能够由演员实时控制音乐或声音的触发回放设备及方法

技术领域 本发明涉及音乐或声音的制作、回放技术领域，具体而

言，是一种能够由演员实时控制音乐或声音的触发回放设备及方法， 尤其适用于演员在舞台表演的同时实时控制音乐节奏或触发回放声 音效果。

背景技术 现有技术制作的音乐或声音，回放时只能按照事先固化

的模式使之重复再现，公知的回放控制技术通常为后台操作方式，目 前尚无能够由演员实时控制音乐节奏或声音效果的技术手段。然而， 下列一些事例说明这种技术手段的应用需求。

对于歌曲等演唱形式的伴奏音乐，因其节奏模式的固化，要求演 员必须跟随伴奏音乐进行贴唱。但对于节奏变化的演唱，例如自由延

长音。的时值把握，或者速度变化旋律的落点合拍等，容易出现声 乐节奏的不和谐，再加上演员可能出现的情绪波动、运气差异、临场 紧张、外界干扰等随机影响，以及演员为寻找节奏落点而顾虑或表现 拘谨等因素，从而影响演唱效果。

对于舞蹈等表演形式的伴奏音乐，也因其节奏模式的固化，要 求演员必须跟随音乐的节奏进行表演，对于节奏变化的舞蹈，同样原 因，也容易出现动作与节奏的不和谐或表演死板的不良效果。

固化节奏模式的伴奏音乐使演员在节奏表现上只能处于被动地 位， 一定程度上限制了表演技能的展现和发挥，同时也束缚了个性化 风格的培养和创新。

现有制作、回放伴奏音乐技术的这种不足，已经成为取代乐队现 场伴奏的主要障碍，尽管它比后者具有可以反复回放、人为不确定因 素少、排练和演出费用低等明显优势。

对于舞蹈、话剧、戏曲、小品等舞台声音效果，例如枪声、钟声、 物体撞击声等声音片断，因其顺序模式的固化，要求音响师必须根据 剧情和演员动作进行选择、判断和操作。然而，对于时间间隔小和动 作关联性强的声音效果回放，不可避免其人工操作的时间误差，难以

保证与演员动作的完全同步，常常给观众以虚假之感。 发明内容 本发明的目的在于：弥补现有制作、回放音乐和声音技 术的不足，提供一种能够由演员实时控制音乐或声音的技术手段，用 于演唱、舞蹈等音乐伴奏，演员可以实时控制和驾驭音乐的节奏或落 点，消除节奏不和谐等不良效果，展现和提高演员的表演技能；用于 舞台表演等声音效果，演员可以控制触发预定声音片断的回放，消除 人工操作的时间误差，保证声音与动作的同步，达到逼真的舞台表演 效果；以及用于相关领域。

本发明的目的通过下列描述予以实现-

本发明公开了一种能够由演员实时控制音乐或声音的触发回放 设备，其包括-

音序器，包括音源、音频接口及相关的硬件设备，用于加载音乐

或声音并进行编辑、制作和回放；及

有线话筒、无线话筒及无线话筒接收器，用于输入声音；及

放音设备：包括功放器和扬声器，用于声音再现；及

调音台：连接有线话筒、无线话筒接收器、音序器和放音设备，

用于混音和均衡等；其特点在于，还包括：

触发装置，具有至少一个类似于微型按钮或压力传感器的输入元

件，由演员在表演的同时实时操纵，用于产生与表演进度相关联的触

发信号；及

控制装置，包括单片机、输入接口、输出接口和启/停控制接口， 用于响应触发信号，控制音序器回放。

其中，触发装置通过有线电缆或无线装置与控制装置的输入接口 相连接，控制装置的输出接口与音序器相关的硬件设备相连接。

所述设备，其中触发装置附着在有线话筒上，所述输入元件通过 有线电缆直接与控制装置的输入接口相连接。

所述设备，其中的触发装置还包括一个信号编码电路，构成的触 发装置附着在无线话筒上，其中输入元件、信号编码电路与话筒内部 的调制电路顺序连接，从无线话筒接收器的鉴频电路输出引出端头连 接一个信号解码电路，该电路的输出端与控制装置的输入接口相连接。

