编程乐器模拟器？ [关闭]答案

【问题标题】：Programming Musical Instrument Emulators? [closed]编程乐器模拟器？ [关闭]
【发布时间】：2010-07-09 16:47:23
【问题描述】：

谁能提供有关编程乐器模拟器的信息。例如，请参阅here（适用于 iPhone 的 Smule 的 Ocarina 应用程序）。

我要找到有关此主题的足够信息。以 ocarina 应用为例，各个音符是如何产生的？由于结果是基于呼吸的强度和哪些“洞”被按住，其中一些必须以编程方式处理，但整个声音是通过编程方式生成的，还是会在后端使用声音样本并对其进行修改（或那些，如果使用多个样本）？

有没有关于这个主题的资源？我的所有搜索都提供了有关如何播放音乐（仅标准音频）或如何制作音乐（在音乐编辑软件中）的信息，但没有关于如何执行该视频中显示的内容。

响应不必与陶笛严格相关，但我不介意。

【问题讨论】：

人们对着 iphone 吹口哨？这个苹果业务每天都变得越来越荒谬......无论如何，乐器合成是一项艰巨的业务，需要一些扎实的物理或数学知识。谷歌搜索“FM 合成”可能会有所帮助。

标签： instruments sampling audio

【解决方案1】：

在我看来，那个特定的乐器听起来像是一个相当简单的合成模块，可能基于方波或 FM，并附加了混响滤波器。所以我猜它一直是人工产生的声音。如果您要自己构建其中一种乐器，则可以根据需要使用样本集作为基础。还有另一种可能，我将在下面提到一种方法。

处理呼吸输入：呼吸输入通常转换为代表输入麦克风上的气压的值。这可以通过获取输入音频信号的小块并计算每个块的峰值或 RMS 来完成。我更喜欢 RMS，它的计算方式如下：

int BUFFER_SIZE = 1024; // just for purposes of this example
float buffer[BUFFER_SIZE]; // 1 channel of float samples between -1.0 and 1.0
float rms = 0.0f;
for (int i=0; i<BUFFER_SIZE; ++i) {
    rms += buffer[i]*buffer[i];
}
rms = sqrt(rms/BUFFER_SIZE);

在 MIDI 中，此值通常作为 0 到 127 之间的值在通道 CC2 上传输。该值随后用于持续控制输出声音的音量。（在 iPhone 上，MIDI 可能会或可能不会在内部使用，但概念是一样的。不管怎样，我将把这个值称为 CC2。）

处理按键： 在这种情况下，按键可能只是直接映射到它们对应的音符。然后这些将作为新的音符事件发送到乐器。我不认为那里有任何花哨的建模。

其他形式的控制： 陶笛乐器使用 iPhone 的倾斜度来控制颤音频率和音量。这通常由一个低频振荡器 (LFO) 简单地建模，该振荡器被缩放、偏移并与乐器其余部分的输出相乘以产生颤动的音量效果。它还可用于控制乐器的音高，从而导致音高波动。（如果您使用样本，这可能很难做到，但如果您使用波形，则相对容易。）花哨的 MIDI 风控制器还可以跟踪手指压力和咬合压力，并且可以将这些作为参数公开给您也可以塑造你的声音。

呼吸器 201： 当人们被呼吸控制器控制时，有一些技巧可以使声音更具表现力：

确保您的输出一次只播放一个音符；切换到新笔记会自动结束上一个笔记。
如果呼吸压力恒定且按键已连接，请确保从旧音符到新音符的音量保持平稳。这使您可以区分连奏演奏和分离演奏。

Breath Instruments 301： 然后我们开始讨论有趣的事情：如何像真正的管乐器一样模拟吹气、音色变化、部分指法等。我可以在这里想到几种方法：

混入呼吸输入本身的声音，也许以某种方式过滤，为您的声音赋予自然的气息或气息。
在力度层之间使用交叉淡入淡出将高速声音转换为完全不同的声音。换句话说，当您淡入新声音时，您实际上会淡出旧声音。他们演奏的是相同的音高，但新声音的新音调特征会逐渐显现出来。
使用具有大量高频成分的复杂声音。连接一个截止频率由 CC2 控制的低通滤波器。使截止频率随着 CC2 值的增加而增加。这可以在您加大力度输入时以一种有趣的方式增加高频内容。
执行此操作的核心方法称为物理建模。它涉及为您尝试模拟的仪器的物理行为创建详细的数学模型。这样做可以给你一个非常逼真的吹气效果，它可以捕捉到呼吸输入和指法如何塑造声音的许多微妙效果。在Princeton's Sound Lab 可以快速了解这种方法，in the STK C++ library 有一个示例工具可供戳——但请注意，这不适合数学上胆小的人！

【讨论】：

【解决方案2】：

首先，我不太确定你的问题是什么。

声音合成有很多种。我知道的一些是：

频率调制
振荡波
表格（基于样本）

振荡非常简单，可能是开始的地方。如果你生成一个 440Hz 的方波，你会得到音符“A”或更具体地说是中间 A。

这种简单的合成真的很有趣也很容易做到。也许您可以开始为 PC 扬声器制作一个简单的合成器。哦，但我不知道是否所有操作系统都允许您访问它。 LADSPA 有一些很好的例子。有很多带有文档的 linux 库可以帮助您入门。您可能想先看看 Csound：http://www.csounds.com/chapter1/index.html

我玩了一下它，并且有几个老套的合成器正在运行......

【讨论】：