DE102008020340B4 - Gesture-controlled MIDI instrument - Google Patents
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Abstract
Gestengesteuertes MIDI-Instrument unter Verwendung mikroelektronischer Baugruppen, wobei mittels Musiksoftware die Folgegeräte die Daten des gestengesteuerten MIDI-Instruments in Musik wiedergeben, dadurch gekennzeichnet, dass das gestengesteuerte MIDI-Instrument (16) derart aufgebaut ist, dass durch die Betätigung eines Musikers (15) die Abläufe betreffend
a) die Töne
b) die Lautstärke
c) die Klangmodi
steuerbar sind, indem
a) ein Potentiometer (2) zur Steuerung der Töne im MIDI-Instrument (16) platziert ist, wobei das Potentiometer (2) mit Folie abgedeckt ist, so dass ein auf Tasten reagierendes Sensorfeld (3) gegeben ist,
b) ein Entfernungssensor (4) im MIDI-Instrument platziert ist, welcher derartig ausgeführt ist, dass beim Einschalten des MIDI-Instruments (16) eine bestimmte Bezugsentfernung ermittelt wird, die einer mittleren Lautstärke entspricht und bei höhenmäßiger Veränderung der Lage des Entfernungssensors (4) die veränderten Positionswerte ein Äquivalent für die Lautstärke darstellen,
c) ein Kompasssensor (5) im MIDI-Instrument (16) platziert ist, welcher deratig ausgeführt ist, dass...Gesture-controlled MIDI instrument using microelectronic assemblies, wherein by means of music software the follower devices reproduce the data of the gesture-controlled MIDI instrument in music, characterized in that the gesture-controlled MIDI instrument (16) is constructed such that by the operation of a musician (15) regarding the procedures
a) the sounds
b) the volume
c) the sound modes
are controllable by
a) a potentiometer (2) for controlling the tones is placed in the MIDI instrument (16), wherein the potentiometer (2) is covered with foil, so that there is a touch-sensitive sensor field (3),
b) a distance sensor (4) is placed in the MIDI instrument, which is designed such that when turning on the MIDI instrument (16) a certain reference distance is determined, which corresponds to an average volume and height change of the position of the distance sensor (4 ) the changed position values represent an equivalent for the volume,
c) a compass sensor (5) is placed in the MIDI instrument (16), which is executed in such a way that ...
Description
Die Erfindung betrifft ein gestengesteuertes MIDI-Instrument mit integriertem Microcontroller und entsprechenden Baugruppen zur Erzeugung von Notenwerten sowie zur Steuerung weiterer Klangparameter.The The invention relates to a gesture-controlled MIDI instrument with integrated Microcontroller and corresponding assemblies for the production of Note values and to control other sound parameters.
Die Erfassung der Gesten, also der menschlichen Bewegungen, erfolgt durch die Verwendung von mehreren Sensoren. Die Interpretation der Gesten wird mittels MIDI-Protokoll an angeschlossene Folgegeräte weitergegeben, die daraufhin den Klang erzeugen. MIDI (Musical Instrument Digital Interface) ist ein standardisiertes Informationsprotokoll zur Übertragung von Anweisungen und Befehlen, die musikalische Ereignisse beschreiben. Die Codes werden zwischen elektronischen Instrumenten, Computer, Effektgeräten, Mischpulten und evtl. weiteren Baugruppen versendet, von diesen gelesen und verarbeitet. Ein MIDI-Instrument kann gemäß Stand der Technik z. B. ein Keyboard, aber auch ein PC jeweils mit entsprechender Musiksoftware sein, um nur einige der verschiedensten Baugruppen zu nennen.The Capturing the gestures, that is, the human movements, takes place through the use of multiple sensors. The interpretation of the Gestures are transmitted via MIDI protocol to connected followers, which then generate the sound. MIDI (Musical Instrument Digital Interface) is a standardized information protocol for transmission of instructions and commands describing musical events. The codes are used between electronic instruments, computers, Effects devices, Mixers and possibly other assemblies shipped, of these read and processed. A MIDI instrument according to the prior art z. B. a Keyboard, but also a PC each with appropriate music software to be just a few of the most diverse assemblies.