所述设备，其中具有输入元件的触发装置还包括一个地址编码电 路和一个无线发射电路及发射天线，它们顺序连接，构成的触发装置

附着在有关道具、乐器、演员穿着上，多个触发装置采用各自不同的 无线发射频道， 一个无线接收电路，其接收范围覆盖全部触发装置发 射频道，其输入端连接一个外接天线，其输出端与控制装置的输入接 口相连接。

所述设备及以上的控制装置、信号解码电路和无线接收电路组合 为一个硬件装置，该装置具有这些电路的相应输入接口，分别与所述

触发装置相对应，具有控制装置的输出接口包括USB和MIDI，该接口 其中之一与音序器相关硬件设备相连接，该装置面板上具有一个按钮 开关，与控制装置的启/停控制接口相连接。

所述设备及以上的控制装置、信号解码电路和无线接收电路组合 为一块电路板卡，该卡具有这些电路的相应输入接口，分别与所述触 发装置相对应，该卡的连接端子与音序器相关硬件设备的扩充插槽相 匹配，其中包括控制装置的输出接口和启/停控制接口的连接。

本发明也公开了一种能够由演员实时控制音乐节奏的方法，包括 编辑、制作和回放过程，以现有技术制作的MIDI或数字音频格式的 音乐文件为来源，其步骤包括：

1) 音序器加载音乐文件，在其需要触发控制的范围内，标记有 关节奏点tn于时间标尺t上，以各个tn点为断点分割该音乐为一系 列音乐片断Tn，在音轨上移动各个Tn，使它们之间留出足够的时间 间距，在对应于有关音乐片断Tn尾部的另外音轨上，选择添加过渡 音乐片断Tn+;

2) 启动音序器开始回放音乐，在回放到触发控制范围之前启动控 制装置进入等待触发信号状态，演员操纵触发装置或通过动作触发其 输入元件，发送触发信号tn'，每个tn'对应一个Tn，在非触发控制 范围的回放期间停止控制装置运行；

3) 控制装置运行期间实时响应tn'，向音序器发送有关控制指 令，包括标记触发点和跳转位置指针；

4) 音序器在回放音乐的过程中，实时响应控制装置有关控制指 令，包括在其时间标尺t上实时标记各个触发点tn'，位置指针跳 转到对应节奏点tn，完成一个触发回放任务，如此循环直至全部音 乐回放完毕，停止音序器和控制装置运行；

5) 音序器编辑修改有关音乐片断Tn的时值或速度，使其长度符

合从节奏点tn至触发点tn+r的时值，其中速度的修改包括速度渐 变，删除所有标记的触发点tn'，以此替换原有音乐文件；

6)重复上述步骤2)、 3)、 4)、 5),直至该音乐的回放与该演员 的表演风格相匹配。

其中，步骤1)、 5)和6)在现场演出时，将其忽略。

所述方法，步骤1)所述的触发控制范围、有关节奏点tn和过 渡音乐片断Tn+，根据演员的选择进行划分、标记和添加。

其中，选择的触发控制范围可以包括全曲或者只包括节奏变化的 部分乐段，选择的节奏点可以是全曲的开始及各个强拍点；或者是有

关乐句、过门的音头；或者是自由延长音^及高潮旋律后一个音符 的音头；选择添加的过渡音乐片断可以消除Tn之间的断音，使其过

渡自然、音乐连贯。

所述方法，步骤6)进一步还包括，移动各个Tn消除它们之间 的时间间距并删除Tn+，由此产生的音乐文件制作于CD等介质上， 可以在现有技术以及本发明的设备上不加控制的回放。

