便視唱。
圖4(a)示意的是對應小字一組的琴鍵標志組，由一個組區(qū)色帶401和12個琴鍵標志單元402組成。組區(qū)色帶401用灰色，表示對應小字一組；琴鍵標志單元的寬度和琴鍵的寬度一致，使得貼于小字一組的琴鍵上方時和小字一組的琴鍵一一對應。琴鍵標志單元用不同的顏色(圖例中用不同的填充)來標志區(qū)分這12個琴鍵，更進一步，用不同的圖形來標志區(qū)分這一組的5個黑鍵，本實施例中使用了如403所示的圖形來區(qū)分黑鍵。琴鍵標志單元用數(shù)字顯示塊404來顯示阿拉伯數(shù)字，即是這些琴鍵代表的數(shù)字簡譜名(唱名)，圖示的是用c調(diào)彈奏時候?qū)某?，其“do，re，mi，fa，sol，la，si”七個音都落在白鍵上，為突出顯示，數(shù)字可以用不同的底色和字體色來顯示以及區(qū)分是落在黑鍵還是白鍵上，實施例中落在白鍵上用白底黑字，落在黑鍵上用黑底白字。
琴鍵標志組貼于琴鍵的上方和下方，可以將其固化在一硬板上用3m魔術貼貼上，另外貼于琴鍵下方的琴鍵標志組可以有所簡化，圖4(b)示意的是實施例中簡化的琴鍵標志組，只有琴鍵標志塊中白鍵對應的顏色顯示。
圖4(c)是本實施例的琴鍵標志組不同彈奏調(diào)式的顯示，示意了c調(diào)、d調(diào)、e調(diào)的琴鍵標注組，可以看到他們的區(qū)別就是隨彈奏調(diào)式而變的簡譜數(shù)字名落在不同的位置上，這是由控制模塊的數(shù)顯電子控制單元控制其進行有源顯示的，其他的用無源的方式固定顯示。
圖4(d)---圖4(g)是實施例的琴鍵標志組的其中一種實現(xiàn)方式，結合電子和字模形式來實現(xiàn)，琴鍵標志組分成兩層制作，第一層為塑料層，制作字模，見圖4(d)，上面貼上由顏色填充和圖形疊加的圖案，琴鍵標志組的音組色帶用不同的顏色或者/和圖形來填充，琴鍵標志組的琴鍵標志塊的琴鍵標志單元也用不同的顏色來填充，在黑鍵上再疊加圖形，最后在琴鍵標志單元再疊加標注數(shù)字1-7。圖中數(shù)字的排列規(guī)則為1在中間，2-6分布在1的周圍。數(shù)字上再戳一些小孔用以透光。第二層為電路板層，見圖4(e)，在第一層有數(shù)字的對應位置處布置相應的led燈，如405，要顯示哪個數(shù)字，則數(shù)顯電子控制單元控制相應的led燈亮，如圖4(f)中的406，用白色填充來示意led燈亮。圖4(g)示意了c調(diào)時相應led燈亮的時候某個琴鍵標志組的效果圖，led燈光通過數(shù)字上的小孔透過入射到人的眼睛，就可以發(fā)現(xiàn)該數(shù)字被顯示。這里用白底黑字突出顯示來表示led燈亮后相應數(shù)字的效果，如407。
圖5是本實施例動態(tài)豎線譜和琴鍵標志模塊的聯(lián)合展示。圖中示意的是動態(tài)豎線譜的寬度與琴鍵鍵盤寬度不一致的情況下小字組，小字一組，小字二組，小字三組這四組對應的琴鍵標志模塊和動態(tài)豎線譜。這里示意動態(tài)豎線譜的寬度小于琴鍵鍵盤寬度，用傾斜發(fā)散的彩線將動態(tài)豎線譜的彩色譜線末端與琴鍵標志模塊對應的琴鍵標志單元相連。如果動態(tài)豎線譜的寬度與琴鍵鍵盤寬度一致，動態(tài)豎線譜的彩色譜線直接位于琴鍵標志模塊的上方，與之相連。
圖示中給出了用c調(diào)彈奏上面的四個音符的例子，501為鋼琴鍵盤，圖示中給出了小字一組至小字四組的琴鍵為例，琴鍵上方貼了琴鍵標志組502，琴鍵下方貼了簡化的只有白鍵顏色的琴鍵標志組503，504為觸摸顯示屏，其上顯示動態(tài)豎線譜505。動態(tài)豎線譜是豎線譜，與鍵盤501琴鍵對應。動態(tài)豎線譜用彩色譜線506代表音高，譜線顏色與琴鍵標志模塊中相應琴鍵標志單元的顏色一致。動態(tài)豎線譜以簡譜符507代表音符，直觀地顯示唱名(數(shù)字簡譜名)、音值和力度，簡譜符位于彩色譜線上，待要彈奏時，簡譜符上升到注視區(qū)508，注視區(qū)有鍵盤和琴鍵標志組作為背景圖509，隨著樂譜的播放，當某個琴鍵應該被彈奏的時候，其對應的簡譜符就會亮起，并觸碰到擊鍵時刻線510，根據(jù)音符的音值，簡譜符長方條的高度會慢慢降低，簡譜符長方條的高度減為0就消失，表示彈奏音值結束。圖示中的注視區(qū)以琴鍵標志模塊和鍵盤為背景圖，彈奏時只需要注視該區(qū)域結合實際的琴鍵標志模塊即可知道當前需要彈奏的音符在鍵盤上的位置。注視區(qū)的下方是待彈奏的音符對應的簡譜符，為灰色的，如511，它們以均勻的速度滾動到注視區(qū)中。
圖6是彈奏練習者利用基于音形色力時的動態(tài)豎線譜及琴鍵標志裝置進行一次練習的流程圖。
步驟1：彈奏練習者打開裝置的電源，在顯示模塊上輸入需要彈奏曲目的簡譜或者五線譜，以及彈奏調(diào)式。
步驟2：控制模塊根據(jù)彈奏曲目的簡譜或者五線譜以及彈奏調(diào)式，控制動態(tài)豎線譜產(chǎn)生模塊生成動態(tài)豎線譜，然后交由動態(tài)豎線譜顯示模塊進行顯示。
步驟3：控制模塊根據(jù)彈奏調(diào)式，控制琴鍵標志模塊有源顯示簡譜數(shù)字名。
步驟4：點按顯示模塊上的開始鍵則動態(tài)豎線譜在顯示屏上動態(tài)顯示，彈奏者根據(jù)動態(tài)豎線譜和琴鍵標志模塊上的顯示開始輕松彈奏。
上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍。
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