Es ist heutzutage mit Hilfe von Musiksoftware relativ einfach, Musikstücke zu arrangieren. Sowohl der Profi, als auch der Amateur, können am PC Töne, Klänge und Sounds mit dem Mausklick oder sonstigen Steuergeräten beliebig aneinanderfügen, umwandeln, wiedergeben und aufnehmen. Die technologische Entwicklung, so wird hier eingeschätzt, hat die klassischen Grenzen der Komposition, Produktion und Veröffentlichung aufgehoben. Jedoch ist festzustellen, dass bei der verfügbaren Technik – wie bei einem technisch versierten Musiker bei fehlender Einfühlsamkeit – ein Musikstück selten einem kritischen Publikum zu dessen Begeisterung präsentiert werden kann.It is relatively easy to arrange music today with the help of music software. Both the professional, as well as the amateur, on the PC sounds, sounds and Sounds with the mouse or other control devices arbitrary join, convert, play and record. The technological development, so will rated here, has the classical boundaries of composition, production and publication canceled. However, it should be noted that in the available technology - as in a technically savvy musician in the absence of empathy - a piece of music rarely be presented to a critical audience to its enthusiasm can.
Bei der derzeitigen Entwicklung der digitalen Musikproduktion liegt der Schwerpunkt oft auf der technischen Realisierbarkeit und so werden die Nutzerfreundlichkeit und intuitive Bedienbarkeit oftmals stiefkindlich behandelt. Die Entwicklung von nutzerfreundlichen Einga begeräten läuft somit schleppend. Daher soll den weiteren Ausführungen vorangestellt werden, dass es vordergründig nicht darum geht, das Publikum mit einer perfekten dynamischen Vorführung zu beeindrucken, sondern darum, die intuitive und physische Motorik der Musiker bei deren Musikdarbietung zum Ausdruck kommen zu lassen und den spielerischen Umgang mit Instrumenten vorteilhaft zu beeinflussen.at the current evolution of digital music production the focus is often on the technical feasibility and so on The user-friendliness and intuitive usability are often lowly treated. The development of user-friendly input devices is thus underway sluggishly. Therefore, should be preceded by the other statements, that it is superficial It's not about giving the audience a perfect dynamic performance but rather, the intuitive and physical motor skills to express the musician's musical performance and to favorably influence the playful handling of instruments.
Zum Stand der Technik ist allgemein anzumerken, dass die Entwicklung von der elektrischen über die elektronische Klangerzeugung geht und nunmehr bis zur digitalen Erzeugung von Schall, wobei alle erdenklichen Mischformen zur Anwendung kommen. Elektronische Musikinstrumente zum Speichern, Verarbeiten und Abspielen digitaler Audioaufnahmen (Sampler) und zum Erzeugen von Klängen durch digitale oder analoge Signalerzeugung und -verarbeitung (Synthesizer) sind aus einer Musikproduktion kaum mehr wegzudenken.To the State of the art is generally noted that the development from the electrical over the electronic sound generation goes and now to the digital Generation of sound, using all conceivable hybrid forms. Electronic musical instruments for storing, processing and playing digital audio recordings (sampler) and for generating sounds digital or analog signal generation and processing (synthesizer) are hard to imagine a music production without.
Es
soll diesbezüglich
auf die
Weiterhin
sei auf die am 24.9.2007 erfolgte Gebrauchsmusteranmeldung
Auch hier wurde von der rein elektronisch erzeugten Musik abgerückt. Die neuartige Antriebstechnik in Kombination mit der elektronischen Komponente bewirkt ein Spielen in Echtzeit, wobei das Drum-Set real vorhanden ist.Also here was moved away from the purely electronically generated music. The new drive technology in combination with the electronic Component causes real-time playing, with the drum set being real is available.
