基于三维定位原理的空间演奏方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于三维定位原理的空间演奏方法及装置，属于演奏系统技术领域。所述基于三维定位原理的空间演奏方法包括步骤1：运用三维定位原理获取演奏者的动作信息，所述动作信息包含被弹奏乐器的被弹奏原件的瞬时坐标；步骤2：根据所述瞬时坐标，从预先存储的坐标和音调的对应关系表中，查找出对应的音调；步骤3：将所述音调发送给扬声器，使扬声器发出声音。与现有技术相比，本发明专利技术既能够准确有效地获得演奏者的动作数据，又能在满足乐器、音乐演奏要求的前提下，实现简单方便地演奏。

Space playing method and device based on three-dimensional positioning principle

The invention discloses a space playing method and a device based on the three-dimensional positioning principle, belonging to the technical field of performance system. The 3D positioning principle of space playing method comprises the following steps: 1 based on the use of three-dimensional positioning principle gets the player movement information, including playing musical instruments are playing the original instantaneous coordinate the action information; step 2: according to the instantaneous coordinate, coordinate and tone from the corresponding relation table stored in advance in the search a corresponding tone; step 3: send the tone to the speaker, the speaker sound. Compared with the prior art, the invention not only can accurately and effectively obtain the action data of the player, but also can realize the simple and convenient performance under the premise of satisfying the requirements of the musical instrument and the music performance.

【技术实现步骤摘要】
基于三维定位原理的空间演奏方法及装置
本专利技术涉及演奏系统
，特别是指一种基于三维定位原理的空间演奏方法及装置。
技术介绍
随着计算机系统性能的快速提升，许多在音乐制作上使用的硬件已经转换成为软件实现。大量优质的软音源相继出现，使得人们不必再花费几十万甚至上百万的资金去购买音色上好的乐器就能听到世界顶级乐器发出的声音甚至进行演奏。利用软音源技术的虚拟乐器是乐器发展的一种新趋势。现有技术中，VirtualAirGuitarCompanyOy生产的AirGuitar利用空间识别技术即采用网络摄像头识别使用者的手势，以网络摄像头能拍到使用者的手为前提，如果使用者背对这摄像头或者手在摄像头的视觉范围之外，系统便会失效。另外，申请号为200910080854.4，名称为“基于手部动作感应的虚拟演奏系统”的专利提出了一种虚拟演奏系统。它的机器视觉模块采用红外LED作为光源，利用红外滤光片来进行噪声抑制，摄像头捕获的数据通过USB接口传到数据模块。对光线要求比较严格，因此在晚上或者光线较弱时，摄像头捕获的图像清晰度较低，有一定的局限性。并且由于摄像头捕获的图像背景复杂，在进行后期处理过滤时容易出现误识别或视为无效操作，降低了数据的准确性。