Согласно протоколу midi в случае ударных инструментов высота звука кодирует инструмент. Поэтому
в функции drum мы изменяем именно поле notePitch. Создадим также несколько синонимов для создания
нот, которые играются на барабанах. В этом случае нам не важна высота звука но важна громкость:
bam :: Int -> Score
bam n = Track 1 [Event 0 1 (Note 0 n 35 True)]
Номер 35 кодирует “бочку”.
Паузы
Слово silence верно отражает смысл, но оно слишком длинное. Давайте определим несколько синони-
мов:
rest :: Double -> Score
rest = silence
wnr = rest 1;
bnr = bn wnr;
hnr = hn wnr;
qnr = qn wnr;
enr = en wnr;
snr = sn wnr;
21.4 Перевод в midi
Теперь мы можем составить какую нибудь мелодию:
q = line [c, c, hn e, hn d, bn e, chord [c, e]]
Мы можем составлять мелодии, но пока мы не умеем их интерпретировать. Для этого нам нужно написать
функцию:
render :: Score -> Midi
Мы реализуем простейший случай. Будем считать, что у нас только 15 инструментов, а все остальные
инструменты – ударные. Мы запишем нашу музыку на один трек midi-файла, распределив 15 неударных
инструментов по разным каналам. Ещё одно упрощение заключается в том, что мы зададим фиксированное
разрешение по времени для всех возможных мелодий. Будем считать, что 96 ударов для одной четверти нам
достаточно. Принимая во внимания эти посылки мы можем написать такую функцию:
import qualified Codec.Midi as M
render :: Score -> Midi
render s = M.Midi M.SingleTrack (M.TicksPerBeat divisions) [toTrack s]
divisions :: M.Ticks
divisions = 96
toTrack :: Score -> M.Track
toTrack = undefined
Мы загрузили модуль Codec.Midi под псевдонимом M, так мы сможем отличать низкоуровневые опре-
деления от тех, что мы определили сами. Теперь перед каждым именем из модуля Codec.Midi необходимо
писать приставку M.
В нашей упрощённой реализации на одном канале может играть только один инструмент. В самом начале
мы назначим инструмент на канал с помощью сообщения ProgramChange. Для этого нам необходимо понять
какому инструменту какой канал соответствует. В библиотеке HCodecs каналы идут от нуля до 15. Девятый
канал предназначен для ударных. Представим, что у нас есть функция, которая распределяет нотную запись
по инструментам:
Перевод в midi | 311
type MidiEvent = Event Double Note
groupInstr :: Score -> ([[MidiEvent]], [MidiEvent])
Эта функция принимает нотную запись, а возвращает пару. Первый элемент содержит список списков нот
для неударных инструментов, каждый подсписок содержит ноты только для одного инструмента. Второй
элемент пары содержит все ноты для ударных инструментов. Представим также, что у нас есть функция,
которая превращает эту пару в набор midi-сообщений:
mergeInstr :: ([[MidiEvent]], [MidiEvent]) -> M.Track Double
Наши отсчёты времени записаны в виде значений типа Double, Нам необходимо перейти к целочислен-
ным Ticks. Представим, что такая функция у нас уже есть:
tfmTime :: M.Track Double -> M.Track M.Ticks
Тогда функция toTrack примет вид:
toTrack :: Score -> M.Track M.Ticks
toTrack = tfmTime . mergeInstr . groupInstr
Все три составляющие функции пока не определены. Начнём с функции tfmTime. Нам необходимо от-
сортировать события во времени для того, чтобы мы смогли перейти из абсолютных отсчётов во времени в
относительные. Специально для этого в библиотеке HСodecs определена функция:
fromAbsTime :: Num a -> Track a -> Track a
Также нам понадобится функция:
type Time = Double
fromRealTime :: TimeDiv -> Trrack Time -> Track Ticks
Она проводит квантование во времени. С помощью неё мы преобразуем отсчёты в Double в целочисленные
отсчёты. С помощью этих функций мы можем определить функцию timeDiv так:
import Data.List(sortBy)
import Data.Function (on)
…
tfmTime :: M.Track Double -> M.Track M.Ticks
tfmTime = M. fromAbsTime . M. fromRealTime timeDiv .
