【正文】 也不包含我為獲得 及其它教育機構的學位或學歷而使用過的材料。除了文中特別加以標注引用的內容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經發(fā)表或撰寫的成果作品。本人授權 大學可以將本學位論文的全部或部分內容編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。 、圖表要求： 1）文字通順，語言流暢，書寫字跡工整，打印字體及大小符合要求，無錯別字，不準請他人代寫 2）工程設計類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計算機繪制，所有圖紙應符合國家技術標準 規(guī)范。所以本文的主要目標，是設計一個擁有交互性的在線音樂記譜系統(tǒng)，以此來滿足教學中對動態(tài)樂譜的強烈需求，同時也可以推廣音樂數(shù)字化技術在現(xiàn)今音樂教學領域中的應用。 本文設計并完成的在線音樂記譜軟件，解決了當前很多音樂教學系統(tǒng)所涉及到的對于樂譜缺乏相當交互性的難題，也在一定程度上擺脫了對靜態(tài)樂譜的依賴以及其產生的繪制成本。有時為了抨擊現(xiàn)實反應社會艱難，人們泣血而歌；有時贊美英雄，歌頌美德，人們引吭高歌。而由其地，中國歷史源遠流長，文化博大精深，作為其文化精髓之一的音樂更是歷經千年的發(fā)展，包含了五十六個民族及地區(qū)的特異性，它們相互交融影響，產生了如今中國各式各樣的音樂種類。因此每個學生所占用的教學資源不可不謂之大 [2]。是的，如果說傳統(tǒng)教育模式是一艘江上漂行的漁船，那么現(xiàn)代教學方式則是海洋上望之即達的燈塔，不管你來不來，我就在那里。由于網絡教育給現(xiàn)代教育界帶來如此巨大深遠的影響，有的人甚至認為 ELearning會取代傳統(tǒng)教學方式。以中央音樂學院為例，在它的多媒體數(shù)據(jù)庫中收錄了大量的稀有音樂資源，例如佛教音樂、古琴等極具民族特色的音樂素材，而且其中多門課程已經開始借助多媒體現(xiàn)代技術進行全面授課。而樂譜，就是將音樂以文字、符號等按照一定的規(guī)則排列組合記錄下來的一種載體，是用來傳遞 并表達音樂信息的最為可靠的一種方式 [5]。 2. 目前網絡教育中，樂譜只是作為一種普通的圖片存在，和傳統(tǒng)的教學方式沒多大差別，就是把印刷在紙面上的圖譜成功顯示在頁面上而已。盡管現(xiàn)在也有一些比較專業(yè)的音樂教學工具，但是這 些工具只能針對通用的多媒體教學，而并非是針對基層的樂譜。那么這里就以客戶端和插件進行分開說明。服務器，是承擔并提供各種可靠地服務的計算機設備，它在穩(wěn)定性、安全性、可管理性和可擴展性方等面水平較高。但是關鍵問題是，如何將客戶端和服務器通過某種方式建立連接，讓它們正常通信呢？ 了解過客戶端的概念后，記譜軟件客戶端就比較好容易理解了。其中國內有 作 曲大師等；國外就比較多了，有 Encore, Onvertune， Sibelius 等。插件是在某種規(guī)則下編寫而成的一種小應用程序接口，它通常不能獨立運行，只能依靠其所支持的系統(tǒng)平臺下 運行。通常插件會伴隨著瀏覽器的啟動而自動運行，比如有些人在瀏覽網頁時，會突然彈出一個廣告窗口，播放著自己從來沒點擊過的鏈接，有時人們就很奇怪，我什么都沒做它就自己彈出來了，是不是我電腦中病毒了？其實不是，這種產生的網頁動 作也借用了插件技術，只不過它常常被人稱之為廣告軟件。那么說這么多，插件到底有什么好處呢？ 