СПОСОБ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ НАИМЕНОВАНИЙ МУЗЫКАЛЬНЫХ ЗВУКОВ ТЕМПЕРИРОВАННОГО СТРОЯ В ДВЕНАДЦАТИСЛОГОВОЙ СИСТЕМЕ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2000 года по МПК G10H5/00 G09B15/00 

Изобретение относится к музыке в частности, к использованию в электронном постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ) в качестве тонов музыкального инструмента слоговых названий звуков темперированного строя в двенадцатислоговой системе наименований, например "Хроморяда Белецкого".

Известен метод волнового синтеза, применяемый для цифровой записи непосредственно с микрофона натуральных образцов (т.н. сэмплов) музыкальных и немузыкальных звуков. После программной обработки сэмплы хранятся в банке данных, например, в постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ) в качестве тонов созданных таким образом "инструментов", например, "рояль", "голос", "телефон" и др.

Озвучивание этих "инструментов" происходит в устройствах, использующих эти банки данных, в частности в цифровых музыкальных инструментах или звуковых картах (например, Sound Blaster AWE32), устанавливаемых в компьютерах. Устройства используют банки данных как непосредственно для исполнения музыки, так и для ее записи музыкальными студиями и нотными редакторами, а также для озвучивания музыки, записанной ранее в одном из известных стандартов, например, MIDI. (Ю.В.Петелин, Р.Ю.Петелин "Персональный оркестр... в персональном компьютере", Санкт-Петербург, изд. "Полигон", 1997 стр. 36-39 (1).

Разнообразие музыкальных и немузыкальных "инструментов", хранящихся в банке данных ПЗУ, расширяет творческие возможности пользователя.

При этом необходимо отметить, что ни улучшение качества звучания создаваемых сэмплов музыкальных "инструментов", ни количественное их разнообразие в банках данных не могут способствовать ускорению развития музыкальных способностей и музыкального слуха по ряду следующих обстоятельств.

Музыкальный строй, используемый в музыке, основан на равномерной темперации - делении октавы на двенадцать равных полутонов, (Вахромеев В. "Элементарная теория музыки", изд. 7-е. М.: Музыка, 1975 (2). Вследствие несоответствия количества используемых слогов (семь) с количеством звуков в октаве (двенадцать) и, соответственно, мест их извлечения, например клавиш, происходит процесс переименования звуков и мест их извлечения. Этот процесс становится возможным благодаря применению в нотной графике дополнительных корректирующих обозначений (знаков альтерации), таких как #, b, x, bb, прибавляемых в качестве их названий к слогам. Например: До диез # До бемоль b До дубль диез x До дубль бемоль bb. Эти корректирующие дополнения переносят именное значение исходного слога на соседние высоты звуков и, соответственно, места их извлечения на музыкальном инструменте вверх и вниз до 2-х полутонов, увеличивая количество наименований до тридцати пяти. (фиг. 1).

При сольмизации (прочтении нотного текста, пропевании воспроизводимого слоговыми наименованиями), в целях сохранения метроритмической основы озвучиваемого корректирующие понятия (диез, бемоль, дубль диез, дубль бемоль) не произносятся и одним и тем же слогом могут именоваться пять различных звуков, например: Ре (дубль бемоль), Ре (бемоль), Ре, Ре (диез), Ре (дубль диез) (см. пример A, фиг. 1).

Вследствие этого возникает проблема, связанная с воспитанием музыкального слуха как памяти на имя высоты звука (т.н."абсолютного слуха") ввиду того, что переименования звуков (т.н. энгармонизм), возникающие по вышеназванной причине, приводят к тому, что каждая высота музыкального тона может быть именована несколькими именами. Например, высота тона в 440 герц может именоваться не только слогом Ля, но и Соль (дубль диез) или Си (дубль бемоль) (см. пример Б, фиг. 1).

Выбор имени музыкальному звуку при записи своего сочинения или в процессе написания музыкального диктанта при обучении музыке, опирается на абстрактность теоретических правил, и поэтому принятие верного решения для присвоения звуку того или иного имени всегда требует определенного времени. Так, например, по программе обучения в детской музыкальной школе (ДМШ) музыкальный диктант из 8 - 16 тактов (от 20 до 40 звуков), проигрываемый 8 - 10 раз, пишется в течение 20 - 25 минут, (см. МК СССР программа курса СОЛЬФЕДЖИО для ДМШ, Москва, 1984, стр. 77, (3)). По этой же причине изучение основ музыкальной речи, таких как звукоряды, интервалы, аккорды, распределяется программой на все годы обучения (см. там же). Вследствие этого становится практически невозможным развитие у обучаемых способности свободного оперирования в фонетическом и мыслительном процессах звуковысотными представлениями на уровне слоговой речи, т.е. становления музыкально-логического мышления (С.Б.).