本发明还公开了一种能够由演员实时控制声音效果的方法，包括 编辑、制作和回放过程，以现有技术制作的数字音频格式的声音片断 为来源，其步骤包括：

a) 使用采样音色制作工具导入各个声音片断，分别作为音色采样 样本数据，定义不同的音色编号，由此编辑组成专用音色库并制作于 CD等介质上；

b) 设置各个触发装置为不同的地址编码，每个地址编码预定一个 音色编号；

c) 音序器导入需要的专用音色库，启动控制装置和音序器，分别 进入等待触发信号和指令状态，演员实时操纵有关触发装置或通过动 作触发其输入元件，随机发送具有地址编码的触发信号；

d) 控制装置实时响应触发信号，向音序器发送有关MIDI数据和 指令，数据包括地址编码，指令包括开始，

e) 音序器实时响应控制装置MIDI指令，根据地址编码调用预定 编号的音色开始回放，其中包括不同音色的同期合成，完成一个触发 回放任务，如此循环直至全部回放任务完毕，停止音序器和控制装置 运行。 其中，步骤a)和b)在现场演出时，将其忽略。

采用本发明提供的设备，也能够实现对音乐和声音有关回放状态 的实时控制：如选曲、开始、伴唱、效果、停止等；以及有关回放参 数的实时调整：如音量、音调、声像、力度、混响等，可以根据需要 组合不同的控制功能，相应配置触发装置的按钮及发送接收控制编码， 具体实施可参考以上方法，不再阐述。

本发明提出一种能够由演员实时控制音乐或声音的触发回放设 备及方法，与现有技术相比，具有以下积极效果和特点：

1.弥补了现有音乐制作技术固化其节奏模式，回放时只能使之 重复再现，演员必须跟随伴奏音乐进行贴唱或表演的不足，本发明提 供了一种实时控制音乐节奏，特别是能够由演员在表演的同时按照自 己的风格对其进行触发，使音乐回放与其表演进度相关联的手段。

用于演唱伴奏时演员通过操纵附着在话筒上的触发装置发送信 号，不仅操纵伴奏音乐的开始，在需要的触发控制范围内，能够实时 控制标记的音乐片断进行触发回放，从而控制和驾驭音乐的节奏或落 点，使之适应演员可能出现的随机变化，消除声乐节奏不和谐的顾虑 及不良效果，使演员在节奏表现上变被动为主动，甚至能够适应演员 临场即兴发挥的演唱，有利于充分展现和发挥演员的演唱技能。

用于舞蹈伴奏，触发装置附着在演员穿着或道具上，可以达到类 似于上述控制的积极效果，并且能够使音乐的节奏踏着演员舞蹈的步 伐。

用于乐器演奏的音乐伴奏，触发装置附着在演员穿着或乐器上， 也可达到类似于上述控制的积极效果。

2. 进一步地，本发明具备音乐节奏操纵过程的记忆和学习功 能，在排练过程中，通过记录演员操纵各个音乐片断的触发点，以及 编辑修改有关音乐片断的时值，使伴奏音乐逐步学习和适应演员的节 奏操纵规律，使演员不断总结、变化和提高节奏表演技巧，这种有益 的过程有利于培养和创新演员的个性化表演风格。

本发明还可用于个性化音乐作品及专辑的制作，经过演员与伴奏 音乐之间多次磨合而产生的作品，包括制作的演唱、演奏、舞蹈伴奏 音乐以及录制合成的音乐作品或专辑，具有与该演员匹配的表演风格 和鲜明的个性化特点，并且可以在现有技术的设备上回放。

3. 弥补了现有声音效果制作技术固化其顺序模式，回放时只能人 工选择、判断和操作，难以保证声音回放与动作同步的不足，本发明 提供了一种实时控制声音效果，特别是能够按照剧情的需要由演员在 表演的同时对其进行操纵，使声音回放与其表演进度相关联的手段。 演员通过附着在道具上的触发装置，实时触发预定的声音片断进行回 放，可以消除人工操作的时间误差，并且实现多个声音效果的同期合 成，能够保证声音与动作的同步，达到逼真的舞台表演效果。

4. 具有操控方式自然灵活的特点，细心观察不难发现，很多歌 手在演唱时都有手指在话筒上无意识地打拍子的习惯；舞蹈表演的动 作往往与音乐的节奏落点相吻合，舞台表演的声音效果往往与演员操 纵道具时同步发声，本发明利用了这些规律，将触发装置分别与话筒、 道具、乐器或演员穿着相融合，使得操控自然和灵活。

