今日的個人電腦有大量的軟體編輯工具協助人們創造文字、圖像和影像，其中有部分內建於作業系統中，也有部分為自由軟體，免費供人們使用。這些內建的或免費的編輯器不僅取得容易，且簡單易學，所以即使功能較為基本，仍廣泛地為人們使用，協助使用者寫作、作畫、和製作影片。然而在個人電腦中普遍缺乏簡易的音樂編輯器幫助人們作曲，當人們想到美妙的旋律卻沒有適當的工具將其記錄下來。市面上的音樂編輯器主要可分為低階的音訊編輯器和高階的樂譜編輯器。音訊編輯器用來編輯聲音樣本；樂譜編輯器則用來作曲和編輯樂譜。這些樂譜編輯器往往過於複雜及昂貴，使其難以被非音樂專業人士採用。我們理想中的樂譜編輯器應該簡單易用且可免費取得，可以讀寫其他樂譜編輯器通用的檔案格式，並應支援多種自動化的輸入方式以協助使用者輸入樂譜，讓對樂理不熟悉的使用者也能輕易上手。因此，我們自行設計與開發出一套樂譜編輯器 Dolphin。Dolphin是一套所見即所得的編輯器，支援多種輸入方式如鍵盤輸入、滑鼠輸入、MIDI 裝置輸入、虛擬鍵盤輸入及哼唱輸入，也支援即時五線譜與簡譜的轉換及 MIDI 檔與樂譜的轉換等進階功能。Dolphin 還具備腳本編輯器讓熟悉Dolphin 程式的資訊工程師可以為使用者撰寫腳本來編輯樂譜。我們希望這些功能可改善樂譜編輯器的易用性，讓更多人認識音樂進而創作音樂。

Nowadays plenty of softwares in personal computers could help people generate documents, images, and videos. Some of them are shipped with operating systems; others are freely distributed open softwares. These text, image, and video editors, mostly with only a basic set of features, are relatively easy to obtain and use, and thus have become very popular. However, people could hardly find in most computers any music editor to help them compose scores. Thus, when spontaneous beautiful melodies come to one’s mind, one usually lacks appropriate software tools to preserve them. There are two main categories of music editors: low-level audio editors and high-level musicial score editors. Audio editors are for editing audio samples, while musical score editors are for composing and editing scores. It is difficult for amateurs to adopt current score editors on the market, due to their complex interface and expensive price. In order to benefit users with limited knowledge of music theory, our ideal score editor should be freely obtainable and easy to use, could import and export common file formats in order to cooperate with other editors, and could support multiple automatic input methods. Thus, we design and implement Dolphin, a simple musical score editor. Dolphin incoporates a what-you-see-is-what-you-get interface and supportes multiple input methods, including keyboard, mouse, virtual music keyboard, physical MIDI device, and humming. It supports automatic conversions between Common Music Notation and Numbered Musical Notation. It can also import/export standard MIDI files. Dolphin users could control stereo effects by using a stereo editor and could edit scores by running scripts written by programmers who are familiar with Dolphin. With these features, Dolphin could ease the process of creating and editing scores. We hope Dolphin could motivate more people to learn music and ultimately, to create music of their own.