Семислоговая система наименования звуков по вышеназванным причинам исключает даже и саму возможность создания известным способом музыкального инструмента, воспроизводящего (поющего) слоговые наименования звуков на основе сэмплов человеческого голоса.

Предлагаемый способ воспроизведения тонов музыкального инструмента именами звуков темперированного строя в двенадцатислоговой системе ("Слогофон Белецкого") и устройство для его осуществления аналогов не имеют.

В основу изобретения поставлена задача создания принципиально нового слогового музыкального инструмента "Слогофон Белецкого", обеспечивающего воспроизведение музыкальных тонов темперированного строя пением на языке пользователя наименований звуков в двенадцатислоговой системе, например, "Хроморяд Белецкого", и на основе полученного слогового музыкального инструмента "Слогофон Белецкого" создания принципиально новых непроизвольно обучающих устройств (синтезаторов, инструментов, игрушек и др.

Целью предлагаемого изобретения является построение музыкально-логического мышления посредством непроизвольного освоения фонемно-слоговой музыкальной речи и формирования памяти на именованную высоту звука ("абсолютного" слуха) у пользователей устройств, созданных на основе слогового музыкального инструмента "Слогофон Белецкого".

Сущность изобретения заключается в следующем.

Непосредственно с микрофона, используя аналого-цифровой преобразователь (АЦП), записывают в постоянном запоминающем устройстве образцы человеческого голоса женского и (или) мужского, воспроизводящего (поющего в объеме своего диапазона) на языке пользователя в качестве музыкальных тонов темперированного строя наименования звуков в двенадцатислоговой системе, например, в "Хроморяде Белецкого" (До, Ту, Ре, Мо, Ми, Фа, Зу, Со(ль), Ло, Ля, Цу, Си).

Таким образом получают принципиально новый слоговой музыкальный инструмент "Слогофон Белецкого".

"Слогофон Белецкого" обеспечивает содержащим его устройствам принципиально новое качество - воспроизведение музыкальных тонов темперированного строя наименованиями звуков в двенадцатислоговой системе (например, в "Хроморяде Белецкого" - До, Ту, Ре, Мо, Ми, Фа, Зу, Со(ль), Ло, Ля, Цу, Си) и может быть использован в новых музыкальных редакторах, синтезаторах, игровых и обучающих устройствах и программных обеспечениях.

Устройство, осуществляющее предлагаемый способ, содержит следующие компоненты: постоянное запоминающее устройство со слоговым музыкальным инструментом, обеспечивающим пение наименований звуков в двенадцатислоговой системе "Хроморяд Белецкого" человеческим голосом в качестве музыкальных тонов темперированного строя ("Слогофон Белецкого"), и клавиши музыкального инструмента, обозначенные графическими наименованиями слогов "Хроморяд Белецкого" на языке пользователя.

Перечень фигур на чертежах.

На фиг. 1 изображена схема клавиатуры фортепиано в объеме одной октавы темперированного строя с нанесенными на нее именами клавиш инструмента и извлекаемых звуков и соответствующих им (именам) нотных символов на нотном стане, в объеме тональностей квинтового круга; буквами A и Б обозначены примеры по тексту.

На фиг. 2 изображена та же клавиатура с нанесенными на нее именами клавиш инструмента в соответствии со звуками, извлекаемыми в качестве слоговых фонем "Слогофон Белецкого".

На фиг. 3 изображена та же клавиатура с наименованиями слогов "хроморяда Белецкого" и соотнесенная с этими именами традиционная нотная графика, применяемая для записи этих слогов в соответствии с классической теорией музыки; буквами В и Г обозначены примеры по тексту.

На фиг. 4 изображена та же клавиатура с наименованиями слогов "хроморяда Белецкого" и соотнесенная с этими именами нотная графика, в соответствии с "Методом нотной записи звуков темперированного строя в двенадцатислоговой именации ("хроморяда Белецкого")".