5. 具有设备简单、经济、易于应用的特点，本发明设计的设备 除触发装置和控制装置之外，其余均为通用设备，触发装置构造简单 成本经济，控制装置操作和使用方便。

附图说明 以下的附图对本发明可以进一步的说明：

图1:能够由演员实时控制音乐或声音的触发回放设备原理框图

图2:触发装置原理构造示意图

图3:控制装置结构示意图

图4:音乐编辑触发回放波形图

图5:控制装置的音乐节奏触发控制流程图

图6:控制装置的声音效果触发控制流程图

在图中：IOO-一 ---触发装置 110—- ---输入元件

120-— ---有线电缆 130_-- ---信号编码电路

140—- ---信号解码电路 141-一 ---信号解码电路接口

150--- ---地址编码电路 160—- -一无线发射电路

161-— ---发射天线 170—- 无线接收电路

171—- -一外接天线接口 172—- ---外接天线

200--- ---控制装置 210--- ---单片机

220--- ---输入接口 221-一 ---有线话筒输入接口

230--- ---输出接口 231--- ---USB接口

232—- —-MIDI接口 240-一一 ---启/停控制接口250------按钮开关 260------连接端子

300------有线话筒 310------拾音器

320------开关 400------位置指针

具体实施方式 下面结合附图分别描述本发明的较佳实施方案。 本发明的设备原理框图如图1所示，其中包括通用设备： 一音序器，包括音源、音频接口及相关的硬件设备，用于加载音 乐或声音并进行编辑、制作和回放；及

有线话筒、无线话筒及无线话筒接收器，用于输入声音；及 一放音设备，包括功放器和扬声器，用于声音再现；及 一调音台，连接有线话筒、无线话筒接收器、音序器和放音设备， 用于混音和均衡等；

其特点是还包括专用设备-

触发装置100，具有至少一个类似于微型按钮或压力传感器的输 入元件110，由演员在表演的同时实时操纵，用于产生触发信号；及

一控制装置200，包括单片机210、输入接口 220、输出接口 230 和启/停控制接口 240，以及按钮开关250，用于响应触发信号，控制 音序器回放。

其中，触发装置100通过有线电缆或无线装置与控制装置的输入 接口 220相连接，控制装置的输出接口 230与音序器相关的硬件设备 相连接，其具体实施方案描述如下-

触发装置原理构造类型主要有三种如图2所示，其中图2 (1) 示意的触发装置100附着在有线话筒300上，通常有线话筒的拾音器 310通过一个开关320及有线电缆与调音台连接，触发装置的输入元 件110通过有线电缆120直接与控制装置的输入接口 220相连接。图 2 (2)示意的触发装置100附着在无线话筒上，通常无线话筒内部包 括拾音器310、放大器、调频电路、无线发射电路以及天线，输入元 件110通过一个信号编码电路130与其中调频电路相连接，附着触发 装置后的无线话筒外壳上具有输入元件110的操纵按钮，从无线话筒 接收器的鉴频电路输出引出端头141连接一个信号解码电路140，该 电路的输出端与控制装置的输入接口 220相连接。图2 (3)示意的 触发装置IOO除输入元件110外还包括一个地址编码电路150和一个 无线发射电路160以及发射天线161，它们顺序连接，构成的触发装

置附着在有关道具、乐器或演员穿着上，多个触发装置采用各自不同

的无线发射频道， 一个无线接收电路170，其接收范围覆盖全部触发 装置发射频道，其输入端171连接一个外接天线172，其输出端与控 制装置的输入接口 220相连接。前二种触发装置适用于演唱等伴奏音 乐的节奏控制，其输入元件110采用微型按钮为宜；第三种触发装置 适用于演奏、舞蹈等伴奏音乐的节奏控制，也适用于声音效果的触发 控制，其输入元件110除微型按钮外，也可采用压力传感器如附着在 舞蹈鞋的底部，以及类似的元件和附着对象。

