LMML

LMML (LMML Music Macro Language) 是MML的一种方言。

演奏示例

https://github.com/yuma140902/lmml/assets/23431077/dfad8777-ade5-4591-8804-a3968a2e14ea

; Bad Apple!! feat. nomico

t320 l4

@0 v15
<ab>cd e.r8ag e.r8<a.r8> edc<b>
<ab>cd e.r8dc <bab>c <bagb>
<ab>cd e.r8ag e.r8<a.r8> edc<b>
<ab>cd e.r8dc <b.r8>c.r8 d.r8e.r8

@1 v10
<ab>cd e.r8ag e.r8<a.r8> edc<b>
<ab>cd e.r8dc <bab>c <bagb>
<ab>cd e.r8ag e.r8<a.r8> edc<b>
<ab>cd e.r8dc <b.r8>c.r8 d.r8e.r8

@3 v25
gaed e.r8de gaed e.r8
dedc <bga.r8 gab>c de<a.r8>
egga ede.r8 dega ede.r8
dedc <bga.r8 gab>c de<a.r8>

@4 v30
egga ede.r8 dega ede.r8
dedc <bga.r8 gab>c de<a.r8>
egga ede.r8 dega ede.r8
ab>c<b age.r8 dedc <bga.r8>

@0 v15
egga ede.r8 dega ede.r8
dedc <bga.r8 gab>c de<a.r8>
egga ede.r8 dega ede.r8
dedc <bga.r8 gab>c de<a.r8>
egga ede.r8 dega ede.r8
dedc <bga.r8 gab>c de<a.r8>
egga ede.r8 dega ede.r8
ab>c<b age.r8 dedc <bga.r8

LMML教程

演奏方法

要演奏LMML代码，最简单的方法是使用lmml-cli的对话模式。

cargo install lmml-cli

安装lmml-cli，

lmml repl

启动对话模式。

语法

LMML有几个命令。这些命令的集合构成了LMML程序。

要了解严格的语法，请参阅下面的“LMML语言的语法”。

音符命令

C～B的字母分别表示从C到B的音。加上+则升半音，加上-则降半音。

在音符命令之后可以跟一个表示音长的数字。四分音符为4，八分音符为8等。注意，数字越大，音长越短。

如果省略数字，则使用最后执行的L命令的值。如果没有L命令，则使用4。

此外，可以在数字后面加上.。.表示附点音符。

示例

• c4 - C的四分音符
• c+8 - C#的八分音符
• d4. - D的附点四分音符
• d+4. - D#的附点四分音符

休止符命令

R表示休止符。与音符命令一样，可以加上表示长度的数字和.。

和弦

通过用[和]包围音符来表示和弦。音符应按从根音到音高的顺序书写。

示例

• [ceg] - C大调
• [ace] - Am
• [ga+df] - Gm7

; カノン進行 C/G - G - Am/E - Em - F/C - C - F/C - G/D
@4t40 [gce][gbd][eac][egb][cfa][ceg][cfa][dgb]

https://github.com/yuma140902/lmml/assets/23431077/9f5b72ed-5317-4cdf-bf3a-d028d05c7cd5

L命令

设置音符的长度。如果没有在音符命令后面加上数字，则使用此命令的值。有关详细信息，请参阅下面的“LMML语言的详细规格”。

O命令

设置八度音的值。八度音的初始值是4，值越大，音越高。八度音4的A是440Hz。

>命令

增加八度音的值。

<命令

减少八度音的值。

N命令

使用MIDI音符号(0～127)指定音符。

※LMML不依赖于MIDI，但内部使用MIDI兼容的格式处理音符。

V命令

设置音量。初始值为20，值越大，音越大。100为0dB，0为-∞ dB。

T命令

设置节奏。值表示一分钟内四分音符响起的次数。初始值为120。

@命令

使用0～4的数字设置波形。默认值为0。

:命令

LMML有16个通道，编号为0～15，可以同时演奏。

写成如:0的形式，则后续命令将对通道0起作用。

示例

https://github.com/yuma140902/lmml/assets/23431077/6f76011c-c638-4741-a067-14986da3178d

; 少女さとり　～ 3rd eye (東方地霊殿より)
; (最初の2小節のみ)

:0 @3 v20 t60 o4
:1 @3 v20 t60 o3
:2 @3 v30 t60 o2
:3 @4 v50 t60 o2
:4 @4 v20 t60 o4
:5 @4 v40 t60 o1

:0 l8
<b4.>c+16d16f+ <b>df+g<b>c+gf+2

:1 l2
f+1 gf+

:2 l2
f+1 gf+

:3 l32
crrrrrrr rrrrrrrr [d+g]rrrrr[d+g]r rrrr[d+g]rrr
<<[bg+f]rrrrrrr rrrr[bg+f]rrr >[g+f]<rrrrrrr rrrrrrrr>>

