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带有CREATE USB接口的教学互动平台代替用户图形平台应用在音乐交互设计中 Dan Overholt 摘 要 CREATE USB接口, 或CUI, 是一个促进新乐器和其他互动艺术项目开发的研究与教学工具。在教学音乐及相关媒体艺术方面，提出了一个极强的响应控制方法，一个与传统HCI不同的设计理论。一个名为媒体接口技术的新课题被提出，给予学生必要的工程专业知识和审美意识来创造成功的输入/输出设备，在音乐合成或其他交互算法上描绘功能。 1 介绍 在加州大学圣芭芭拉分校电子艺术技术及媒体艺术和技术程序研究中心的研究生课程，我们使用新的比喻将艺术互动与物理世界及虚拟境界联系起来。我们开发新技术，计算产生无数的音乐方式和视觉艺术；但为了提出这些技术，我们必须创造新的传感器，并建立接口，以更好地掌握其控制与产生。CREATE USB接口允许我们结合身体动作和程序使其与数字表达相符。 为了简化虚拟与现实世界连接的这一过程，CUI需要提供基本的电子传感器捕捉输入或控制执行器输出。CUI配备了一个USB接口，电源/活动LED灯，一个复位按钮，一个编程按钮，外部传感器连接引脚以及一个引脚扩展区域。这块板的核心是PIC18F4550，灵活的微控制器由微芯技术公司制造。PIC18F4550是由十三个A/D输入端，十八个通用I/O端口，内置USB支持，以及像RISC这样的高效的指令集组成。CUI电路只使用其中一个PIC的I/O端口；其余端口可以作为连接到传感器/执行器或其它电路区兴建原型的用户应用。 图1.CREATE USB接口v1.0 CUI为其他电子艺术作品提供了一个灵活、易于扩展的平台。它允许权宜界面的新原型开发，并在很多商业解决方案中具有优势——这是一些成本较低的、直接的USB传输（没有MIDI或串行接口所需），可通过USB电缆供电，电路和固件可以完成从零开始的“本地”设计，由于在底层（如固件细节和中断处理）有芯片（本身）的（固件库）支持。 2 媒体接口技术课程 媒体接口技术课程旨在探讨电脑音乐，视觉艺术，反应迅速的高性能系统，以及环境和互动的传感器装置技术使用。学生获得当前技术的深入分析，取得经验，来研究和发展他们自己工作中的定制传感器系统。它介绍了许多传感器技术的原理和操作，并讨论其在新的乐器、手势的人机接口、视觉与空间艺术的应用。它涵盖了包括模拟/数字电子在内的计算机接口系统与人为因素及交互方式相结合的设计。这是一个带有实验室和学生项目的应用理论课程，可以在后续过程中作为独立研究。课程内容包括： ——音乐媒体艺术的人机交互设计理论 ——微控制器编程与定制传感器设计 ——模拟到数字的转换与RF无线系统 ——传感器应用与信号调节电路 ——人机工程学、触觉与新兴接口技术 ——压力，位置，光，惯性，电容，磁，超声波传感技术 ——通信协议，信号处理，特征提取和映射方案 ——包括音乐/声音，互动视觉及运动控制/机器人的输出方式 2.1 课程动机/目标 计算方面的技术突破影响了音乐和工程，开放式表达的可能性远远超出了前几代。这特别影响我们的思维方式和艺术生产，但在很多情况下的用户互动已沦为简单的开始/停止或点/点击范式。缺乏现实世界和数字世界之间的连接严重限制了可能的交互用户的数量——因此，本课程着重延长带有新奇实时接口的计算机系统。它旨在给学生提供新互动系统生产的思想和技术技能的概念框架。 课程目标就是通过传感器技术的应用领域，比如新的视听接口，音乐/声音处理和空间化系统，互动装置/虚拟环境，2D/3D视频和图形接口及其他创新设备来交互操作电脑系统。预计该课程将导致作为最后一个项目的一个新接口的完成样机。成功完成本课程的学生将有机会体验通过一个完整周期做原始接口的设计、试制、评估和测试。该系统显示在任期应探讨出物理作用和音乐/视觉/空间的关系，并以书面报告/网站形式来描述意图及对界面的评价。 2.2 音乐互动设计框架 媒体接口技术课程由媒体艺术和技术项目部，CREATE（音乐系），以及加州大学圣芭芭拉分校的艺术系提供支持。因此，本课程涉及超出音乐互动的更广泛的问题，但许多学生把项目重点放在音乐互动设计上。事实上，课程可能在某种程度上偏向涉及声音互动的设计框架，那也是由于作者在音乐接口方面的背景更坚固。有些问题在关于音乐互动设计框架的讨论中被普遍提出，其中包括： ——如何生成来自传感器接口的艺术表达？ ——如何提高传感器调解内容的互动体验？ ——如何控制自由形式表达的结构？ 类似对于新媒体艺术的多种形式这些问题往往具有普遍性，，是音乐人机交互与传统人机交互在不同设计理论方面的优秀指标。今天的数字技术为声音合成提供了极具吸引力的新方法，但典型的人机界面（点击、确认、开或关输入）缺乏具表现力的