oeasy Python 117,Python深度解析音符四要素

相关内容：

• 这是 oeasy 系统化 Python 教程，从基础一步步讲，扎实、完整、不跳步。愿意花时间学，就能真正学会。二维列表_midi深入_列表_音符四要素_嵌套_embeded

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回忆

• 配套视频
• 上次 我们了解了 无序

• 排序 可以 让列表 有序
• 随机 可以 让列表 无序

• 无序有序都用

• 有序带来理性的方便
• 无序带来混沌的快乐

• 洗牌、码牌、抓牌、看牌

• 理牌 可以让手里的牌
• 有适合出牌的次序

• 目前 列表 都是 一维的

• 可以 升到 有更高维度 吗？

去游乐场

help(list)

• 分析append和extend的区别

例子

lst = 
lst.extend()
lst
lst.append()
lst

• 效果

• 这还是个列表吗？

观察

type(lst)
len(lst)
lst
lst
lst
lst

• lst确实还是列表

• 总共有三个列表项的列表

• 第2个 列表项 是 什么类型 呢？

再观察

lst
lst
type(lst)
len(lst)

• 第二个列表项 还是

• 一个列表
• 2个元素的 列表

• 可以 继续 索引 吗？

继续索引

lst
lst
lst

• 效果

• lst 是 列表

• 所以 lst是什么？

套娃？

• lst 是 列表的列表

• 容器的容器

• 不就成了套娃吗？

音高与时值

• 这种 套娃

• 我们 之前见过

• 去生成音乐

提问

• 确定之后

• 再提要求

再提要求

结果

• 得到一个嵌套结构

• 每个音符

• 不但 包括 音高
• 而且 包括 时长

from mido import Message, MidiFile, MidiTrack

# 音符对应字典，按简谱 1 - 7 对应 C 调下的音符（1=C 时的对应）
# 修改核心：将原F调的音符数值调整为C调对应值
NOTE_MAP = {
    '1': 60, '2': 62, '3': 64, '4': 65,
    '5': 67, '6': 69, '7': 71, '_5': 55  # 低音5对应C调低八度的5
}

# 根据简谱和对应时值构建旋律，这里 '-' 表示延长一拍（原旋律结构不变）
MELODY = , , , ,  # 两只老虎
    , , , ,  # 两只老虎
    , , ,  # 跑的快
    , , ,  # 跑得快
    , , , , , ,  # 一只没有眼睛
    , , , , , ,  # 一只没有尾巴
    , , ,  # 真奇怪
    , , ,  # 真奇怪
]

mid = MidiFile()
track = MidiTrack()
mid.tracks.append(track)

ticks_per_beat = 480  # 标准 MIDI 时钟，每拍 480 ticks
current_time = 0  # 时间增量

for note_info in MELODY:
    note_name = note_info
    beats = note_info
    if note_name == '-':
        # 处理延长音，增加时间增量
        current_time += int(beats * ticks_per_beat)
        continue
    note = NOTE_MAP
    duration = int(beats * ticks_per_beat)
    # 发送音符开启（当前时间增量）和关闭（持续时间）
    track.append(Message('note_on', note=note, velocity=64, time=current_time))
    track.append(Message('note_off', note=note, velocity=64, time=duration))
    current_time = 0  # 每个音符独立，无间隔

mid.save('two_tigers_c调.mid')
print("已生成《两只老虎》C 调 MIDI 文件：two_tigers_c调.mid")

• 想要从c大调改成f大调

修改

# 音符对应字典，按简谱 1 - 7 对应 F 调下的音符（1=F 时的对应）
NOTE_MAP = {
    '1': 65, '2': 67, '3': 69, '4': 70,
    '5': 72, '6': 74, '7': 76, '_5': 60
}

• 除了 音高、时长 之外

• 音符 还有什么 特征指标吗？

音符 属性

修改音强

• 定义了 四档 音强

from mido import Message, MidiFile, MidiTrack

# 音符对应字典（F调）
NOTE_MAP = {'_5': 60, '1': 65, '2': 67, '3': 69, '4': 70, '5': 72, '6': 74, '7': 76}

# 定义强弱规律（四四拍：强=90，弱=50，次强=70，最弱=40）
BEAT_VELOCITY = {
    1: 90,   # 第一拍（强）
    2: 50,   # 第二拍（弱）
    3: 70,   # 第三拍（次强）
    4: 50    # 第四拍（弱）
}

# 带节拍位置的旋律（格式：，节拍位置从1开始）
MELODY = , , , ,  # 第一小节
    , , , ,  # 第二小节
    , , ,              # 第三小节（第三拍延长2拍，占第3、4拍）
    , , ,              # 第四小节
    , , , , , ,  # 第五小节
    , , , , , ,  # 第六小节
    , , ,              # 第七小节
    , , ,              # 第八小节
]

mid = MidiFile()
track = MidiTrack()
mid.tracks.append(track)

ticks_per_beat = 480
current_time = 0
current_beat = 1  # 记录当前节拍位置（每小节从1开始）

for note_info in MELODY:
    note_name, beats, beat_pos = note_info
    if note_name == '-':
        # 处理延长音
        current_time += int(beats * ticks_per_beat)
        current_beat = (current_beat + int(beats)) % 4  # 更新节拍位置（4拍循环）
        continue
    