:4 l2
[bf+]1[bg][bf+]

:5 l2
[bf+]1[bg][bf+]

LMML语言语法

<lmml>        := <command>*
<command>     := <note-cmd>
               | <chord>
               | <n-cmd>
               | <rest-cmd>
               | <set-octave>
               | <set-length>
               | <set-volume>
               | <set-tempo>
               | <set-wave>
               | <set-channel>
               | <inc-octave>
               | <dec-octave>
<note-cmd>    := <note-char> <modifier>? <number>? <dot>?
<note-char>   := 'C' | 'D' | 'E' | 'F' | 'G' | 'A' | 'B'
               | 'c' | 'd' | 'e' | 'f' | 'g' | 'a' | 'b'
<modifier>    := '+' | '-'
<rest-cmd>    := 'R' <number>? <dot>? | 'r' <number>? <dot>?
<chord>       := '[' (<note-char> <modifier>?)+ ']' <number>? <dot>?
<dot>         := '.'
<n-cmd>       := 'N' <number> | 'n' <number>
<set-ocatve>  := 'O' <number> | 'o' <number>
<set-length>  := 'L' <number> <dot>? | 'l' <number> <dot>?
<set-volume>  := 'V' <number> | 'v' <number>
<set-tempo>   := 'T' <number> | 't' <number>
<set-wave>    := '@' <number>
<set-channel> := ':' <number>
<inc-octave>  := '>'
<dec-octave>  := '<'
<number>      := <digit>+
<digit>       := '0' | '1' | '2' | '3' | '4'
               | '5' | '6' | '7' | '8' | '9'

基本上不区分大小写。空格或换行将被忽略。

以;开头的行将被视为注释并忽略。

LMML语言的详细规格

长度指定

音符命令、休止符命令、L命令省略数字或.时的行为如下表所示。预计行为因人而异的部分以粗体显示。

音高

音符命令转换为频率的过程分为两步。

首先将其转换为称为音符编号的内部形式。$n$是音符命令的类型、$m$是升号、降号等指定、$o$是当前的八度。

base = if n == C then 0
       if n == D then 2
       if n == E then 4
       if n == F then 5
       if n == G then 7
       if n == A then 9
       if n == B then 11

modifier = if m == '+' then  1
           if m == '-' then -1
           else              0

N = base + modifier + ((o + 1) * 12)

然后将音符编号$N$转换为频率$f$ [Hz]。

f = 440 \times 2 ^ { \frac{N - 69}{12} }

音量衰减

一个音符在响起的瞬间音量最大，然后逐渐减小。具体来说，如果使用V命令指定的音量为v_0、音符长度为T、音符开始响起的经过时间为t，则t时刻的音量v(t)为

v(t) = \frac{v_0 (T-t)}{T}

。

目前还没有改变衰减方式的方法。

数值限制

八度值

上限和下限都不存在，但预计在-1到9的范围内使用。另外，由于O命令只能指定非负值，因此如果想要指定负八度，请使用<命令。

音量值

下限是0，上限没有限制。但是，由于100对应0dB，因此指定比100更大的值可能会导致音质受损。0时音量完全无声。

N命令的值

下限是0，上限没有限制。但是，预计在0到127的范围内使用。

节奏

下限是1，上限没有限制。

通道号

下限是0，上限是15。

LMML实现的详细规格

精度

波形合成使用44.1kHz、32位浮点数进行。

各个模块

lmml模块

包含LMML的AST、时间线数据结构和波形合成处理的模块。

lmml-parser模块

LMML的解析器。

use lmml::{LmmlAst, LmmlCommand, NoteChar, NoteModifier};
use lmml_parser::parse_lmml;

pub fn main() {
    let ast = parse_lmml("t80 c+ d e8. r8").unwrap();

    assert_eq!(ast, LmmlAst(vec![
        LmmlCommand::SetTempo(80),
        LmmlCommand::Note {
            note: NoteChar::C,
            modifier: NoteModifier::Sharp,
            length: None,
            is_tied: false,
        },
        LmmlCommand::Note {
            note: NoteChar::D,
            modifier: NoteModifier::Natural,
            length: None,
            is_tied: false,
        },
        LmmlCommand::Note {
            note: NoteChar::E,
            modifier: NoteModifier::Natural,
            length: Some(8),
            is_tied: true,
        },
        Lmmlcommand::Rest { 
            length: Some(8) 
            is_tied: false,
        },
    ]));
}

lmml-cli模块

用于交互式演奏LMML或将其转换为其他格式的命令行工具。

安装方法

cargo install lmml-cli

使用方法

播放文件。

lmml load ファイル

启动对话模式。

lmml repl