1) 由于插件和插件之間是相互獨立的，使用插件技術后必然會使得結構更加清晰、理解起來也更加容易。而插件由于是通過與宿主程序進行直接交互，從而達到插件與插件之間、插件和程序之間的正常通信，所以使用插件后其耦合度也會大大降低 [6]。 3. 樂譜信息存儲 直到如今，對于樂譜信息的存儲，世界上依然沒有給出一種十分成熟的統(tǒng)一標準。傳承五千多年的中華傳統(tǒng)文化，積累至今自然是底蘊深長，無數(shù)富含哲理與真言的名句其實和中國文字遙相呼應。音樂作為承載著人們生活情感的方式存在著，它的核心組成部分是樂譜，就像文章的組成核心是文字一樣。所以很多商用的記譜軟件都擁有屬于自己的一套記錄音樂的數(shù)據(jù)存儲格式，都存在不可避免的局限性和封閉性，只能偏居一隅。在之后的十幾年發(fā)展中， MusicXML 技術已經被很多種應用軟件所支持，其勢態(tài)之銳令人振奮。 武漢工程大學 畢業(yè)論文 5 項目研究主要內容 本文主要的目標是研究出一種通俗 易用的，既能滿足大多數(shù)業(yè)余音樂愛好者對平時生活中美妙聲樂的錄制編輯，也能面向專業(yè)的音樂教育系統(tǒng)的一個功能非常強大，可在線自由編輯，且用戶可添加自我標注的音樂記譜軟件。 基本章節(jié)安排 本文主要分為五個章節(jié)，其余四章節(jié)內容如下： 第二章：對項目所運用到的技術進行一定綜述。 第四章：系統(tǒng)功能實現(xiàn)。 武漢工程大學 畢業(yè)論文 6 武漢工程大學 畢業(yè)論文 7 第二章 相關技術綜述 當今社會技術飛速發(fā)展，尤其是數(shù)字化技術則是如雨后春筍般涌出，而作為樂譜軟件開發(fā)者，選擇更適合該系統(tǒng)的技術顯得尤為重要。 Java 語言是一種面向對象程序設計的開發(fā)語言，它具有十分優(yōu)秀的安全性、高效性、強移植性 [9]。那么 Java 語言有何特征呢？首先，它的學習成本非常低。 HTML 語言，有人說它是通向 WEB 技術世界的鑰匙，有了它就可通過超文本標簽來實現(xiàn)自己想在網頁上實現(xiàn)的一切功能。 MyEclipse 是Eclipse 的組件開發(fā)集合，它的功能十分強大，應用十分廣泛和成 熟，特別是對各種開源類產品 的支 持相 當融 洽。 IE（ Inter Explorer，網絡探索者），是由微軟公司推出的一款網頁瀏覽器。在音樂領域，總體來說業(yè)內支持率的比較高的 有 MINI 和MusicXML。而 MusicXML是完全基于 XML 技術的，由于 XML 技術在互聯(lián)網技術中已經屬于一種新興的高發(fā)展技術，其應用市場十分廣泛，其技術也發(fā)展的十分成熟，所以 MusicXML，它的開發(fā)效率很高，其擴展 性也比較好，尤為重要的是，對于樂譜符號的覆蓋率也非常廣。想來這種缺陷也武漢工程大學 畢業(yè)論文 9 是顯而易見的，一旦本地操作系統(tǒng)中并不包含項目中即將使用到的圖形，那么只能自己手動繪制了，畫坐標，描點，顏色填充之類的，想想就覺得挺麻煩，那么 AWT 就可不做考慮了。而 Swing 就要相對低一些了，不過由于它是純手工代碼生成，所以其靈活度也是非常好的，另一方面，由于本系統(tǒng)的記譜繁復程度較高，因此主要的工作量并不在圖形界面設計上，而是將重心轉移到邏輯層的設計上邊，這樣此消彼長下，對于開發(fā)效率的要求也就不那么高了。而Swing 是為了解決 AWT 所存在的問題而新開發(fā)的包，所以它肯定是以 AWT 為基礎的。由于在不同操作系統(tǒng)中提供的功能是不同的，即在平臺之間的統(tǒng)一性并不協(xié)調。