【正文】 a 代碼對 AWT 的功很多能進行了很大規(guī)模的擴充。 MVC，即 Model View Control 的縮寫，它在軟件工程里邊是一種非常常用的設計模式，可用來將業(yè)務邏輯、界面展示和核心控制三者分離開來，達到將系統(tǒng)分成各個不同的層面的效果，既可以降低層面與層面之間的耦合性，又可以是我們的開發(fā)模塊化，增強程序的靈活性，便于以后的測試和維護等工作。 視圖：顧名思義，就是顯示圖片文字等數(shù)據(jù)，經(jīng)常直接與用戶進行交互。 XML 技術 XML(Extensible Markup Language，可擴展標記語言）是由 W3C，即 World Wide Web聯(lián)盟定義的一種可標記的語言。所以說 HTML 旨在顯示信息， XML 旨在傳輸信息。 武漢工程大學 畢業(yè)論文 11 圖 數(shù)據(jù)綁定和文檔模型 上面這個 XML 片段表示了一本書及其 屬性。且一個 XML 文檔僅有一個根節(jié)點，然后根節(jié)點下面可以自定義許多的子節(jié)點，子節(jié)點里面可以有屬性也能包含各種子元素。為了克服 MINI 在記譜方面存在的局限性，在 MusicXML 之前還相繼出現(xiàn)了 MIFF（ Notation Interchange File Format,音樂符號文件交換格式）、 SMDL(Standard Musical Document Language,標準音樂文件語言 )，MIFF 是用圖像的形式呈現(xiàn)出數(shù)據(jù)，在記譜方式上要比 MINI 好，但是在層次結(jié)構和運用上卻比 MINI 差不少；而 SMDL 卻過于復雜，所以一直以來沒有被用于商業(yè)化。 Divisions 標簽則表示一個四分音符所持續(xù)的時間，值得注意的是，該元素和 note 中的 duration 是相互關聯(lián)的。 note表示這個音節(jié)的信息。 duration表示這個音調(diào)持續(xù)的時間，如果上面規(guī)定每個 4 分音符是 1，所以此時的 duration 就是 4。那么為何 Applet通常被稱為小應用程序呢？因為 Applet功能都比較單一，它必須依賴于一個特定的容器存在，這個容器可以是各種插件，也可以是瀏覽器本身，也可以是本身就支持 Applet 的移動設備等。 Applet 還支持 Java中很多的組件，比如 Swing 和 AWT 這類的 GUI 圖形繪制庫等。所以本系統(tǒng)在滿足市場上通用的在線樂譜記譜功能之外，還會額外的為音樂教學系統(tǒng)添加一些擴展功能。由于樂譜作為核心無時無刻不存在于現(xiàn)代教育系統(tǒng)中的音樂教學，所以某種程度上講，只要是在音樂教學中所能使用到的技術問題，那么本系統(tǒng)中都應該囊括在內(nèi)，比如音樂樂譜的編輯、導出、顯示等。這些視頻使得即使身處異地分身乏術的人也可以在不落下課程的情況下提供了再教育的機會，他們可以對之前沒有完全消化的知識點溫故知新，也可以自我調(diào)節(jié)學習狀態(tài)，不再尷尬的局限于老師的教學計劃之中消磨學習意志。那么這種弊端要如何解決呢？毫無疑問，如果這時候采用一種功能強大的在線樂譜編輯軟件，那么問題就迎刃而解了，為什么這么說呢？我們知道在線樂譜可實現(xiàn)教師對樂譜的在線標注和注解，對出錯 的地方也能及時更正，不會出現(xiàn)上傳之后就不能做出修改的尷尬局面，所以這種方式的互動性就顯得格外強大。 、可暫停，點擊音符可單獨發(fā)音，也就是說每個音符都相當于一個觸發(fā)事件。