sortBy (compare ‘on‘ fst)
В этой функции мы сначала сортируем события во времени, затем переходим от абсолютных единиц к
относительным и в самом конце производим квантование по времени. Функция sortBy сортирует элементы
согласно некоторой функции упорядочивания:
sortBy :: (a -> a -> Ordering) -> [a] -> [a]
Она принимает функцию упорядочивания и список. Мы воспользовались этой функцией, потому что нам
необходимо отсортировать элементы списка сообщений по значению временных отсчётов. Функцию упоря-
дочивания мы составляем с помощью специальной функции on, которая определена в модуле Data.Function.
С этой функцией мы уже сталкивались, когда говорили о функциях высшего порядка, она принимает функ-
цию двух аргументов и функцию одного аргумента и словно “подкладывает” вторую функцию под первую:
Prelude Data.Function> :t on
on :: (b -> b -> c) -> (a -> b) -> a -> a -> c
Теперь напишем функцию mergeInstr. Она устанавливает инструменты на каналы и преобразует события
в последовательность midi-сообщений. При этом мы различаем сообщения для ударных и сообщения для всех
остальных инструментов:
312 | Глава 21: Музыкальный пример
mergeInstr :: ([[MidiEvent]], [MidiEvent]) -> M.Track Double
mergeInstr (instrs, drums) = concat $ drums’ : instrs’
where instrs’ = zipWith setChannel ([0 .. 8] ++ [10 .. 15]) instrs
drums’
= setDrumChannel drums
setChannel :: M.Channel -> [MidiEvent] -> M.Track Double
setChannel = undefined
setDrumChannel :: [MidiEvent] -> M.Track Double
setDrumChannel =
undefined
Имя instrs’ указывает на последовательность списков сообщений для каждого неударного инструмента.
Функция setChannel принимает номер канала и список событий. По ним она строит список midi-сообщений.
Определим эту функцию:
setChannel :: M.Channel -> [MidiEvent] -> M.Track Double
setChannel ch ms = case ms of
[]
-> []
x:xs
-> (0, M.ProgramChange ch (instrId x)) : (fromEvent ch =<< ms)
instrId = noteInstr . eventContent
fromEvent :: M.Channel -> MidiEvent -> M.Track Double
fromEvent = undefined
Первым событием мы присоединяем событие, которое устанавливает на данном канале определённый
инструмент. По построению программы все ноты в переданном списке играются на одном и том же инстру-
менте, поэтому мы узнаём идентификатор инструмента из первого элемента списка. У нас появилась новая
неопределённая функция fromEvent она переводит сообщение в список midi-сообщений:
fromEvent :: M.Channel -> MidiEvent -> M.Track Double
fromEvent ch e = [
(eventStart e, noteOn n),
(eventStart e + eventDur e, noteOff n)]
where n = clipToMidi $ eventContent e
noteOn
n = M.NoteOn
ch (notePitch n) (noteVolume n)
noteOff n = M.NoteOff ch (notePitch n) 0
clipToMidi :: Note -> Note
clipToMidi n = n {
notePitch
= clip $ notePitch n,
noteVolume
= clip $ noteVolume n }
where clip = max 0 . min 127
Определив эти функции, мы легко можем написать и функцию setDrumChannel она переводит сообщения
для ударных инструментов в midi-сообщения:
setDrumChannel :: [MidiEvent] -> M.Track Double
setDrumChannel ms = fromEvent drumChannel =<< ms
where drumChannel = 9
Для ударных инструментов выделен отдельный канал. Считается, что все они происходят на 10 канале.
Поскольку в библиотеке HCodecs первый канал называется нулевым, мы будем записывать все сообщения на
девятый канал.