    # 获取音强（velocity），若节拍位置超出预设，默认中等音量64
    velocity = BEAT_VELOCITY.get(beat_pos, 64)
    note = NOTE_MAP
    duration = int(beats * ticks_per_beat)
    
    # 发送音符消息（带音强）
    track.append(Message('note_on', note=note, velocity=velocity, time=current_time))
    track.append(Message('note_off', note=note, velocity=velocity, time=duration))
    
    # 更新节拍位置（每拍前进1，超过4则重置为1）
    current_beat = (beat_pos + int(beats)) % 4 if int(beats) == 1 else (beat_pos + int(beats))  # 处理连音符
    current_time = 0  # 音符间无间隔

mid.save('two_tigers_f调_强弱.mid')
print("已生成带强弱规律的MIDI文件：two_tigers_f调_强弱.mid")

导出效果

• 每个音符 音强 已经有了变化

• 强
• 弱
• 次强
• 弱

• 如果想要改变音强呢？

改变音强

• 弱起节奏

• 从 正拍子 改成 反拍子

# 定义强弱规律（四四拍：强=90，弱=50，次强=70，最弱=40）
BEAT_VELOCITY = {
    1: 50,   # 第一拍（弱）
    2: 70,   # 第二拍（强）
    3: 40,   # 第三拍（最弱）
    4: 90    # 第四拍（次强）
}

• 效果一般

修改

• 修改 映射细节

• 韵脚 强拍

# 带节拍位置的旋律（格式：，节拍位置从1开始）
MELODY = , , , ,  # 第一小节
    , , , ,  # 第二小节
    , , ,              # 第三小节（第三拍延长2拍，占第3、4拍）
    , , ,              # 第四小节
    , , , , , ,  # 第五小节
    , , , , , ,  # 第六小节
    , , ,              # 第七小节
    , , ,              # 第八小节
]

• 还想改变 音色

音色

选择小号

• 第33行

• 将 乐器

• 从 1(钢琴)
• 修改为 56(小号)

from mido import Message, MidiFile, MidiTrack

# 音符对应字典（F调）
NOTE_MAP = {'_5': 60, '1': 65, '2': 67, '3': 69, '4': 70, '5': 72, '6': 74, '7': 76}

# 定义强弱规律（四四拍：强=90，弱=50，次强=70，最弱=40）
BEAT_VELOCITY = {
    1: 50,   # 第一拍（弱）
    2: 70,   # 第二拍（强）
    3: 40,   # 第三拍（最弱）
    4: 90    # 第四拍（次强）
}

# 带节拍位置的旋律（格式：，节拍位置从1开始）
MELODY = , , , ,  # 第一小节
    , , , ,  # 第二小节
    , , ,              # 第三小节（5占第3、4拍，节拍位置修正为3）
    , , ,              # 第四小节
    , , , , , ,  # 第五小节
    , , , , , ,  # 第六小节
    , , ,              # 第七小节
    , , ,              # 第八小节
]

mid = MidiFile()
track = MidiTrack()
mid.tracks.append(track)

# 核心修改：添加小号音色选择（MIDI乐器编号：56 = 小号（Trumpet），编号从0开始）
# 乐器编号参考：0=钢琴, 56=小号, 60=萨克斯, 64=长号
track.append(Message('program_change', program=55, time=0))  # 55是小号的MIDI编号（0-based）

ticks_per_beat = 480
current_time = 0
current_beat = 1  # 记录当前节拍位置（每小节从1开始）

for note_info in MELODY:
    note_name, beats, beat_pos = note_info
    
    if note_name == '-':
        # 处理延长音
        current_time += int(beats * ticks_per_beat)
        # 正确更新节拍位置（模4后若为0则等于4）
        current_beat = (current_beat + int(beats)) % 4
        if current_beat == 0:
            current_beat = 4
        continue
    
    # 获取对应节拍的音量强度
    velocity = BEAT_VELOCITY.get(beat_pos, 64)
    note = NOTE_MAP
    duration = int(beats * ticks_per_beat)
    
    # 发送音符开启/关闭消息（带指定音量）
    track.append(Message('note_on', note=note, velocity=velocity, time=current_time))
    track.append(Message('note_off', note=note, velocity=velocity, time=duration))
    
    # 修正节拍位置更新逻辑，确保循环正确
    current_beat = (beat_pos + int(beats)) % 4
    if current_beat == 0:
        current_beat = 4
    current_time = 0  # 音符间无间隔

mid.save('two_tigers_f调_强弱_小号.mid')
print("已生成带强弱规律的小号音色MIDI文件：two_tigers_f调_强弱_小号.mid")

• 试着改成二胡

• 或者 尝试 配器

总结

• 这次了解了 音符四要素

• 设置好 音轨的音色之后

• 每个音符 都有自己的四要素

• 音色
• 音高
• 时值
• 音强