虛擬鋼琴音樂(lè)教學(xué)工具的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的中期報(bào)告

虛擬鋼琴音樂(lè)教學(xué)工具的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的中期報(bào)告1.研究目標(biāo)和背景鋼琴是一種廣泛應(yīng)用的樂(lè)器，而在學(xué)習(xí)過(guò)程中，則需要大量的練習(xí)來(lái)掌握它的演奏技巧?；谶@種情況，我們期望通過(guò)虛擬鋼琴音樂(lè)教學(xué)工具的研發(fā)，幫助初學(xué)者更好地掌握鋼琴演奏技巧，提高學(xué)習(xí)效果和興趣。該工具主要包括以下三部分：-虛擬鋼琴模擬器，提供鋼琴鍵盤的演奏、演示功能。-樂(lè)理基礎(chǔ)教學(xué)模塊，包括音符、節(jié)拍、和弦等內(nèi)容。-練習(xí)模塊，提供彈奏練習(xí)、曲目演練等功能。2.大體設(shè)計(jì)在工具的整體設(shè)計(jì)方面，我們采用了客戶端/服務(wù)器模式?？蛻舳瞬捎肅/C++語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)，包含圖形界面、虛擬鋼琴模擬器、樂(lè)理基礎(chǔ)教學(xué)模塊和練習(xí)模塊等。服務(wù)器端使用Java語(yǔ)言，實(shí)現(xiàn)彈奏評(píng)估算法，評(píng)估練習(xí)中彈奏的準(zhǔn)確度和流暢度?？蛻舳酥饕δ馨ǎ轰撉冁I盤模擬器、樂(lè)理基礎(chǔ)教學(xué)模塊、練習(xí)模塊和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。-鋼琴鍵盤模擬器：采用OpenGL實(shí)現(xiàn)，支持鋼琴鍵盤的演奏和演示功能。其中鍵盤按鍵動(dòng)畫(huà)使用幀動(dòng)畫(huà)實(shí)現(xiàn)。-樂(lè)理基礎(chǔ)教學(xué)模塊：包括音符、節(jié)拍、和弦等基本概念，采用圖像加文字的方式呈現(xiàn)，使用動(dòng)畫(huà)效果增加用戶的體驗(yàn)感。-練習(xí)模塊：包括彈奏練習(xí)、曲目演練等功能。用戶可以選擇不同難度的曲目進(jìn)行練習(xí)，同時(shí)可以記錄練習(xí)分?jǐn)?shù)以及歷史記錄。-數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：包括用戶信息、練習(xí)記錄、曲目等數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。采用了sqlite3數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行存儲(chǔ)。服務(wù)器端主要功能包括：彈奏評(píng)估算法、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和提供WebAPI。-彈奏評(píng)估算法：采用DTW算法進(jìn)行評(píng)估。由于鋼琴曲目較為復(fù)雜，需要對(duì)曲目進(jìn)行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為按鍵序列進(jìn)行評(píng)估。-數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：采用了MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行存儲(chǔ)。存儲(chǔ)用戶登錄信息、練習(xí)成績(jī)以及分?jǐn)?shù)排名等信息。-WebAPI：提供用戶登錄、練習(xí)成績(jī)提交、分?jǐn)?shù)排名等功能的API。3.工作進(jìn)展在項(xiàng)目的實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，我們完成了以下工作：-完成了虛擬鋼琴模擬器的實(shí)現(xiàn)，包括支持鋼琴鍵盤的演奏和演示等功能。-完成了樂(lè)理基礎(chǔ)教學(xué)模塊的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，呈現(xiàn)音符、節(jié)拍、和弦等基本概念，并采用動(dòng)畫(huà)等效果增加用戶的體驗(yàn)感。-完成了練習(xí)模塊的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，包括彈奏練習(xí)、曲目演練和分?jǐn)?shù)統(tǒng)計(jì)等功能。-實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)功能，使用sqlite3數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。-設(shè)計(jì)完成了服務(wù)器端的框架，實(shí)現(xiàn)WebAPI等功能。4.下一步工作計(jì)劃在接下來(lái)的工作中，我們將完成以下任務(wù)：-完善樂(lè)理基礎(chǔ)教學(xué)模塊，增加更多的樂(lè)理知識(shí)，并使用更優(yōu)秀的動(dòng)畫(huà)展示方式。-完善DTW算法，加速曲目的評(píng)估速度，并提高評(píng)估精度。-完善WebAPI功能，實(shí)現(xiàn)用戶登錄、成績(jī)提交、分?jǐn)?shù)排名等功能。-完善練習(xí)模