На фиг. 5 изображена блок-схема простейшего устройства, реализующего предлагаемый способ: клавиатура устройства с нанесенными на языке пользователя наименованиями клавиш (1); центральный процессор - ЦП (2), сканирующий матрицу клавиатуры и преобразующий позиционный код матрицы в порядковый номер клавиш; постоянное запоминающее устройство ПЗУ (2.1.) с программами управления и сканирования клавиатуры; оперативное запоминающее устройство ОЗУ (2.2.) для временного хранения переменных данных; постоянно запоминающее устройство с цифровой информацией о волновых формах звуков слогового музыкального инструмента "Слогофон Белецкого" - ПЗУ (3); процессор цифровой обработки сигнала - ПЦОС (4), формирующий в реальном масштабе времени звуки извлекаемые из ПЗУ (их высоту, громкость) в соответствии с нажатиями клавиш устройства; цифроаналоговый преобразователь для перевода цифровой информации в аналоговую - ЦАП (5); выход на звуковоспроизводящее оборудование.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

Используя аналого-цифровой преобразователь (АЦП), записывают непосредственно с микрофона образцы (сэмплы) человеческого голоса женского и (или) мужского, воспроизводящего на языке пользователя в качестве музыкальных тонов наименования звуков темперированного строя в двенадцатислоговой системе, например, в хроморяде Белецкого (До, Ту, Ре, Мо, Ми, Фа, Зу, Со(ль), Ло, Ля, Цу, Си).

Затем подвергают программной обработке известным звуковым редактором (например, Sound Forge) две фазы звучания слога (фазы согласной и "кольцевание" фазы гласной), при этом в целях экономии памяти ПЗУ окончание имени звука СОЛЬ (т.е. ль) обрезается. Полученные слоговые сэмплы в виде цифровой информации "зашивают" в ПЗУ в качестве музыкальных тонов. В результате получают принципиально новый слоговой музыкальный инструмент "Слогофон Белецкого", служащий воспроизведению музыкальных тонов темперированного строя пением наименований звуков - До, Ту, Ре, Мо, Ми, Фа, Зу, Со, Ло, Ля, Цу, Си.

Этот слоговой музыкальный инструмент "Слогофон Белецкого" может быть использован в принципиально новых непроизвольно обучающих устройствах (синтезаторах, звуковых платах), в игровых и обучающих программах, а сама двенадцатислоговая система в качестве озвучивания музыкальных тонов может быть применена и при написании программных продуктов.

Слоговой музыкальный инструмент "Слогофон Белецкого" может быть использован также и в устройствах, воспроизводящих записанную ранее музыку известным способом, например, в формате MIDI. Музыкальные звуки, записанные традиционной нотной графикой, инструмент воспроизводит следующим образом: ноты Си диез, До, Ре дубль бемоль поет как слог До, ноты Си дубль диез, До диез, Ре бемоль поет как слог Ту, ноты До дубль диез, Ре, Ми дубль бемоль поет как слог Ре, ноты Ре диез, Ми бемоль, Фа дубль бемоль поет как слог Мо, ноты Ре дубль диез, Ми, Фа бемоль поет как слог Ми, ноты Ми диез, Фа, Соль дубль бемоль поет как слог Фа, ноты Ми дубль диез, Фа диез, Соль бемоль поет как слог Зу, ноты Фа дубль диез, Соль, Ля дубль бемоль поет как слог Со, ноты Соль диез, Ля бемоль поет как слог Ло, ноты Соль дубль диез, Ля, Си дубль бемоль поет как слог Ля, ноты Ля диез, Си бемоль, До дубль бемоль поет как слог Цу, ноты Ля дубль диез, Си, До бемоль поет как слог Си во всех октавах и ключах в пределах диапазона человеческого голоса (см. фиг. 3). Звуки, выходящие за рамки этого диапазона, переносятся на октаву (две) вверх или вниз соответственно.

При использовании инструмента в музыкальных редакторах нотную запись звуков До, Ту, Ре, Мо, Ми, Фа, Зу, Со(ль), Ло, Ля, Цу, Си осуществляют как в традиционной нотации на основе классической теории музыки и в соответствии с правилами традиционной нотной графики (фиг. 3 примеры В и Г), так и при создании соответствующих новых нотных редакторов, по методу нотной записи, предложенному Белецким (фиг. 4).

Таким образом, получено устройство для непроизвольного освоения фонемно-слоговой музыкальной речи и формирования памяти на именованную высоту звука ("абсолютного" слуха) - основы становления музыкально-логического мышления, посредством воспроизведения музыки человеческим голосом, поющим слоговые наименования звуков темперированного строя, восприятие и освоение которых в качестве слоговых фонем музыкальной речи может начинаться ребенком параллельно с познанием языка человеческого общения.