致謝詞	i
中文摘要	ii
英文摘要	iii
目錄	iv
圖目錄	ix
表目錄	xii
第一章	緒論	1
1.1	研究背景與動機	1
1.2	市面上之樂譜編輯器簡介	2
1.3	研究目的	5
1.4	論文大綱	5
第二章	相關研究	6
第三章	樂譜及樂理簡介	11
3.1	五線譜	11
3.1.1	譜表	11
3.1.2	譜號	12
3.1.3	聲部	12
3.1.4	音符	12
3.1.4.1	時值	13
3.1.4.2	音名及唱名	13
3.1.4.3	連接線	14
3.1.4.4	附點	14
3.1.4.5	三連音	15
3.1.5	節拍及小節	15
3.1.6	拍號	15
3.1.7	拍速和節奏	16
3.1.8	音階	16
3.2	簡譜	18
3.3	鋼琴捲譜	19
第四章	Dolphin的特色與系統功能介紹	21
4.1	基本功能	22
4.1.1	樂譜屬性	22
4.1.2	聲部屬性	23
4.1.3	音符輸入	25
4.1.4	播放	26
4.1.5	輸出	27
4.1.6	視窗操作	27
4.2	進階功能	30
4.2.1	MIDI 裝置輸入	31
4.2.2	哼唱輸入	32
4.2.3	腳本編輯器	34
4.2.4	立體聲編輯器	35
第五章	Dolphin 的系統設計與實作	36
5.1	Dolphin的系統架構	36
5.2	Dolphin API	37
5.2.1	樂譜模型	37
5.2.2	樂譜改動	41
5.2.3	樂譜播放器	45
5.2.4	Score 和Sequence的轉換	48
5.2.4.1	Sequence 至Score的轉換	49
5.2.4.2	Score至Sequence的轉換	51
5.3	Dolphin GUI	52
5.3.1	樂譜介面	53
5.3.2	樂譜介面的繪製	54
5.3.3	電腦鍵盤及滑鼠的輸入	55
5.3.4	MIDI裝置輸入	58
5.3.5	哼唱輸入	60
5.3.5.1	Praat及音高追蹤	60
5.3.5.2	哼唱輸入的實作	62
5.3.6	腳本編輯器	64
5.3.7	立體聲編輯器	65
5.4	Dolphin及其他樂譜編輯軟體的比較	71
第六章	結論與展望	73
參考文獻	75
附錄A	Dolphin使用的基礎程式庫	79
A.1	Java Sound API	79
A.2	Java 2D API	92
A.3	Java Scripting API	96

圖 1 Cantor 的樂譜編輯器執行畫面	7
圖 2 Scriva支援的樂譜表示	9
圖 3早 期 的 鋼 琴 捲	20
圖 4樂譜屬性窗	23
圖 5聲部屬性窗	24
圖 6 聲部的三種顯示方式	25
圖 7 播放工具列	26
圖 8 輸出裝置工具列	26
圖 9 播放的畫面	27
圖 10 Dolphin的基本視窗配置	28
圖 11 樂譜的縮放	29
圖 12 使用兩個不同的分頁同時編輯一份樂譜	30
圖 13 虛擬鋼琴鍵盤	31
圖 14 哼唱輸入操作畫面	32
圖 15 哼唱輸入的設定選單	33
圖 16 音高補償設定窗	33
圖 17 腳本編輯器操作畫面	34
圖 18 立體聲編輯器操作畫面	35
圖 19 Dolphin系統架構圖	36
圖 20音樂概念的轉換	38
圖 21 Dolphin的樂譜模型	39
圖 22 每份Score 可含有多個ScoreChange	41
圖 23 樂譜改動的類別圖	42
圖 24 復原及重做的運作	44
圖 25 復原及重做的運作(續)	44
圖 26 RealTimeScorePlayer的運作方式	46
圖 27 樂譜介面的類別圖	53
圖 28 樂譜介面和樂譜模型的連接方式	53
圖 29 鍵盤輸入的狀態圖	57
圖 30 一段女聲的頻譜圖	61
圖 31 Praat 的音高追蹤	62
圖 32 立體聲的感受	66
圖 33 聲像調整鈕和聲像鐘	67
圖 34 虛擬的音場和立體聲編輯器的對應	68
圖 35 音場的俯視圖	69
圖 36 MidiDevice的類別圖	80
圖 37 Sequence 的類別圖	84
圖 38 Sequence的播放流程	89

表 1 Score 的主要公開介面	39
表 2 Part 的主要公開介面	40
表 3樂譜編輯器的比較	71
表 4 MidiDevice的主要公開介面	81
表 5 Transmitter 的主要公開介面	81
表 6 Receiver 的主要公開介面	81
表 7 MidiEvent 的主要公開介面	82
表 8 MidiMessage 的主要公開介面	83
表 9 Sequence 類別的主要公開介面	84
表 10 Track 的主要公開介面	85
表 11 Sequencer 的主要公開介面	89
表 12 ScriptEngine 的主要公開介面	97

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