Microsoft PowerPoint - 課題2006予選完.ppt

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1 第 17 回プログラミングコンテスト課題部門 10010

2 はじめに 数多くある楽器の中でも一般的で良く知られているピアノ 簡単に音が出せて幅広い音階をもつピアノに 幼い頃触ってみたいと思ったことがあるでしょう 先生や友だちが上手にピアノを弾いているのを見て レッスンを始める人も少なくないと思います でも 途中でやめてしまうという話もよく聞きます 憧れて習いだしたはずのピアノをなぜ途中でやめてしまうのでしょうか? 私たちは以下のように考えました 最初は基礎的な練習ばかりでつまらない 鍵盤を押せば 音 は出るが 曲 を弾けるようになるまでの道のりが遠い 思い通りに弾けず 放棄してしまうことが多い レッスン料もばかにならない これらの原因でピアノを弾くことがつらいと思うようになってしまうのです 楽しくて 気軽に遊べるピアノがあってもいいのではないでしょうか そこで 私たちは 身近な楽器であるピアノを体感して音楽を楽しめるように 足鍵盤デバイスを用いたシステムの開発を考えました

3 目的 本システムはコンピュータを用いた音楽体感システムです 足を使って ダンスをするようにリズミカルに音楽を奏でます 利用者がピアノで遊ぶことを楽しみ またピアノを通してコミュニュケーションをとるために以下の機能を提供します ピアノを演奏自分の思うままに奏でる じゆうえんそう 楽譜にそって曲を奏でる れんしゅう ピアノで遊ぶ 二人で楽しく遊ぶ ドレミツイスター みんなでピアノ ネットワークを用いて 遠くにいる友だちと演奏楽譜をつくろう手鍵盤を使って自分で作曲したり MIDI データを取り込んだりして オリジナルの楽譜を作成 これらの機能は 子どもたちに体全体で音楽を感じ 音楽に対する興味をもってほしい ということを願って考えました

4 通信部制御部サーバ システム構成図 クライアント 2 クライアント 1 曲リスト 鍵盤デバイスキーボード マウス MIDI データ 入力デバイス部 描画部 LCD 制御部 音声部 スピーカー 楽譜データ 通信部曲リスト メトロノームのタイミング発生 成績表 開発環境クライアント Windows XP が動作する PC Visual Studio 2005 サーバ Linux が動作する PC 動作環境クライアント DirectX9.0 が動作する PC サーバ Apache PHP MySQL が動作する PC 対象者音楽好きな人ピアノに興味がある人

5 鍵盤デバイス 体全体で音楽を楽しむためには 専用のデバイスが必要です 本システムの要となる足鍵盤デバイスの実現方法について説明します 鍵盤デバイスの要件 鍵盤デバイスの構造 イメージ図 1 層目 透明ビニールシート 2 層目 鍵盤イラストシート 3 層目 カーボンシート 4 層目 スポンジシート 5 層目 カーボンシート 6 層目 衝撃吸収材 大きさと可搬性足で弾ける大きさ持ち運びに便利で 自由に配置できること スイッチとしての機能どの鍵盤を押したのか押したタイミングはいつか鍵盤を押した時間はどのくらいか 鍵盤デバイスの構造これらの要件を満足する既存のデバイスはないため 新たに開発することにしました シート形式にして折りたためること MIDI または USB インタフェースにより接続され 複数デバイスが同時に利用できること

6 鍵盤デバイスの仕様 鍵盤デバイスは足鍵盤と手鍵盤 2 種類の開発を考えています 足鍵盤この鍵盤は本システムのメインデバイスとなるもので 1 人で練習する時や 2 人で連弾する時などに使用します 12 鍵 (1 オクターブ ) を 1 ブロックとし 2 ブロックを繋げて 1 つの鍵盤にすることができる 1 人で練習する時には1 段にし 2 人で連弾する時には2 段に分ける ネットワーク経由で1つの鍵盤にすることも可能 手鍵盤この鍵盤は主に作曲モードで使用する鍵盤です 手鍵盤は 24 鍵 (2 オクターブ ) を 1 ブロックとした小さな鍵盤とする 端子 A サーバ 端子 B 端子 A 端子 B 鍵盤の幅は足で演奏するのに適切な大きさとします 白鍵 25cm 黒鍵 17cm