控制装置及相关硬件的结构类型主要有二种如图3所示，其中图 3 (1)示意的控制装置200、信号解码电路140和无线接收电路170 组合为一个硬件装置，该装置具有这些电路的相应输入接口 221、 141 和171，分别与所述触发装置相对应，具有控制装置的输出接口包括 USB接口 231和MIDI接口 232，该接口其中之一与音序器相关硬件设 备相连接，该装置面板上具有一个按钮开关250最好带有指示灯，与 控制装置的启/停控制接口 240相连接；图3(2)示意的控制装置200、 信号解码电路140和无线接收电路170组合为一块电路板卡，该卡具 有这些电路的相应输入接口 221、 141和171，分别与所述触发装置相 对应，该卡的连接端子260与音序器相关硬件设备的扩充插槽相匹配， 其中包括控制装置的输出接口 230和启/停控制接口 240的连接。硬件 装置的组合结构具有设备独立、相互干扰小、丁作可靠特点；电路板 卡的组合结构具有结构紧凑、连线和接口少、成本低特点。

本发明第一个应用实施例是上述设备用于实时控制音乐节奏的 具体实施方法，主要适用于演唱、演奏、舞蹈等伴奏音乐的节奏控制。

一种能够由演员实时控制音乐节奏的方法，包括编辑、制作和回 放过程，以现有技术制作的MIDI或数字音频格式的音乐文件为来源， 其步骤包括：

1)音序器加载音乐文件，在其需要触发控制的范围内，标记有 关节奏点tl， t2， t3……tn于时间标尺t上，以各个tn点为断点 分割该音乐为一系列音乐片断Tl， T2， T3……Tn，在音轨上移动各 个Tn，使它们之间留出足够的时间间距，在对应于有关音乐片断Tn 尾部的另外音轨上，选择添加过渡音乐片断Tl + ， T2+， T3+……Tn+;

该步骤音乐编辑的波形如图4 (1)所示；

2) 启动音序器开始回放音乐，在回放到触发控制范围之前启动控

制装置进入等待触发信号状态，演员操纵触发装置或通过动作触发其 输入元件，发送触发信号tl' ， t2' ， t3'……tn',每个tn'对应 一个Tn，在非触发控制范围的回放期间停止控制装置运行；

3) 控制装置运行期间实时响应tn'，向音序器发送有关控制指 令，包括标记触发点和跳转位置指针；

4) 音序器在回放音乐的过程中，实时响应控制装置有关控制指 令，包括在其时间标尺t上实时标记各个触发点tn'，位置指针跳 转到对应节奏点tn，完成一个触发回放任务，如此循环直至全部音 乐回放完毕，停止音序器和控制装置运行；

该步骤标记和触发回放的波形也如图4 (1)所示，在回放到tl' 时刻，音序器收到控制装置指令，在其时间标尺t上实时标记U' 点，位置指针400跳转到对应节奏点tl，完成一个触发回放任务， 如此循环，可以看出，每一个tn'到来的瞬间，就是演员希望开始 回放该音乐片断Tn的时刻，位置指针的跳转可使演员对音乐节奏点 进行控制和驾収；

5) 音序器编辑修改有关音乐片断Tn的时值或速度，使其长度符 合从节奏点tn至触发点tn+l'的时值，其中速度的修改包括速度渐 变，删除所有标记的触发点tn'，以此替换原有音乐文件；

该步骤音乐编辑的波形如图4 (2)所示，图中示例Tl音乐片断 的回放过程没有结束时，演员就发出触发信号t2'，说明演员的表 演速度快于T1; T2音乐片断的回放已经结束，演员延时到t3'时才

发出触发信号，说明演员的表演速度慢于T2，但自由延长音^的情 况例外，通过对音乐片断Tn时值的修改，使其长度符合从节奏点tn 至触发点tn+l'的时值，包括移动相应的Tn+，可使伴奏音乐学习和 适应演员的表演速度。

6) 重复上述步骤2)、 3)、 4)、 5)，直至该音乐的回放与该演员 的表演风格相匹配。

其中，步骤1)、 5)和6)在现场演出时，将其忽略。 所述方法，步骤1)所述的触发控制范围、有关节奏点tn和过 渡音乐片断Tn+，根据演员的选择进行划分、标记和添加。