舉個很常見的例子，并非所有的操作系統(tǒng)都會提供用戶對樹形結構控件的支持，而 Swing 里面就利用 AWT 里最基本的作圖方法對樹形結構進行了全方位的模擬和實現(xiàn)。 從字義看來， MVC 模式由三部分組成：模型、視圖和控制。 Java 注重的模塊化操作，尊重獨立和靈活，所以一般在視圖層是不會涉及業(yè)務邏輯操作的。簡單來說， XML 是一組按照特定規(guī)則集成的用以描述結構化數(shù)據(jù)的無格式文本。更重要的一點我們要明白， XML 是不作為的，它僅僅是純文本。其中 book 是書這個整體，而 title，author， keyword 等都是 XML 文檔的元素。 MusicXML 技術 MusicXML(Music Extensible Markup Language)，即 音樂擴展標記語言 技術，它 是基于 XML 技術的標注音樂格式文件 [13]。而MusicXML 的誕生無疑是非常的及時。 Key 表示樂譜的升降號情況， fifths 為 0 表示不升不降，一般正數(shù)表示升調的個數(shù)，負數(shù)表示降調的個數(shù)，這個元素還有一個屬性 type 來表示此調為大調（ major）還是小調。 pitch表示這個音節(jié)的信息。 到目前為止， MusicXML 已經發(fā)布了 、 和 三個版本，每個版本對符號標記都有一定程度的擴充 [14]。在運行 Applet 時，通常會比較人性化與用戶進行交互，顯示動態(tài)畫面，并且會很嚴格的按照安全檢查阻止?jié)撛诘陌踩{等一系列不穩(wěn)定因素。 Applet 小應用程序主要依靠 Java 中的 Applet 類 來 實 現(xiàn) 的 ， 它 離 不 開 使 用 它 的 HTML 文 件 。那么本章即將對具體的系統(tǒng)功能需求，以及整個的在 線樂譜系統(tǒng)框架進行詳細介紹和搭建。 現(xiàn)代網絡教育在音樂 教育系統(tǒng)中的應用也正在逐漸普及。在這種情況下，一個好的網絡學習課件無疑顯得相當重要，它常常作為學生和員工學習新知識、新技能最快捷也是最直接的方式。 經過上面的整體分析之后，本項目的系統(tǒng)功能需求就相當明顯了： ，音樂數(shù)據(jù)可以文件形式保存或者導入導出。 系統(tǒng)具體需求 我們知道樂譜中各 種音符符號林林總總，而音樂記譜軟件必須盡可能多的對用戶支持多符號選擇，并且同時還要滿足用戶的在線音樂編輯，這就要保證本系統(tǒng)中對各種音符標號的大量錄入。這三種模式按照獨立的原則設計，這樣系統(tǒng)的耦合性就會更低。 1) 在當前編輯模式下，用戶可以通過點擊鼠標，在特定位置生成音符或者更改音符，對于其他非關鍵位置，系統(tǒng)則會根據(jù)規(guī)則自動產生相關符號。 5) 用戶可以增加、刪除或修改小節(jié)內容。用戶可以直接在樂譜上對重點音符進行標注以增強閱讀效率，也可以自由創(chuàng)建新文本，自由書寫注釋。 總體框架設計 樂譜是音樂之中的 核心組成部分，在涉及到音樂的領域中，可以這樣說，對樂譜和對音樂的操作幾乎是同步的。另一方面，當用戶本身有已經編輯保存好的 MusicXML 格式文件時，可以選擇自行導入 到本系統(tǒng)中識別，其中該 MusicXML 格式文件包括以文本方式和照片形式存在的文件。 MusicXML 格式文件是存在于目前市場上所有音樂記譜軟件所支持的對樂譜信息進行交換的標準格式文件，而尤其值得注意的是，為了加上本系統(tǒng)所持有的特殊屬性信息，本項目開發(fā)小組對 MusicXML文件在原有基礎上加以擴展，延伸了一些新的特性。