python播放音乐:使用mido编写,播放多声轨MIDI文件音乐

作者:隋顺意
微信:世界上的霸主
博客:Sui_da_xia

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前言:

人人都喜爱音乐,音乐丰富了我们的情感。在历史上,不乏有伟大的作曲家、钢琴家:巴赫、海顿、莫扎特、贝多芬、李斯特、勃拉姆斯……

我们可以在剧院里,音乐厅里听到美妙动听的音乐。当我看到钢琴家修长的手指在钢琴上飞快地舞动,奏出婉转的音乐,十分羡慕,相信你们也是一样。那怎样才能让电脑,手机播放出美妙的音乐呢?

今天,就让我,携您一起进入这美妙而又复杂的音乐世界吧。

安装:

从前有个库,名字叫mido. 其他不会做,就会发声音。

pip install mido  

如果报错,试试用pip3。

Mido使用:

使用mido库说来简单,但是特别的麻烦。它有许许多多的功能,这里仅介绍几种最常用的。贴个代码:

1.import mido   #不用说  
2.	from mido import Message, MidiFile, MidiTrack    #懒得说  
3.	  
4.	mid = MidiFile()       #给自己的文件定的.mid后缀  
5.	track = MidiTrack()    #定义声部,一个MidoTrack()就是一个声部  
6.	
7.	track.append(Message('program_change',channel=0,program= X,time=0))         
8.	track.append(Message('note_on', note=XX, velocity=64, time=XX,channel=0))   
9.	track.append(Message('note_off', note=XX, velocity=64, time=XX,channel=0))  

mido的Message有可以放很多种不同的参数,每种参数都有不同的用途,接下来,我将会一一介绍以下参数:

program_change:

1.	track.append(Message('program_change',channel=0,program= X,time=0))         

program_change’参数可以理解成是个起始,用于确定乐器的类型。其中,channel和time不可改变,只能是0,(不信的可以自己去试)。

Program用于确定乐器,mido有个专门的对应表,用数字命名,从0到16,17种不同的乐器。接下来,我会使用**2(钢琴)**作为参数

note_on:

1.	track.append(Message('note_on', note=XX, velocity=64, time=XX,channel=0))   

note_on’ 参数是一个音的开端。用于确定音,与前个音之间的间隔,音量。

参数note代表“”,和program一样,都是用数字命名,从21到108,以半音作为最小单位,它有张表格,记录了所有的对应。但,不见得每次都要查表。

为此,我花费两天时间,写了巨大的 函数“num”,把音转换成对应的数字。因为太长,这不放了,如有需要,请到我的github:

https://github.com/duoduo666/mido-Barock/blob/master/translate(number%2Cnote)/note%20to%20number.py

velocity ”参数代表音量,具体换算分贝我没研究,有兴趣可以自己研究。建议使用64作为(官网是这样写的)

time” 参数代表与前个音间隔时间,具体换算会在下面讲到

channel ”参数很奇特,到现在,还没研究出有何用,就写0吧。

Note off:

1.	track.append(Message('note_off', note=XX, velocity=64, time=XX,channel=0))  

note off” 为一音结束,音(note)须和note on 一样,反之就报错。

velocity” 是个很特别的参数,可以和note on的不一样。如:note on 音量是 64,这写 100,那会在发声时从64慢慢增加至100。但,建议不要再“钢琴频道(2)更改,学过钢琴都知道,钢琴不能变音量的。

这里的“time”代表着这音持续多少。但,这里是个时间单位,而音乐节拍,如快板为120,是速度单位。这复杂了。而且,这的时间不是一个基本单位(如秒,微妙)time参数的1都不知是多少秒!这如何是好?先贴代码:

1.	def beat(time):            #与mido的拍子互换  
2.	    time /= 60 * 1000  
3.	    time = 1/time  
4.	    return time  