因此，如何能够准确有效地获得使用者的动作数据，并且能够在满足乐器、音乐演奏要求的前提下，实现简单方便地演奏成为亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种既能够准确有效地获得使用者的动作数据，又能在满足乐器、音乐演奏要求的前提下，实现简单方便演奏的基于三维定位原理的空间演奏方法及装置。为解决上述技术问题，本专利技术提供技术方案如下：一方面，提供一种基于三维定位原理的空间演奏方法，包括：步骤1：运用三维定位原理获取演奏者的动作信息，所述动作信息包含被弹奏乐器的被弹奏原件的瞬时坐标；步骤2：根据所述瞬时坐标，从预先存储的坐标和音调的对应关系表中，查找出对应的音调；步骤3：将所述音调发送给扬声器，使扬声器发出声音。另一方面，提供一种基于三维定位原理的空间演奏装置，包括：获取模块，用于获取演奏者的动作信息，所述动作信息包含被弹奏乐器的被弹奏原件的瞬时坐标；查找模块，用于根据所述瞬时坐标，从预先存储的坐标和音调的对应关系表中，查找出对应的音调；发送模块，用于将所述音调发送给扬声器，使扬声器发出声音。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术的基于三维定位原理的空间演奏方法及装置，首先获取模块运用三维定位原理获取演奏者的动作信息，动作信息包含被弹奏乐器的被弹奏原件的瞬时坐标，然后查找模块根据瞬时坐标，从预先存储的坐标和音调的对应关系表中，查找出对应的音调，紧接着，发送模块将音调发送给扬声器，使扬声器发出声音。运用三维定位原理代替现有技术中网络摄像头获得演奏者的动作信息，结构简单、成本低，并且可以提高数据的准确性。综上，与现有技术相比，本专利技术既能够准确有效地获得演奏者的动作数据，又能在满足乐器、音乐演奏要求的前提下，实现简单方便地演奏。附图说明图1为本专利技术的基于三维定位原理的空间演奏方法的流程示意图；图2为本专利技术的基于三维定位原理的空间演奏方法及装置的第一实施例的空间三维坐标系的结构示意图；图3为本专利技术的基于三维定位原理的空间演奏方法及装置的第一实施例中虚拟电子琴的结构示意图；图4为本专利技术的基于三维定位原理的空间演奏方法及装置的第一实施例的结构示意图；图5为本专利技术的基于三维定位原理的空间演奏方法及装置的第二实施例的空间三维坐标系的结构示意图；图6为本专利技术的基于三维定位原理的空间演奏方法及装置的第三实施例的空间三维坐标系的结构示意图；图7为本专利技术的基于三维定位原理的空间演奏装置的结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。一方面，本专利技术提供一种基于三维定位原理的空间演奏方法，如图1所示，包括：步骤S1：运用三维定位原理获取演奏者的动作信息，动作信息包含被弹奏乐器的被弹奏原件的瞬时坐标；步骤S2：根据瞬时坐标，从预先存储的坐标和音调的对应关系表中，查找出对应的音调；步骤S3：将音调发送给扬声器，使扬声器发出声音。本专利技术的基于三维定位原理的空间演奏方法，运用三维定位原理代替现有技术中网络摄像头获得演奏者的动作信息，结构简单、成本低，并且可以提高数据的准确性。与现有技术相比，本专利技术既能够准确有效地获得演奏者的动作数据，又能在满足乐器、音乐演奏要求的前提下，实现简单方便地演奏。在本专利技术方法的第一实施例中，如图2～4所示，被弹奏乐器为虚拟键盘类乐器，虚拟键盘类乐器以虚拟电子琴10’为例，被弹奏原件为虚拟琴键11’；步骤S1之前还包括：步骤S10：预先通过至少三个信号接收器17’建立空间三维坐标系12’，其中，演奏者的指尖上佩戴有信号发射器13’，信号接收器17’用于解析信号发射器13’的三维坐标，虚拟琴键11’的上端面视为演奏区平面14’(该平面为虚拟电子琴10’上端面方框所在的区域)，演奏区平面14’的上方一定高度的平面视为虚拟键程面15’，演奏区平面14’在虚拟键程面15’垂直投影与演奏区平面14’之间所形成的区域(立体空间)视为键程16’。