所以對于不同的音樂元素需要定義成不同的對象表示，而樂譜的最終形態(tài)就是由不同的 UI 對象排列拼合而成的。這就是前后臺數(shù)據(jù)交換的大致流程了。 圖 UI 數(shù)據(jù)與邏輯數(shù) 據(jù)結合示意圖 武漢工程大學 畢業(yè)論文 17 圖 UI 數(shù)據(jù)與邏輯數(shù)據(jù)分離示意圖 前者相結合的模式固然在書寫程序的時候方便，將 UI 圖像數(shù)據(jù)和邏輯判斷數(shù)據(jù)都揉合在一起了，但是缺點也是顯而易見的，其在結構上并不清晰，很容易造成視覺和思維上的混亂，即有 MVC 模式的實，卻不具備其形；但是后者就不一樣了， UI 數(shù)據(jù)和邏輯數(shù)據(jù)相互分離，它變現(xiàn)出了標準的 MVC 架構設計模式。同時，對 UI 全局刷新也會產生一些新的狀態(tài)信息，對用戶之前的操作當然也要記錄下來，這無疑又降低了程序的可擴展性。但是，如果采用 UI 數(shù)據(jù)和邏輯數(shù)據(jù)相結合的方式，事情就變的簡單多了，它完全避免了刷新的困擾，同時系統(tǒng)的結構也更為清晰。 武漢工程大學 畢業(yè)論文 18 從宏觀上來講，作為樂譜的容器和與用戶變向交互的核心，畫板控制著所有的界面圖形符號和各種邏輯控制，畢竟記譜軟件主要就是一款視覺感官軟件。 解析器：讀取或生成樂譜的 MusicXML 格式文件中的所有音樂相關信息，包括音樂符號，標注等。 從圖 中可以看出，畫板是核心存在，而 XML 解析器、樂譜繪制器和邏輯控制器則是圍繞其展開的。經過一定的學習和了解之后，可知它是 一個非常精細的樹狀結構，從根節(jié)點到子節(jié)點到子孫節(jié)點逐漸向下延伸，其大致結構參見圖 。音符通常具有時長和音高兩個最核心的屬性。當對和弦音當中的某個音符添加某些標注記號時，這些記號既可以屬于單個音符，也可以屬于和弦音符。 除去對于樂譜數(shù)據(jù)結構上的設計，還需要理解圖形用戶界面類方向上的邏輯處理。 武漢工程大學 畢業(yè)論文 20 功能模塊設計 經過以上章節(jié)對在線記譜軟件在音樂教學中所做的的調查分析，本小節(jié)最終對系統(tǒng)的具體功能模塊作出了相應設計。繪制管理模塊涉及到很多相關的繪制問題，最后可歸納為以下幾點： 1) 繪制策略：繪制樂譜時，樂譜的最左邊和最后邊音符的坐標是固定不變的，而且每一行的總寬度也應該相同。五線譜中那些音符的排列不是隨意散亂的，而是按照樂理規(guī)則有規(guī)律的進行組合，即在同一時刻發(fā)出的音樂中可能會包括多個音符，這時，就需要將這些音符的 y 坐標保持一致。本系統(tǒng)開發(fā)的標注管理也功能是如此。該文本允許用戶自由編輯，對文本的樣式同樣可做修改，比如文字的顏色、大小、粗細等。 1) 音符符號：依附于或者屬于音符的符號，比如說顫音 、修飾音等，它們在圖形界面顯示上依附于基本音符存在。 數(shù)據(jù) I/O 模塊 數(shù)據(jù) I/O 模塊負責所有的數(shù)據(jù)交換操作，包括 MusicXML 格式文件的信息讀取和保存、打印服務等。 播放管理模塊 播放管理模塊負責系統(tǒng)中樂譜的播放功能。在本系統(tǒng)中，專門為控制層構建了一個控制器，即 Controller，通過 Controller，負責系統(tǒng)的所有邏輯控制，它和繪制管理模塊都是系統(tǒng)最核心也是最基本的部分