每當用戶在固定的位置點擊鼠標時，通過系統(tǒng)內(nèi)部算法就會在該位置按照樂理規(guī)則生成相應音符；而在視圖模式下，用戶可以根據(jù)需求選擇各種音樂符號對象，然后進行一系列的人性化操作，比如簡單的拖拽等。不但能允許社會音樂教育系統(tǒng)的各方面需求，同時也能滿足大部分音樂愛好者對記譜的要求。 4) 用戶可以增加、刪除或修改譜表。 2) 對樂譜做出相關文本標注和注釋。接下來本次小節(jié)將會圍繞三個方面進行詳細介紹：總體框架設計、核心架構設計以及具體的樂譜數(shù)據(jù)結(jié)構設計。 圖 記譜軟件架構圖 本系統(tǒng)為用戶提供相對獨立的在線記譜客戶端軟件，用戶可通過該客戶端進行在線編輯，對樂譜的重新繪制以及根據(jù)個人喜好進行重點標注或選擇自由添加文本，這些都不妨礙本系統(tǒng)的正常運行。 MusicXML 格式文件是儲存了所在用戶的樂譜中對于音樂數(shù)據(jù)的一切信息，包括樂譜組成、標注、自由文本等 [15]。由于樂譜當中有各種各樣的音樂元素，并且元素之間還得通過一定的樂理規(guī)則進行排列組合，最終滿足用戶對記譜軟件在樂譜編輯上的需求。 UI 數(shù)據(jù)直接和用戶進行交互，比如頁面上顯示的圖片界面等，用戶對這些數(shù)據(jù)可以直接操作，然后系統(tǒng)將數(shù)據(jù)反饋到后臺，此時我們也可以把后臺稱之為邏輯處理層，根據(jù)這些數(shù)據(jù)，進行邏輯判斷并且保存好樂譜的所有信息后，系統(tǒng)就會將響應的結(jié)果以 UI 形式輸出到前臺。圖 和圖 分別是兩者的結(jié)構圖。但是如果根據(jù)前面的方法來不斷刷新顯示的話，對于系統(tǒng)來說，其工作量肯定是是相當龐大的，因為每次刷新，之前在畫板上繪制好的圖形就會被洗掉，然后還必須根據(jù)數(shù)據(jù)邏輯再重新生成。但是在實際的實施過程中，我們就會發(fā)現(xiàn)，其實要實現(xiàn)局部刷新的話，那么就需要對刷新的范圍有相當精準的定位，還要考慮如何保證刷新后局部信息的浮動范圍，這樣做程序的復雜度也是變高了，不容易操作。一方面畫板容納了幾乎所有的音樂對象的集合，所有和圖形符號相關的對象都必須在畫板上排列組合顯示；另一方面，畫板在繪制時承擔著顯示的角色，它作為系統(tǒng)和用戶交互的橋梁發(fā)揮著至關重要的作用。 圖 系統(tǒng)結(jié)構示意圖 ：用于繪制樂譜，是繪制模塊的主要控制器。 ：邏輯控制模塊的主要控制器，負責處理系統(tǒng)的業(yè)務邏輯，具體來說就是對用戶執(zhí)行的對樂譜的操作進行信息接 收并做出事件響應。 樂譜數(shù)據(jù)結(jié)構設計 樂譜數(shù)據(jù)對象包含了幾乎所有繪制樂譜所需要的音樂符號以及上下層間的基本關系。在畫板上，我們通常用橢圓形作為音符符頭，然后再加上符 桿和符尾就構成了最基本的符號。在某種程度上，和弦音和組成它的單音符其實是非常類似的。如果以 C 音為 do音，那么它所形成的音列就叫 C 大調(diào)音列。那么具體到細微的執(zhí)行操作上， UI 層會調(diào)用 Swing 相關組件中的移除方法將對象從所屬的頁面刪除掉。 繪制管理模塊 繪制管理模塊控制著關于樂譜繪制相關的一切邏輯和行為，它的實質(zhì)是將樂譜數(shù)據(jù)結(jié)構當中的有關 UI 對象按照樂理規(guī)則排列組合在一起， 顯示到畫板上，而最直觀的說法就是將樂譜內(nèi)容呈現(xiàn)給用戶。 2) 排列算法：當繪制樂譜時，制作者常常會遇到同一時刻多音符排列的問題。這就好比讀者閱讀時，書本專門為讀者設立一片可作為注解的獨立空間，等下次再閱讀時效果會相當顯著。 