具体地，首先，如图2所示，通过三个信号接收器17’建立空间三维坐标系12’，在空间三维坐标系12’中设置虚拟电子琴10’的演奏区平面14’(该平面为虚拟电子琴10’上端面方框所在的区域)，图中的虚拟琴键11’并不是真实存在的，而是供演奏者参考的琴键平面分布图，按真实电子琴的琴键分布和尺寸绘制，演奏区平面14’的上方一定高度的平面视为虚拟键程面15’，演奏区平面14’在虚拟键程面15’垂直投影与演奏区平面14’之间的间隔(Δz)即为虚拟电子琴10’的键程16’，该间隔依据电子琴真实的键程设置，以便最大限度符合人的弹奏习惯。演奏区平面14’确定后，演奏区平面14’上的每个虚拟琴键11’区域都对应一个确定的平面坐标范围，例如第1个白键对应的平面坐标范围为(x0～x1,y0～y1)，第一个黑键对应的平面坐标范围为(x′0～x′1,y′0～y′1)，以此类推。演奏者的十个指尖上分别佩戴一个信号发射器13’，如图3所示，在虚拟键程面15’上按正常演奏的动作敲击虚拟琴键11’，运用三维定位原理获取被敲击虚拟琴键11’的瞬时坐标。需要说明的是，空间三维坐标系12’中还设置有用于同步信号接收器17’接收信号时间的额外的信号接收器17’。步骤S2进一步为：判断瞬时坐标是否在键程16’内，若瞬时坐标在键程16’内，则从预先存储的坐标和音调的对应关系表中，查找出对应的音调。具体地，如图4所示，以演奏者左手佩戴的五个信号发射器13’为例，即第一信号发射器113’、第二信号发射器213’、第三信号发射器313’、第四信号发射器413’和第五信号发射器513’，图中第一信号发射器113’和第四信号发射器413’均完全在键程16’内，则从预先存储的坐标和音调的对应关系表中，查找出第一信号发射器113’和第四信号发射器413’所对应虚拟琴键11’的音调，将该音调本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于三维定位原理的空间演奏方法，其特征在于，包括：步骤1：运用三维定位原理获取演奏者的动作信息，所述动作信息包含被弹奏乐器的被弹奏原件的瞬时坐标；步骤2：根据所述瞬时坐标，从预先存储的坐标和音调的对应关系表中，查找出对应的音调；步骤3：将所述音调发送给扬声器，使扬声器发出声音。

【技术特征摘要】
1.一种基于三维定位原理的空间演奏方法，其特征在于，包括：步骤1：运用三维定位原理获取演奏者的动作信息，所述动作信息包含被弹奏乐器的被弹奏原件的瞬时坐标；步骤2：根据所述瞬时坐标，从预先存储的坐标和音调的对应关系表中，查找出对应的音调；步骤3：将所述音调发送给扬声器，使扬声器发出声音。2.根据权利要求1所述的基于三维定位原理的空间演奏方法，其特征在于，所述被弹奏乐器为虚拟键盘类乐器，所述被弹奏原件为虚拟琴键；所述步骤1之前还包括：步骤10：预先通过至少三个信号接收器建立空间三维坐标系，其中，演奏者的指尖上佩戴有信号发射器，所述信号接收器用于解析所述信号发射器的三维坐标，所述虚拟琴键的上端面视为演奏区平面，所述演奏区平面的上方一定高度的平面视为虚拟键程面，演奏区平面在所述虚拟键程面垂直投影与演奏区平面之间所形成的区域视为键程；所述步骤2进一步为：判断所述瞬时坐标是否在所述键程内，若所述瞬时坐标在所述键程内，则从预先存储的坐标和音调的对应关系表中，查找出对应的音调。3.根据权利要求2所述的基于三维定位原理的空间演奏方法，其特征在于，所述步骤3还包括：步骤31：判断所述瞬时坐标在所述键程内的高度，根据所述高度，调节所述音调的音量。4.根据权利要求1所述的基于三维定位原理的空间演奏方法，其特征在于，所述被弹奏乐器为虚拟弦类乐器，所述被弹奏原件为虚拟弦；所述步骤1之前还包括：步骤10：预先通过至少三个信号接收器建立空间三维坐标系，其中，演奏者的指尖上佩戴有信号发射器，所述信号接收器用于解析所述信号发射器的三维坐标，所述虚拟弦水平向前/后一定距离视为演奏区平面，所述演奏区平面即对应每个虚拟弦的弦程；所述步骤2进一步为：判断所述瞬时坐标是否在所述弦程内，若所述瞬时坐标在所述弦程内，则从预先存储的坐标和音调的对应关系表中，查找出对应的音调。5.根据权利要求4所述的基于三维定位原理的空间演奏方法，其特征在于，所述步骤3还包括：步骤31：判断所述瞬时坐标在所述弦程内离所述弦程前/后边沿的水平宽度，根据所述水平宽度，调节所述音调的音量。6.一种基于三...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜宗展，杜昊霖，高琦，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东,37