7 提供する機能 ~ ピアノを演奏 ~ 本システムではピアノを演奏することを楽しむため 以下のような機能を提供します 演奏機能 1 人で演奏する Solo と 2 人で協力して演奏する Duet の 2 つから選ぶことができます じゆうえんそう足鍵盤で入力された音と読みが五線譜の上に表示される自由に弾いて ピアノを演奏する楽しさを思いっきり体感できるれんしゅう曲リストから演奏したい曲を選曲して 画面に表示された楽譜を見ながら演奏する四小節演奏すると 上に一段づつスクロールされる次に弾く鍵盤の位置は 画面下の鍵盤と楽譜の音階で指示される演奏の正確さが評価される Solo Duet メトロ君のネクタイがメトロノームの役割を果たします =60 を演奏の基準とし リズムの増減により難易度を調整します 演奏とリズムのタイミングによってメトロ君の表情が変化します

8 提供する機能 ~ ピアノで遊ぶ ~ 本システムでは 演奏以外にも足鍵盤デバイスを使って楽しめるミニゲームを提供します ドレミツイスタードレミツイスターは二人で手足を使って 順番に鍵盤を踏んでいくゲームです ルーレットで表示された音符に書いてある音階の鍵盤を押す鍵盤を押し直したり 間違えたら失格三回戦って多く勝ったプレイヤーが勝者となる 実行画面 鍵盤は二つ使用します 画面に表示されるド ~ シの音を踏みますが 高さは関係ないので踏みやすい音階の鍵盤を踏みましょう

9 提供する機能 ~ みんなでピアノ ~ 本システムでは 1 人ではできない連弾 (1 台のピアノで 2 人が分担して曲を演奏すること ) を楽しむことができます 1 台の PC で連弾 複数の足鍵盤を接続したPCで演奏を行います ネットワークで連弾足鍵盤を接続したPCをネットワーク接続し 同じ曲を協力して演奏します PC 間のシンクロはサーバによるタイミング発生で制御します 評価について 評価は二人で演奏したものに対してランキング形式で評価されます 実行画面 サーバ 1 台の PC で連弾ネットワークで連弾 メトロノームによって二人のタイミングを合わせます 連弾なので楽譜は同じではありません 二人で協力して綺麗な音を奏でましょう

10 提供する機能 ~ 作譜と評価 ~ 楽譜をつくろうオリジナルの曲を作成して楽しむことができます 手鍵盤による作譜手鍵盤とキーボードを使って音の長さと音階を入力します MIDIデータから作譜 MIDIデータを取り込み そのデータから作譜することも可能です 演奏の評価の方法 押した鍵盤の音階とタイミングの正確さを評価基準とします タイミングの誤差によって評価値が変化し その値の合計を元にランキングが表示されます 誤差の算出方法は メトロノームを基準として算出します 手鍵盤デバイス MIDI データ 音の長さ タイミングにより音符 休符などを判断 MIDI データの変換 ± T 4 ± T 2 四分音符の長さ (=60/f) を T とする 楽譜完成 速さを =60 とした場合 前後の誤差 0.25 秒未満 0.25~0.5 秒 それ以上 作成した楽譜は個人で楽しむだけでなく サーバに登録することもできます メトロノームの速さによって誤差の範囲の時間が変化するので難易度が変わります

11 比較 応用例比較 応用例応用例エクササイズ本システムは子ども向けに考えられていますが 大人の方のエクササイズとして楽しむこともできると考えられます ネットスクールレッスンに通う手間が省けるので 移動時間を練習時間にあてることができます また 場所を選ばず教わることができます 他システムとの比較従来のシステムだとゲーム要素が大きく リズムをなぞるだけの反復運動になってしまいがちです 本システムでは 体全体で音楽を奏でることにより はつらつとした喜び 音楽の楽しさを体感できます また 本システムではネットワークを用いて遠くにいる人と演奏をすることができます 遠く離れている友だちと遊ぶための よいツールとなることでしょう 作譜 ネットワーク演奏 親しみやすさ 楽譜の勉強 体感性 楽器に近いか本システムキーボードマニア DDR 太鼓の達人

12 まとめ Play On The Piano では音楽を通して純粋な気持ちを育むため 以下の機能を提供します ピアノを演奏足鍵盤デバイスを用いて 体全体で音楽を演奏し 楽しむことができる ピアノで遊ぶ ドレミツイスター で遊ぶことで バランス感覚が養え 体を鍛えることができる 演奏とは違った楽しさを味わえる みんなでピアノ遠くにいる人とネットワーク演奏を楽しめる 楽譜をつくろう手鍵盤を使った作譜や スキャナを用いて オリジナルの楽譜を作成できる 本システムを通して体全体で音楽と触れ合うことで 心が豊かになり 優しい気持ちになります また 友達と一緒に遊ぶことによりコミュニケーション能力も高められることでしょう あなたもこのシステムで素敵なメロディを奏でてみませんか? いざ!Let s play on the piano!