其中，选择的触发控制范围可以包括全曲或者只包括节奏变化的

部分乐段，选择的节奏点可以是全曲的开始及各个强拍点；或者是有

关乐句、过门的音头；或者是自由延长音。及高潮旋律后一个音符 的音头；选择添加的过渡音乐片断可以消除Tn之间的断音，使其过

渡自然、音乐连贯。

所述方法，步骤6)进一步还包括，移动各个Tn消除它们之间 的时间间距并删除Tn+，由此产生的音乐文件制作于CD等介质上， 可以在现有技术以及本发明的设备上不加控制的回放。

该实施例中控制装置的音乐节奏触发控制流程如图5所示，该程 序由人工启动，运行后不断检测触发信号tn'，如果tn'到来，就向 音序器发送指令：标记触发点、跳转位置指针，完成一个触发回放任 务，如此循环直至人工停止其运行。

本发明第二个应用实施例是上述设备用于实时控制声音效果的 具体实施方法，主要适用于舞蹈、话剧、戏曲、小品等舞台声音效果 的实时控制。

一种能够由演员实时控制声音效果的方法，包括编辑、制作和回 放过程，以现有技术制作的数字音频格式的声音片断为来源，其步骤 包括：

a) 使用采样音色制作工具导入各个声音片断，分别作为音色采样 样本数据，定义不同的音色编号，由此编辑组成专用音色库并制作于

CD等介质上；

b) 设置各个触发装置为不同的地址编码，每个地址编码预定一个 音色编号；

c) 音序器导入需要的专用音色库，启动控制装置和音序器，分别 进入等待触发信号和指令状态，演员实时操纵有关触发装置或通过动 作触发其输入元件，随机发送具有地址编码的触发信号tn';

d) 控制装置实时响应触发信号tn'，向音序器发送有关MIDI数 据和指令，数据包括地址编码，指令包括开始，

e) 音序器实时响应控制装置MIDI指令，根据地址编码调用预定 编号的音色开始回放，其中包括不同音色的同期合成，完成一个触发 回放任务，如此循环直至全部回放任务完毕，停止音序器和控制装置 运行。

其中，步骤a)和b)在现场演出时，将其忽略。

该实施例中控制装置的声音效果触发控制流程如图6所示，该程 序由人工启动，运行后不断检测触发信号tn'，如果tn'到来，就向 音序器发送MIDI数据和指令，数据包括地址编码，指令包括开始， 完成一个触发回放任务，如此循环直至人工停止其运行。

需要指出，本发明设计的设备并不局限于上述实施例的描述，本 发明无须限定其触发装置的详细结构，例如，其输入元件除微型按钮 或压力传感器之外的触摸开关、脚踏开关、红外开关以及便于匹配附 着对象的类似元件，其附着对象除话筒、道具、乐器和演员穿着之外 的其它便于操纵的演员装备或舞台装备物件，其具体结构视附着对象 的结构特征而异，因此，触发装置的结构是多样化的；本发明也无须 限定其方法的详细步骤，例如，不同音序器的编辑、回放以及指令识 别存在较大差异，因此对其步骤的描述是示例性和解释性的。但是， 对于相关领域的专业人员来说，上述类似的替换、变化及应用都是显 而易见的。

综上所述，本发明首次提出了能够由演员实时控制音乐或声音的 技术手段，特别适用于实时控制音乐节奏或触发回放声音效果。本发 明独特地设计了演员在表演的同时能够实时操纵的触发装置，以及专 用的控制装置，创造性地将触发与回放技术相结合，使音乐或声音的 回放与演员的表演进度相关联，从而产生所述的积极效果。本发明可 广泛应用于演唱、演奏、舞蹈的音乐伴奏，个性化音乐作品及专辑制 作，舞蹈、话剧、戏曲、小品、影视作品等声音效果，以及音乐教学 等相关领域。它的出现将对丰富和繁荣音乐、舞蹈等表演艺术，起到 一定的推动作用。