Интонирование, возникающее при непроизвольной имитации воспроизводимых наименований звуков в процессе пользования устройством, приводит к адекватному узнаванию имен музыкальных тонов (как слоговых фонем) в звучании других (не слоговых) музыкальных инструментов и формированию способности восприятия мелодии в качестве слоговой речи.

Закрепление в сознании пользователя одного имени и за звуком, и за местом его извлечения в процессе музицирования на музыкальном инструменте ведет к установлению взаимосвязи фонемно-слоговой музыкальной речи, основанной на именованных звуковысотных представлениях с тактильными ощущениями, формируя у исполнителя качественно новое мышление, оперирующее именованными двигательно-моторными звуковысотными представлениями.

Путь освоения музыкального языка посредством различных устройств, использующих слоговой музыкальный инструмент "Слогофон Белецкого", становится доступен каждому способному различать фонемы, превращая таким образом обучение музыке в "Ученье без мученья".

Литература
1. Ю.В.Петелин, Р.Ю.Петелин "Персональный оркестр... в персональном компьютере", Санкт-Петербург, изд. "Полигон", 1997 г. стр. 36-39;
2. Вахромеев В. "Элементарная теория музыки", изд. 7-е. М., Музыка, 1975 г.;
3. Программа курса СОЛЬФЕДЖИО для ДМШ, Москва, 1984 г.;
4. "Метод нотной записи звуков темперированного строя в двенадцатислоговой именации ("хроморяд Белецкого"), заявка N 97106127/12(006403), положительное решение ВНИИГПЭ от 14 апреля 1998 г.

Способ предназначен для использования в банках данных двенадцатислоговой системы наименований звуков темперированного строя для создания новых непроизвольно обучающих музыкальных устройств, ускоряющих процесс формирования музыкального слуха и становления музыкально-логического мышления у пользователя. Способ включает запись с помощью АЦП образцов человеческого голоса в объеме его диапазона на языке пользователя в постоянном запоминающем устройстве для воспроизведения музыкальных тонов слоговым музыкальным инструментом "Слогофон Белецкого" в двенадцатислоговой системе. Технический результат - банк данных со слоговым музыкальным инструментом "Слогофон Белецкого" обеспечивает воспроизведение музыкальных тонов темперированного строя пением наименований звуков в двенадцатислоговой системе "Хроморяд Белецкого" - До, Ту, Ре, Мо, Ми, Фа, Зу, Со(ль), Ло, Ля, Цу, Си для использования в новых синтезаторах, игровых и обучающих устройствах и программных обеспечениях. 2 с.п.ф-лы, 5 ил.

1. Способ воспроизведения наименований музыкальных звуков темперированного слоя в двенадцатислоговой системе "Хроморяд Белецкого", включающий запись с помощью аналого-цифрового преобразователя образцов человеческого голоса в объеме его диапазона на языке пользователя в постоянном запоминающем устройстве для воспроизведения музыкальных тонов слоговым музыкальным инструментом. 2. Устройство для воспроизведения наименований музыкальных звуков темперированного строя в двенадцатислоговой системе "Хроморяд Белецкого" с использованием человеческого голоса, содержащее постоянное запоминающее устройство со слоговым музыкальным инструментом, обеспечивающим пение наименований звуков в двенадцатислоговой системе "Хроморяд Белецкого" человеческим голосом в качестве музыкальных тонов темперированного строя, при этом клавиши музыкального инструмента обозначены графическими наименованиями слогов "Хроморяд Белецкого", а графическую запись звуков в традиционной нотной графике устройство воспроизводит следующим образом: ноты Си диез, До, Ре дубль бемоль поет как слог До, ноты Си дубль диез, До диез, Ре бемоль поет как слог Ту, ноты До дубль диез, Ре, Ми дубль бемоль поет как слог Ре, ноты Ре диез, Ми бемоль, Фа дубль бемоль поет как слог Мо, ноты Ре дубль диез, Ми, Фа бемоль поет как слог Ми, ноты Ми диез, Фа, Соль дубль бемоль поет как слог Фа, ноты Ми дубль диез, Фа диез, Соль бемоль поет как слог Зу, ноты Фа дубль диез, Соль, Ля дубль бемоль поет как слог Со, ноты Соль диез, Ля бемоль поет как слог Ло, ноты Соль дубль диез, Ля, Си дубль бемоль поет как слог Ля, ноты Ля диез, Си бемоль, До дубль бемоль поет как слог Цу, ноты Ля дубль диез, Си, До бемоль поет как слог Си во всех октавах и ключах в пределах диапазона человеческого голоса, причем звуки, выходящие за рамки его диапазона, переносятся на октаву или две вверх или вниз соответственно.