Nach
In
Mit
Die
Lösung
nach
Mit
Die
Lösung
nach
Diese
beiden Beispiele zum Stand der Technik zeigen, dass es bereits gute
Vorschläge
gibt, dem Musiker einen intuitiven Spielraum zu geben, wie das bei
der
Es ist somit Aufgabe der Erfindung, ein gestengesteuertes MIDI-Musikinstrument vorzuschlagen, welches derart konzipiert ist, dass eine Interpretation der Gesten des Musikers, d. h. seiner Bewegungen beim Musizieren erfolgt und damit ein spielerischer und emotionaler Umgang mit der Musik gegeben ist. Somit soll ein Eingabegerät vorgeschlagen werden, welches es ermöglicht, dass der Musiker dank seiner Begabung intuitiv und virtuos musizieren kann unter dem Aspekt, dass Musiksoftware und/oder andere MIDI-Geräte verwendet werden und damit elektronische Musik erzeugt wird.It is therefore an object of the invention, a gesture-controlled MIDI musical instrument to propose, which is designed such that an interpretation the gestures of the musician, d. H. his movements while playing music and thus playful and emotional interaction with the Music is given. Thus, an input device is to be proposed which allows, Thanks to his talent, the musician can make music intuitively and virtuoso in the aspect of using music software and / or other MIDI devices and thus electronic music is generated.
Das gestengesteuerte MIDI-Instrument soll auch für Anfänger die Produktion elektronischer Musik und den Ablauf des Musizierens nachvollziehbar machen, indem die Bedienkonzeption einfachen Regeln folgt, intuitiv ausprobierbar und leicht einübbar ist.The gesture-controlled MIDI instrument is also designed for beginners producing electronic Make music and the process of making music comprehensible by the operating concept follows simple rules, intuitive to try and is easily retractable.
Das Erlernen von komplexen Griffkombinationen soll entfallen. Das Eingabegerät soll ortsunabhängig einsetzbar sein. Ohne zeitaufwändige Installation, Kalibrierung oder Montage soll der Nutzer musizieren können.The Learning complex handle combinations should be omitted. The input device is intended to be used anywhere be. Without time-consuming Installation, calibration or installation, the user should make music can.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe wie folgt gelöst, wobei hinsichtlich des grundlegenden erfinderischen Gedankens auf den Patentanspruch 1 verwiesen wird.According to the invention Task solved as follows, being respect to the basic inventive idea Reference is made to claim 1.
Die weitere Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich aus den Schutzansprüchen 2 bis 6.The Further embodiment of the invention results from the protection claims 2 to 6th
Zur Darlegung der Erfindung sind folgende weitere Ausführungen erforderlich. Maßgebliche Baugruppe des MIDI-Instruments ist ein Controller zur Erzeugung von Notenwerten. Dazu wird das MIDI-Instrument mit einer Hand gehalten, wobei mit der anderen Hand musiziert wird. Die Steuerung der Töne geschieht durch Tastgriff auf einem länglichen Sensorfeld, welches als Folienpotentiometer oder als Kapazitätssensor ausgebildet ist. Eine leichte Berührung reicht. Bei einer Instrumentenlänge von beispielsweise 500 mm misst das Sensorfeld evtl. 430 mm, weil an den Enden des Sensorfeldes jeweils ein Taster angeordnet ist zum Verschieben der Oktaven. In der Spanne des Sensorfeldes von 430 mm können 2 Oktaven liegen, also 24 Töne. Um aber auch Töne oberhalb und unterhalb dieser Oktaven zu erreichen, soll die Skala verschoben werden können. Dafür werden auch die vorgenannten Taster verwendet, die im Sinne von Kapazitätssensoren wirken. Erst nach einer Berührungszeit von einigen Sekunden werden die Taster aktiv, um ein versehentliches Auslösen beim Spiel zu vermeiden.to Presentation of the invention are the following further embodiments required. Relevant module of the MIDI instrument is a controller for generating note values. For this purpose, the MIDI instrument is held with one hand, with the other hand music is made. The control of the sounds happens by touch on an elongated sensor field, which is designed as a film potentiometer or as a capacitance sensor. A light one contact enough. At an instrument length of 500 mm, for example, the sensor field may measure 430 mm because in each case a button is arranged at the ends of the sensor field to move the octaves. In the span of the sensor field of 430 mm can 2 Octaves, that is 24 tones. But also sounds above and to reach below these octaves, the scale should be shifted can be. For that will be also uses the aforementioned buttons, which in terms of capacitance sensors Act. Only after a contact time by a few seconds, the buttons become active to an accidental Trigger when To avoid play.