4) 文本管理：文本管理針對畫板上所有的文本信息，包括樂譜的作者、標題、歌詞、標注等。而符號主要包括有音符符號、線條符號等。具體體現(xiàn)就是，當刪除掉其中某一部分時，另一頁的那部分也會自動被刪除掉。 本模塊中最核心的內(nèi)容是 XML 解析器，它控制著 MusicXML 文件的生成和讀取。 邏輯控制模塊 邏輯控制模塊負責整個系統(tǒng)的業(yè)務邏輯處理，包括繪制時所必須的繪制策略、音符排列時所依據(jù)的排列算法以及 UI 層中的邏輯關系等。 武漢工程大學 畢業(yè)論文 23 第四章 音樂記譜系統(tǒng)的實現(xiàn)與測試 繪制模塊 繪制模塊主要負責。 1) 音符編輯控制：當用戶編輯樂譜，添加新的 音符或修改音符之后，系統(tǒng)就會自動判斷小節(jié)內(nèi)的剩余時長，并為樂譜添加休止符，一旦剩余時長不足以添加新的符時，系統(tǒng)就不允許用戶進行添加了。在該模式下，用戶只能體驗播放功能，不能進行其他比如樂譜編 輯、刪除等操作。由于前面提到 MusicXML 格式在音樂領域?qū)儆诒容^通用的文件格式，也就是說絕大部分音樂記譜軟件都支持其數(shù)據(jù)交換，所以本軟件在未來的發(fā)展也將不會僅僅止步于本系統(tǒng)，它可以將第三方軟件保留的數(shù)據(jù)導入并繪制成五線譜。 2) 線條符號：線條符號通常不依賴于特定的某個音符對象存在，它具有一定的時間跨度，而且起始和結(jié)束也有相關標識。 武漢工程大學 畢業(yè)論文 21 符號管理模塊 符號管理模塊負責所有與符號對象相關的多有操作。本標注不僅針對小節(jié)可以標注，對單個音符同樣支持 標注功能。所以繪制管理模塊也需要一個排列算法進行邏輯判斷。但是由于每行包括多個小節(jié)，每個小節(jié)內(nèi)音符個數(shù)也不一樣，導致小節(jié)的寬度也不應該是靜態(tài)的，而是根據(jù)某種良好的繪制策略，既可以保持行中小節(jié)的長度不變，也要使小節(jié)不顯得太寬松或太擁擠。系統(tǒng)按照從簡到繁，由上到下的設計理念，將功能模塊設計順序安排如下：繪制管理模塊、符號管理模塊、數(shù)據(jù) I/O 模塊、播放管理模塊、邏輯控制模塊和用戶行為管理 模塊。系統(tǒng)內(nèi)的絕大部分音符符號對象都處于 UI 層和邏輯模型層之中，所以一般來說，這兩個層應該保持相對獨立，這樣在處理對象操作時才不會混亂邏輯關系，以至發(fā)生誤刪或新增的行為。那么什么是拍號呢？舉例來說， 2|4,在數(shù)學中表示的四分之二，在音樂中則表示以四分音符為一拍， 每小節(jié)有兩拍。時長是由振動的時間決定的，振動時間越長，則音越長；音高則由音的頻率決定的，振動頻率越高，則音越高，相反則越低。 武漢工程大學 畢業(yè)論文 19 圖 樂譜數(shù)據(jù)結(jié)構示意圖 由圖可看出，樂譜作為整體存在于樹狀結(jié)構的根節(jié)點，表示為 score， score 包含一頁或多頁，每頁又包含多行，每行之中有多個小節(jié)組，每個小節(jié)組內(nèi)包含多個小節(jié)，每個小節(jié)又有兩個音部，最后每個音部之中又包含多個音符。系統(tǒng)通過邏輯控制器將需求反饋給畫板，然后畫板通過樂譜繪制器調(diào)用相關負責的組件開始繪制工作；而需要導入或?qū)С鑫募r，直接讓畫板調(diào)用 XML解析器進行解析即可。 3. MINI 播放器：負責樂譜的播放。而實際上畫板在響應系統(tǒng)行為時不是直接處理的，而是交給相對應的組件處理，此時畫板就相當于一個第三方的中央控制器，它會委托功能組件進行管理。 