这是个算式,请注意,这是我自己做的运算,官网都没有写。当time = 1000时,那播放120个音就是一分钟,每分120拍(音乐节拍就是用120表示)。晕…

note off 的 “channel”参数也没弄清,如有大佬明白,请到我的github

https://github.com/duoduo666/mido-Barock

issue模块评论

集合函数

稍稍动动脑经,就可以很容易把刚刚说的三种参数放在一起

1.	def yin(yin,pai,qian=0,liang=64,qi=2): #yin是音,pai是指时间(节拍),
2.	    if type(yin)== str:               #qian是是音前多少拍
3.	        yin = num(yin)                #liang是音量
4.	    track.append(Message('program_change',channel=0,program=qi,time=0))
5.	    track.append(Message('note_on',note=yin,velocity=liang,time=qian,channel=0))
6.	    track.append(Message('note_off',note=yin,velocity=liang,time=pai,channel=0))

但是,怎样才能同时播放两个,至多个呢?接下来,我们就要加声部。

还记得刚刚写过的一行代码

1.	track = MidiTrack()
2.	mid.tracks.append(track)  

这就是增加一个声部,这个声部的名字为track。所以,我们就可以增加声部,并做个list,方便调用:

1.	track = MidiTrack()  
2.	track2 = MidiTrack()  
3.	track3 = MidiTrack()  
4.	track4 = MidiTrack()  
5.	mid.tracks.append(track)  
6.	mid.tracks.append(track2)  
7.	mid.tracks.append(track3)  
8.	mid.tracks.append(track4)  
9.	tra = [track,track2,track3,track4] 

我这里先做四声部,有空的朋友可以多加几个(除了巴赫写过首五部曲外,其他曲子,最多只有四声部)再动动脑筋,让yin支持多声部:

1.	def yin(yin,pai,qian=0,unit=track,liang=64,qi=2):
2.	 ·······
3.	 unit.append(Message('program_change',channel=0,program=qi,time=0))
4.	 unit.append(Message('note_on',note=yin,velocity=liang,time=qian,channel=0))
5.	 unit.append(Message('note_off',note=yin,velocity=liang,time=pai,channel=0))

多音单声部函数

一首曲子,定不止一音,动动脑筋,得出:

1.	 def myin(fu,pai,time,qian=None,yue=2):   #单声部  
2.	    pig = int(beat(time))                   
3.	    if qian == None:  
4.	        for i in range(len(pai):  
5.	            yin(fu[i],pai[i]*pig,qi=yue)  
6.	    else: 
7.	        for i in range(len(pai)):  
8.	            yin(fu[i],pai[i]*pig,qian[i],qi=yue)  

pig的beat刚在note off 里的time参数里专门讲过,这不再多说。

多声部函数实现:

一首钢琴曲里,总会有好几个声部,何况我们后面讲的算法是巴洛克时期的曲子,当然要着重讲多声部啦。

在刚刚写的函数(myin)的基础上,我们稍稍改进一下:

1.	def myin(fu,pai,time=120,bef=None,shenbu=track,yue=2):   #多声部版  
2.	    pig = int(beat(time))  
3.	    for i in range(len(pai)):  
4.	        if type(pai[i]) == list:  
5.	            for j in range(len(pai[i])):  
6.	                if bef == None:  
7.	                    yin(fu[i][j],pai[i][j]*pig,unit=tra[j],qi=yue)  
8.	                else:  
9.	                    yin(fu[i][j],pai[i][j]*pig,bef[i][j],unit=tra[j],qi=yue)
10.	        else:  
11.	            if bef == None:  
12.	                yin(fu[i],pai[i]*pig,unit=shenbu,qi=yue)  
13.	            else:
14.	                yin(fu[i],pai[i]*pig,bef[i],unit=shenbu,qi=yue)  

第四行if type(pai[i]) == list为了把多声部和单声部分开来,比如说输入:[64,[64,65,66]]那[64]就是单声部,[64,65,66]是多声部的。

至于bef,这其实没什么用,不想写的就不写吧。也麻烦

结语:

现在,您就可以实现播放音乐了,无论多复杂,多绕的音乐,您都可以动动脑筋实现。完整代码请去我的github。

https://github.com/duoduo666/mido-Barock

但完了么?文章是结束。但,你有没有想过,电脑,手机,可以播放音乐。但,它们可不可以通过计算,来“写”曲子呢?

为了弄清这些问题,我们需要了解许多令人发指的乐理,及计算令人发指的公式。你准备好了么?

准备好了?请看下回分解。

python播放音乐:使用mido编写,播放多声轨MIDI文件音乐_第1张图片
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