Weitere Aktionen als Grundlage des Musizierens und Arrangierens sind die Steuerung der Lautstärke und die Auswahl des MIDI-Kanals.More actions as a basis of music rens and Arranging are controlling the volume and selecting the MIDI channel.
Die Lautstärke der auszugebenden Töne regelt der Nutzer durch Bewegung des Instruments auf einer virtuellen vertikalen Achse. Je höher der Nutzer das Instrument hält, desto lauter erklingt der Ton, den er auf dem bereits genannten länglichen Sensorfeld anspielt. Eine Kalibrierung der Lautstärke ist wegen der unterschiedlichen Größe der Nutzer erforderlich. Denn es ist erforderlich für jeden Nutzer – unabhängig von seiner Körpergröße – die ganze Spanne der Lautstärkenregulierung zur Verfügung zu haben. Es ist also eine individuelle Anpassung an die Körpergröße erforderlich. Dementsprechend soll der Nutzer das MIDI-Instrument beim Einschalten in einer ihm angenehmen Spielposition halten. Eine mittlere Lautstärke wird beim Einschalten in dieser Position als relativer Bezugspunkt festgelegt. Von diesem Punkt aus kann der Nutzer die Lautstärke durch Auf- und Abbewegung des Instruments verändern. Unter Verwendung von Beschleunigungssensoren, Positionssensoren oder Abstandsmesser wie Ultraschall-, Infrarot-, oder Lasersensoren werden die Positionswerte ermittelt und daraus die Lautstärke, unter Verwendung des MIDI-Protokolls an die Folgegerate weitergegeben. (Zweckmäßigerweise ergibt sich der relative Bezugspunkt beim Einschalten aus dem Abstand des MIDI-Instruments zum Fußboden.)The volume the sounds to be output the user controls by moving the instrument on a virtual vertical axis. The higher the user holds the instrument, the louder the sound that he sounds on the one already mentioned elongated Sensor field alludes. A calibration of the volume is because of the different size of the users required. Because it is necessary for every user - regardless of his height - the whole Range of volume control to disposal to have. So it is an individual adaptation to the size required. Accordingly, the user should the MIDI instrument when switching in a keep him comfortable playing position. A medium volume will be when switched on in this position as a relative reference point. From this point, the user can adjust the volume by moving up and down of the instrument. Using acceleration sensors, position sensors or distance meters such as ultrasonic, infrared, or laser sensors the position values are determined and from this the volume, under Using the MIDI protocol passed to the following devices. (Conveniently, the relative reference point at power up results from the distance of the MIDI instruments to the floor.)
Die Einstellung der Klangmodi (des Sounds) ergibt sich durch richtungsweisende Haltung des MIDI-Instruments. Es wird also durch Haltung des MIDI-Instruments in eine bestimmte Richtung ein bestimmter MIDI-Kanal eingestellt, der am Folgegerät den auszugebenden Klang bestimmt. Die technische Lösung erfolgt mit Hilfe eines Kompasssensors. Somit kann das MIDI-Instrument radial in (virtuellen) Winkelbereichen bewegt werden, wobei jedem Winkelbereich ein Spielbereich, d. h. ein MIDI-Kanal, zugeordnet ist. Je nachdem in welchen Bereich der Nutzer das Instrument bewegt, ist ein entsprechender Kanal angewählt. Der Standort des Nutzers ist der Kreismittelpunkt, um den die Winkelbereiche angeordnet sind. Der Wechsel zwischen den Spielbereichen (Winkelbereichen) wird durch eine taktile Rückmeldung signalisiert, das heißt, ein Vibrationsmotor wird aktiviert und zeigt dem Nutzer, der das MIDI-Instrument mit einer Hand hält, den eventuell bevorstehenden Wechsel in den nächsten Spielbereich an.The Setting the sound modes (of the sound) results from trend-setting Posture of the MIDI instrument. So it gets by keeping the MIDI instrument set a specific MIDI channel in a certain direction, the on the follower the determines the sound to be output. The technical solution is done with the help of a Compass sensor. Thus, the MIDI instrument can radially in (virtual) angular ranges be moved, each angle range a play area, d. H. a MIDI channel is assigned. Depending in which area of the User moves the instrument, a corresponding channel is selected. Of the Location of the user is the circle center around which the angle ranges are arranged. The change between the play areas (angle ranges) is through a tactile feedback signals, that is, a vibration motor is activated and shows the user who is the Holding MIDI instrument with one hand, the possibly upcoming change in the next game area.
