基于Unity和Leapmotion的虚拟电子琴设计开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

随着虚拟现实（vr）技术的快速发展，其在娱乐、教育、医疗等领域的应用日益广泛。

虚拟电子琴作为一种结合vr技术和音乐学习的创新应用，具有传统电子琴无法比拟的优势和潜力。

本课题旨在利用unity3d引擎和leapmotion手势识别设备，设计和开发一款具有良好交互性和沉浸感的虚拟电子琴系统，为用户提供一种新颖、有趣的音乐学习和演奏体验。

2. 本选题国内外研究状况综述

虚拟现实技术和手势识别技术的发展，为虚拟乐器领域带来了新的发展机遇。

国内外学者在虚拟乐器方面已经进行了一系列研究，并取得了一些成果。

1. 国内研究现状

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

本课题主要内容包括以下几个方面：1.虚拟电子琴模型设计：利用unity3d引擎强大的建模功能，创建逼真的虚拟电子琴模型，包括琴键、琴身、显示屏等部件。

并赋予其真实的材质、纹理和光影效果。

2.手势识别模块设计：利用leapmotion传感器对手部进行实时捕捉，识别手指运动轨迹和按键力度，并将手势信息转换为midi信号，实现虚拟电子琴的演奏功能。

4. 研究的方法与步骤

本课题将采用以下研究方法和步骤：1.文献调研阶段：查阅国内外相关文献资料，了解虚拟现实技术、手势识别技术、电子琴演奏原理等方面的研究现状和发展趋势，为系统的设计和开发提供理论基础。

2.需求分析阶段：分析虚拟电子琴的功能需求、性能需求和用户界面需求，确定系统的功能模块和技术路线。

3.系统设计阶段：根据需求分析结果，设计系统的总体架构、模块划分、数据结构和算法流程，并绘制相应的流程图和结构图。

5. 研究的创新点

本课题的创新点主要体现在以下几个方面：1.基于leapmotion的精准手势识别：利用leapmotion传感器对手指运动轨迹和按键力度进行高精度捕捉，实现更加自然、流畅的演奏体验，相较于传统的键盘输入方式，更具真实感和沉浸感。

2.逼真的声音合成与音效设计：采用高质量的音频素材和音效库，结合unity3d引擎提供的音频处理功能，为每个琴键绑定相应的音源，并根据用户按键力度调整音量和音色，实现逼真的声音效果。

3.个性化定制与扩展功能：允许用户根据自身需求对虚拟电子琴的外观、音色、功能等进行个性化定制，例如更换琴身颜色、选择不同音色库、添加演奏特效等。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

[1] 王晓慧,徐从富,王海峰,等.基于unity3d与leap motion的虚拟现实交互系统设计[j].计算机应用与软件,2018,35(12):278-282 287.

[2] 张帆,张文俊,王涌天.虚拟现实技术综述[j].中国科学:信息科学,2017,47(01):1-27.

[3] 冯志勇,李华.手势识别研究综述[j].计算机工程与应用,2018,54(18):43-53.