Проект «Музыкальная энциклопедия» представляет собой

Секция: Информатика
МОУ гимназия №6, г.Тольятти
445012, Самарская обл., г.Тольятти, ул.Мурысева,61
тел.: (8482)24-15-79; E-mail: gymn@attack.ru
«Соло. Уроки сольфеджио»
Надточий Александра Михайловна
Класс: 8
445046, Самарская обл. г.Тольятти ул. Чайкиной 35-14
тел.: (8482) 414011;
Научный руководитель: Надточий Ирина Сергеевна, учитель информатики лицея №6 г.Тольятти,
Надточий Михаил Юрьевич, к.ф.-м.н., доцент Тольяттинского ГосУниверситета
Проект «Соло. Уроки сольфеджио» представляет собой программу, которая позволяет научиться
основам сольфеджио: получить начальные сведения в музыкальной грамоте, проверить свои знания по
разным темам сольфеджио в форме написания диктантов, проверки слуха, пения, умения строить
интервалы, аккорды и т.п.
Актуальность: В настоящее время выпущено много различных программных продуктов,
посвященных музыке. Среди тех, которые мне удалось посмотреть, я не видела такой программы, которая
позволяла бы проверить и улучшить свои знания сольфеджио. Я решила создать такой проект, соединив в
работе над ним свои увлечения музыкой и программированием.
Постановка задачи: изучить способы обмена информацией между электронными музыкальными
инструментами, научится декодировать MIDI-сообщения и разбирать структуру MIDI-файлов, исследовать
возможности визуально-ориентированной среды программирования DELPHI для создания нестандартного
пользовательского интерфейса (запись и редактирование нот) и взаимодействия с внешними устройставми
(синтезатор звуковой карты и внешний интерфейс MPU-401), научиться программным способом
определять высоту звука, записанного с микрофона.
Описание работы: из всех возможностей хранения звука на компьютере (условно: WAVE, MIDI,
MP3) был выбран формат MIDI по нескольким причинам:
1. Для создания и проверки музыкальных диктантов нужен формат, в котором звуки музыкальных
инструментов можно представить в виде нот.
2. Для человека, владеющего фортепиано, процесс записи музыки в формате MIDI (с использованием
MIDI-клавиатуры) наиболее прост и естественен.
3. Музыкальные произведения в этом формате легко редактировать в любом из распространенных
музыкальных редакторов. Этот формат позволяет без особых трудностей создавать полифонические
произведения.
4. Это наиболее емкий формат, таким образом, при небольших размерах программы она будет
содержать больше музыки.
К недостаткам этого вида хранения музыки можно отнести необходимость наличия MIDI-клавиатуры
для записи файлов (без нее получается медленно), невозможность реализации некоторых видов звуков
(ограничивается набором сэмплов), а также то, что качество воспроизведения зависит от звуковой карты
того компьютера, на котором идет прослушивание. Однако большинство современных звуковых карт
используют табличный синтез звука и обеспечивают довольно приличное качество звучания. Кроме того, в
данной программе высокое качество имитации звучания реальных музыкальных инструментов не
требуется.
MIDI файл представляет собой последовательность команд для музыкального синтезатора,
расположенного на звуковой карте. Синтезатору указывается время начала звучания ноты, окончания, ее
высота и громкость, а также звуком какого инструмента ее необходимо воспроизвести.
Само звучание инструмента определяется звуковой картой (качеством записанных в ней образцов
звучания инструментов, или Wave таблицы).
Звуковые файлы диктантов, использованные в программе, были записаны с помощью MIDIклавитуры синтезатора YAMAHA SY-22, звуковой карты Creative Audigy и программы STUDIO 4. Звуки
же для слухового анализа (аккорды и интервалы) создаются в моей программе программным путем (через
генератор случайных чисел).
Delphi является мощным программным средством, с помощью которого можно реализовать широкий
спектр практических задач. Основное достоинство этого языка программирования состоит в том, что он
оптимально сочетает в себе простоту использования, доступность и большой набор разнообразных
возможностей, позволяющих охватить все основные области программистской деятельности. Кроме того, в
школе мы изучаем Паскаль, поэтому программирование на Дельфи позволило мне использовать знания,
полученные на уроках информатики.
При создании нашего проекта я использовала следующие возможности языка Delphi:
♫ Реализация максимально гибкого и удобного интерфейса для своего приложения, который будет
интуитивно понятен и близок пользователю-музыканту.
♫
♫
♫
Обработка событий мыши и клавиатуры, вывод на экран различных графических изображений.
Работа с внешними устройствами (синтезатор звуковой карты) и таймером.
Возможность использования библиотек, предназначенных для работы с Паскалем.
Анализ результатов:
Были решены следующие задачи:
♫ Реализован разбор структуры MIDI файлов. Хотя формат MIDI и документирован, пришлось
самостоятельно написать программный модуль парсера, который должен выделять из MIDI файлов
отдельные составляющие, относящиеся к воспроизведению ноты.
♫ Необходимо было найти способо взаимодействия с пользователем при вводе мелодии. Средства,
предлагаемые стандартными компонентами Delphi (диалоговые окна и панели), для этого не годились,
поэтому был написан модуль по интерпретации дейстий пользователей для расстановки и редактирования
нот на нотном стане.
♫
Для реализации проверки диктантов пришлось придумать алгоритм, учитывающий некоторые
возможные неточности в длительности нот.
♫ Для отработки певческих навыков необходимо было решить проблему определения высоты тона
сигнала, записываемого с помощбью микрофона. Для этого использовался алгоритм быстрого
преобразования Фурье (FFT), который я взяла из библиотеки для ДОС-Паскаля.
♫
Создан достаточно удобный и оригинальный интерфейс для работы со звуковой информацией.
Выводы:
Была создана программа в среде Delphi, которая позволяет научиться основам сольфеджио.
Программа “Соло. Уроки сольфеджио” рассчитана на учащихся и учителей музыкальных
факультетов; она может быть использована в музыкальных учебных заведениях на уроках сольфеджио.
Программа содержит следующие разделы: «Теория», «Слуховой анализ», «Пение», «Диктанты»,
«Построение», «Настройки», «Помощь».
В разделе «Теория» наряду с методическими указаниями содержатся объяснения, касающиеся нотной
грамотности и теории музыки. Весь материал расположен в порядке возрастающей трудности.
Раздел «Слуховой анализ», позволяет пользователю протестировать свой музыкальный слух,
прослушав аккорды, интервалы и последовательности.
В разделе «Пение» можно пропеть музыкальные номера и проверить чистоту пения.
В разделе «Диктанты» пользователь пишет диктанты по уровню сложности и может проверить их.
Раздел «Построение» предлагает потренироваться в построении и проверке различных аккордов,
интервалов, последовательностей, ладов, тритонов, уменьшенных и увеличенных интервалов.
В разделе «Настройки» можно задать варианты записи и воспроизведения звука.
В разделе «Помощь» вы найдете советы по установке программы, подключению синтезатора,
микрофона, краткие толкования основных музыкальных терминов.
Литература:
1. Программирование в среде Windows. Глушаков С.В., Мельников В.В., Сурядный А. С. издательство
«Фолио», Харьков, 2000
2. Большой энциклопедический словарь. Музыка. Гл.ред. Келдыш Г.В., научное издательство «Большая
Российская энциклопедия», Москва, 1998
3. С. Бобровский «Delphi, учебный курс», Санкт-Петербург, Питер, 2000 г.
4. Библиотека Turbo Professional для ТурбоПаскаля.