Kurz zusammengefasst kann zur Einstellung des Sounds gesagt werden, dass sich die Auswahl des Sounds aus der radialen Ausrichtung des MIDI-Instruments durch den Nutzer ergibt; je nachdem in welchen Spielbereich das MIDI-Instrument zeigt. Nähere Erläuterungen hierzu erfolgen im Ausführungsbeispiel.Short summarized can be said to adjust the sound that selecting the sound from the radial orientation of the MIDI instrument by the user; depending on what play area the MIDI instrument shows. details Explanations this is done in the embodiment.
Wie bei der Lautstärke erfolgt beim Einschalten des MIDI-Instruments eine Kalibrierung in Bezug auf den Spielbereich. Durch den Kompasssensor ist der Nutzer von der Himmelsrichtung unabhängig, was eine Einteilung der Spielbereiche unabhängig von der Himmelsrichtung macht. Der Nutzer steht – vergleichbar mit einem Dirigenten – im Zentrum seiner Spielbereiche. Die Mitte der Bereiche wird gleichzeitig mit dem Einschalten des MIDI-Instruments bestimmt, d. h. es erfolgt auch die Kalibrierung in Bezug auf die Spielbereiche durch eine (virtuelle) Spiegelachse. Zeigt z. B. das MIDI-Instrument beim Einschalten zum Publikum, verläuft in diese Richtung die Spiegelachse und damit ist festgelegt, welche Spielbereiche jeweils neben der Spiegelachse liegen.As at the volume calibration is performed when the MIDI instrument is turned on in terms of the game area. By the compass sensor is the user independent of the direction of the compass, what a division of the game areas regardless of the direction power. The user stands - comparable with a conductor - im Center of his play areas. The middle of the areas becomes simultaneously with turning on the MIDI instrument determined, d. H. Calibration also takes place in relation to the Game areas through a (virtual) mirror axis. Shows z. B. the MIDI instrument when switching to the audience, runs into this Direction the mirror axis and thus it is determined which game areas each lie next to the mirror axis.
Das Spielen mit dem MIDI-Instrument verlangt von dem Musiker das Bilden der Töne und Tonfolgen (der Notenwerte) durch Berührung des Sensorfeldes, z. B. der Deckschicht aus Folie, angeordnet auf dem stabartigen Sensorfeld des MIDI-Instruments. Die Lautstärke und die Auswahl des Sounds wird durch menschliche Bewegungen gesteuert. Damit wird es möglich, wie eingehende Bewegungsstudien und deren Analyse zeigten, die Gesten des Musikers in musikalische Intuität umzusetzen. Die Aufgabenstellung der Erfindung wird mit dem hier beschriebenen gestengesteuerten MIDI-Instrument erfüllt. Dem Musiker wird bei entspre chender Begabung ein spielerischer und emotionaler Umgang mit Musik möglich. Die Gesten des Musikers als Ausdruck seiner Begabung und damit intuitiven und virtuosen Spielweise werden in hervorragender Weise durch das MIDI-Instrument erfasst und in Musik an den Folgegeräten wiedergegeben. Von der elektronischen Musik ohne individuelle künstlerische Einflussnahme wurde abgerückt.The Playing with the MIDI instrument requires the musician to make the music the sounds and tone sequences (the note values) by touching the sensor field, e.g. B. the cover layer of foil, arranged on the rod-like sensor array of the MIDI instrument. The volume and the sound selection is controlled by human movements. This will make it possible how detailed motion studies and their analysis showed the gestures of the musician into musical intuition. The task The invention is with the gesture-controlled described here MIDI instrument met. The musician becomes a playful and talented person emotional handling of music possible. The gestures of the musician as an expression of his talent and thus intuitive and virtuoso playing style are excellently through the MIDI instrument recorded and played back in music on the subsequent devices. From electronic music without individual artistic influence was moved away.