經(jīng)過以上對比后，本系統(tǒng)最終選擇了 UI 數(shù)據(jù)與邏輯數(shù)據(jù)相結(jié)合的形式。而事實是，我們完全沒有必要僅僅為了達到刷新效果而浪費大量的資源。 MVC 模式是將表示層和邏輯層完全分離開，讓其相互間自然解耦。 系統(tǒng)核心架構設計的關鍵之處就是如何處理好 UI 數(shù)據(jù)和邏輯數(shù)據(jù)之間的關系了。 平時用戶所接觸到的真實可見的樂譜圖形就是俗稱的前臺數(shù)據(jù)，即 UI 數(shù)據(jù)。那么從圖 中就可以看出，新的MusicXML 格式內(nèi)部增多了譬如標注信息、文本等新內(nèi)容，大大加強了系統(tǒng)的擴展性和可移植性，這對 于本軟件未來的發(fā)展無疑十分有利的。在音樂實例教學中，樂譜方面的應用十分廣泛，主要還是樂譜練習題插件和樂譜課題插件，相對應的適用對象就是學生和老師，其實除去教學領域，武漢工程大學 畢業(yè)論文 16 一些業(yè)余音樂愛好者也是本系統(tǒng)的涵蓋范圍，它一樣允許客戶對樂譜進行在線編輯，同時可讀取文件格式支持的帶有用戶標注或自由文本的樂譜文件，從而可對識別的樂譜反復編輯和推敲，不必再浪費大量的時間和精力在重新構建環(huán)境上。而作為音樂數(shù)據(jù)交換和存儲格式標準的 MusicXML 技術，在本系統(tǒng)之中也應該作為核心存在展開的。 3) 可播放樂譜文件，暫停、快進也支持。 6) 在最后的試圖模式之下，用戶可以對在系統(tǒng)生成之外的對音符、小節(jié)等對象添 各種自定義符號，既然可添加，刪除修改等操作也是必不可少的。 2) 音符在支持單附點的同時，還必須支持多附點以及多種連音符，為了保證樂譜的完整性還需對變調(diào)等加以支持。 對于一個好的軟件來說，不僅能滿足相關專業(yè)領域中專業(yè)人士的大部分需求，還應該能做到至少讓普通的用戶可以簡單操作，即做到普遍性。為了提高研究效率，于是項目開發(fā)人員借鑒了市場上比較成功的記譜軟件 musescore，并預計開發(fā)出三種樂譜功能模式，即音樂播放模式、樂譜編輯模式和視圖模式。 武漢工程大學 畢業(yè)論文 14 。而在學習環(huán)節(jié)當中，一般人都可以很容易的想到在網(wǎng)頁端對樂譜的顯示和編輯肯定是必不可少的，而教師則常常通過語音對講授內(nèi)容進行詳細講解，學生一邊閱讀學習內(nèi)容一邊詳聽老師講解，這種模式還是很實用的。有一個應用非常廣泛的例子。 樂譜系統(tǒng)需求分析 系統(tǒng)整體需求 著手于一個新的項目，首先開發(fā)者的核心開發(fā)思想要明確。武漢工程大學 畢業(yè)論文 13 第三章 系統(tǒng)分析與設計 對于一款功能強大的在線音樂記譜軟件來說，能適合絕大部分的音樂粉絲絕對是意外之喜，而能滿足專業(yè)人士對音樂教學或者創(chuàng)作的需求雖說也值得發(fā)布者自豪，相較前者卻還是有一定落差的。 Java Applet 是 Java 開發(fā)中編寫的一種嵌套在網(wǎng)頁之中的小應用程序，它有支持applet 的瀏覽器解釋執(zhí)行并產(chǎn)生動態(tài)效果，這種能力可大大提高 Web 頁面與用戶的交互能力個動態(tài)操作能力。伴隨著 MusicXML 技術的成熟和日趨完善，世界上的 各大商業(yè)音樂記譜軟件對其的重視程度也越來越高了，它們基本都支持 MusicXML 格式，所以可以很負責任的說， MusicXML 已經(jīng)隱然稱為音樂格式交換的一種。 step表示是哪個調(diào)， octa