[发明专利]音乐色彩通感可视化方法

说明书

技术领域

本发明属于认知心理学、色彩学和计算机图形学领域，涉及色彩的音乐通感关系可视化和音乐化色彩组合方案生成方法。

背景技术

音乐与色彩有着紧密的感知关联性，二者在人类的听觉与视觉之间普遍存在通感（或称联觉）关系。然而，既有的成果多为对这种通感关系实在性的理论证实和描述，缺乏可用于工程实现的通感转换推算方法。

现有的音乐与色彩通感（联觉）关系定义和原理主要面向音调和色相的概念性对应关系。这些理论既缺乏具体的量化方法，也没能结合色彩的纯度和明度等因素形成完整体系，无法解构音调循环和音阶叠加关系，及更为复杂的音色、和声、旋律、织体等其他综合的结构性因素。因此依据既有的理论无法展开系统化的音乐色彩可视化实施和应用。

本发明提出了一种音阶化色彩通感映射原则，并继而发展出一套音乐色彩可视化的综合因素推算方法，解决了音乐色彩可视化的基本技术。本套系统的音乐色彩可视化方法能用于跨声音和图像媒介交互、艺术创作、智能化设计等领域。

发明内容

本发明是一种面向音乐的色彩通感可视化方法。音阶化色彩序列推算方法是该发明的基础，包括以下原则。

1．根据呈现介质的不同，分别采用下表所列的颜料或印刷、屏幕呈现和色光混合三种色相值方案（用于颜料或印刷和屏幕呈现介质时，采用HSL/HSB色彩模式）。其中，用色光混合时，^#A（^bB）和B两个音调对应的色相分别用波长650纳米的红光和波长428纳米的蓝光混合而成，^#A（^bB）调红蓝光比为1/2，B调红蓝光比为2/1。这三种色相值方案都遵循每隔八度的音阶所对应的色相值重复相等，即每一个八度音阶对应的色相值在色相环上循环一次。根据上述色相推算方法，每个音阶在HSL或HSB色相环上对应的角度可同时在－15度到＋15度之间调节，当按光波长度推算时，每个色阶对应的波长可在—18纳米到+18纳米之间调节。

2．在用颜料混和、印刷输出或屏幕呈现模式下，在HSL或HSV色立体的纯度与明度轴上分别取最小值和最大值，并根据色阶总数量平分最小值与最大值区间，即按等差梯度原则为每个具体色阶取对应的纯度值和明度值。根据总音域跨度或八度音阶叠加次数决定整每个色阶的数量。同时，通过分别控制纯度和明度的最大值和最小值，调整对应的色阶序列总跨度及每个音阶对应颜色的纯度和明度值，实现以色阶序列整体变化模拟音色特征的变化。结合由调高决定的色相值和音高决定的纯度、明度值，推算出每一个音阶对应颜色的色相、纯度和明度值，得出与音阶对应的色阶序列。该色阶序列在HSL或HSB色立体中呈螺旋形结构。

3．在用色光混合模式下，通过个音调对应的色光强度和与中性白光的混合比例，达到均匀的亮度和艳度梯度变化，形成光色阶序列。其中，色光的亮度和艳度越高，对应的音阶越高，色光的亮度和艳度越低，对应的音阶越低。在同一色阶序列方案中，色光的亮度和艳度随色阶序列呈均匀梯度走向变化。

在音阶化色彩序列推算方法基础上，可以依据音乐和弦的构成原理搭配色彩组合，即根据音乐和弦的结构，推算出对应的色彩和弦组合。色彩和弦在以图形形式呈现时，各颜色所占面积由大到小遵循如下顺序：主音色、属音色、中音色及其它音对应的颜色。在推算色彩和弦化组合时，各色阶对应的纯度值和明度值不因色相值的调整变化而变化。

在运用色彩图形实现音乐旋律可视化时，各颜色的不透明度、色块重复数量、线条长度或宽度、所占面积、显现时长等因素均与对应音在旋律中的持续时长成正比，与对应音在旋律中的强度呈反比。

在运用色彩图形实现音乐织体可视化时，每个声部旋律对应的颜色构成一个完整的主题图形对象，和弦对应的颜色构成无主题背景纹理。

当对应音乐有多个声部时，画面中有多个对应主题图形相互交织呼应。

在面对不同调高的音乐时，按照音乐中根据调式高低推算音乐结构的方法同理类推出对应的色阶、和弦、旋律及织体等具体的色彩组合。

该发明的色彩数据计算方法，分别基于HSL、HSB（HSV）色彩模式和光色混合模式，但可以转化成CMYK色彩模式用于印刷输出或以颜料混合实现。

附图说明

图1是一个跨4个八度音阶的色彩序列对应的色彩要素值。

图2是根据图1所列色阶方案的小字一组C调常见色彩和弦组合。

图3是一个C大调三和弦的色彩组合图形。

图4是一个音乐片段对应的旋律色彩可视化实例。