Die Erfindung soll nunmehr anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert werden.The Invention will now be explained with reference to an embodiment.
Die Figuren zeigen in PrinzipdarstellungThe Figures show a schematic representation
- 11
- Microcontrollermicrocontrollers
- 22
- Potentiometer/KapazitätssensorPotentiometer / capacitance sensor
- 33
- Sensorfeld (z. B. die Deckschicht aus Folie)sensor field (eg the cover layer of foil)
- 44
- EntfernungssensorDistance sensor
- 55
- Kompasssensorcompass sensor
- 66
- MIDI-SchnittstelleMIDI interface
- 77
- Taster für Microcontroller (gleichzeitig Taster für Kalibrierung)button for microcontroller (simultaneously button for Calibration)
- 88th
- Taste zur Verschiebung in niedrige Frequenzenbutton for shifting to low frequencies
- 99
- Taste zur Verschiebung in höhere Frequenzenbutton to shift to higher frequencies
- 1010
- Akkubattery pack
- 1111
- Folgegerät-SynthesizerFollower synthesizer
- 1212
- Folgegerät-PCFollower PC
- 1313
- Spielbereiche a bis gplay areas a to g
- 1414
- aktiver Spielbereich cactive Game area c
- 1515
- MusikerMusician
- 1616
- MIDI-InstrumentMIDI instrument
- 1717
- Spiegelachsemirror axis
- 1818
- Handgriffhandle
Die
Aus
Die
mikroelektronische Bauweise macht es möglich, dass die erforderlichen
Baugruppen direkt im oder am MIDI-Instrument Platz finden, das sind der
Microcontroller
- – die Töne (Notenwerte)
- – die Lautstärke
- – die Klangmodi (Sound)
- - the notes (note values)
- - the volume
- - the sound modes (sound)
Auf
dem MIDI-Instrument
Mit
Hilfe der Taster
Unter
Verwendung des Entfernungssensors
Die
Mit
dem Positionszeichen
Die
technische Umsetzung dieses Problems erfolgt mit Hilfe eines Kompasssensors
Aus
Ein spiegelsymmetrischer Aufbau des MIDI-Instruments ermöglicht den Einsatz für Rechts- und Linkshänder gleichermaßen.One Mirror-symmetric design of the MIDI instrument allows the Use For Right and left-handers alike.
Es hat sich gezeigt, dass das Spielen mit dem MIDI-Instrument, entsprechende Begabung voraussetzt, relativ leicht zu erlernen ist.It has been shown that playing with the MIDI instrument, requires appropriate talent, is relatively easy to learn.
Gemäß Stand der Technik kann die Vielzahl von einstellbaren Parametern bei Synthesizern und Keyboards den Nutzer, besonders den Anfänger, deutlich überfordern. Bei vorliegender erfinderischer Lösung erscheint es auch dem Anfänger logisch, mit welcher Bedienung welche Parameter der Tonsteuerung beeinflusst werden.As per stand The technique can be the variety of adjustable parameters in synthesizers and keyboards clearly overwhelm the user, especially the beginner. In the case of the present inventive solution, it also appears to the Beginner logical, with which operation which parameters of the sound control to be influenced.
Da das MIDI-Instrument beim Spielen ständig erhebliche menschliche Bewegung fordert, können vor allem jugendliche Musiker ihr Temperament, verbunden mit Bewegungsdrang, für virtuoses Musizieren nutzen.There the MIDI instrument is constantly human in playing Exercise demands, can especially young musicians their temperament, combined with urge to move, for virtuoso Use music.
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