[发明专利]一种基于乐器数字接口的虚拟扬琴系统

说明书

技术领域

本发明属于虚拟现实、人机交互以及教育技术领域，具体涉及一种针对民族乐器教学的基于乐器数字接口的虚拟扬琴系统。

技术背景

器乐教学是音乐教学的重要组成部分，它对于培养学生高尚的道德情操、良好的审美观念、创新性的思维能力具有不可替代的作用。在传统器乐教学中，所需的民族乐器和西洋乐器价格较为昂贵，而且需要有专门的音乐教师和教学场地进行教学，使得器乐教学方式较为单一,很难进一步的普及和发展。而随着虚拟乐器、虚拟音乐软件等虚拟现实技术以及电脑音乐制作技术迅猛发展，使得器乐教学不再局限于场地和设备，为器乐教学的发展带来了新的契机。

目前现有的虚拟乐器教学软件大都是由美国、日本等西方国家研发出来的，主要针对常见的西洋乐器，例如钢琴、吉他等。国产的虚拟乐器软件数量较少，专门针对我国民族乐器而设计的虚拟乐器教学软件尤为罕见，这无疑限制了我国民族音乐的传承和发展。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于乐器数字接口的虚拟扬琴系统。

本发明所采用的技术方案是：一种基于乐器数字接口的虚拟扬琴系统，其特征在于：包括用户演奏模块、自动演奏模块、知识讲解模块；

所述用户演奏模块，用于多模态人机交互、演奏作品存储及回放子、演奏作品评价；

所述自动演奏模块，用于MIDI文件解析、扬琴声音和音符动画触发以及乐曲演奏；

所述知识讲解模块，用于扬琴介绍，扬琴乐理知识讲解、扬琴演奏技巧讲解。

本发明的基本原理是：(1)系统界面简洁友好。系统界面是用户进行演奏学习的主要场地，界面的友好性在一定程度上影响用户学习的心情和演奏效果。因此在界面设计时，需要选择舒服的色彩搭配，并在功能按钮颜色样式方面进行合理的设计规划，在保证实用性的同时，尽可能的保持界面的简洁。(2)扬琴乐理知识介绍。对于初学扬琴的学习者来说，对扬琴还没有一定的概念，需要对其进行扬琴知识的培训普及。因此系统中扬琴知识介绍模块的添加非常必要。它可以让学习者了解扬琴的发展、结构特征、乐理知识以及演奏技巧等，为后续的学习奠定基础。(3)多平台多方式演奏。目前，大部分学习者拥有移动终端设备，桌面版的鼠标、键盘点击的方式已经不能满足他们的需求。移动设备已经深入到人们生活的方方面面，而且触摸方式的直接交互深得现代人的喜爱，因此，系统需在不同设备终端稳定运行，才能满足现代用户的需求。(4)用户演奏乐曲录制回放。演奏完成后，反复试听自己演奏的乐曲将有助于用户快速捕捉到演奏错误的片段。用户可以将演奏错误的片段重点练习，快速提升演奏技巧。因此，具有录制回放功能将有助于学生的技艺练习。(5)用户演奏评价。好的评价可以激发学生内在的学习动力，促进学生学习的积极性。乐器演奏评价也不例外，对用户演奏的内容进行评价分析会在一定程度上激发学生学习的热情，提高学生的演奏水平。

本发明与现有虚拟乐器系统相比，具有以下的优点和有益效果：

(1)本发明将各项功能整合起来，可以单独作为一个独立的教学系统；

(2)本发明操作简单，操作界面用户友好性佳；

(3)本发明系统稳定性高，具有很强的鲁棒性。

附图说明

图1为本发明实施例的结构原理图。

具体实施方式

为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

本系统中系统架构和业务逻辑处理采用C#语言实现，前端界面设计采用.Net新一代的界面开发平台WPF来实现，使用VisualStudio2015进行开发和集成发布。

本发明提供的一个基于乐器数字接口的虚拟扬琴系统，包括以下功能模块：

功能1：用户演奏模块；

功能1.1：多模态人机交互子模块；若有可触摸设备，用户可以通过手指触摸进行多触点演奏；若无可触摸设备，用户亦可通过鼠标、键盘等计算机常用硬件设备进行演奏。因此系统采用WPF中的MediaElement类实现扬琴音色的播放，MediaElement元素是WPF特有的播放音频的方法，可以直接使用XAML来修改音频属性。相比传统的SoundPlayer类，MediaElement具有以下优势：

(1)不仅可以支持.wav音频文件还可以支持Windows Media Player能播放的格式；

(2)可以同时播放多个声音；