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#3 in #compose
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RedACT Composer
构建模块化音乐作曲家的Rust库。
作曲家通过创建一组作曲元素,并定义每个元素如何生成进一步子元素来构建。在这个库的领域内,这些分别对应于Element
和Renderer
特质。
示例
基本功能可以通过创建一个简单的I-IV-V-I和弦作曲家来演示。完整的代码示例位于redact-composer/examples/simple.rs
。
构建模块
此示例作曲家将使用一些库提供的元素(Chord
、Part
、PlayNote
)和两个新元素
#[derive(Element, Serialize, Deserialize, Debug)]
pub struct CompositionRoot;
#[derive(Element, Serialize, Deserialize, Debug)]
struct PlayChords;
在继续前进之前,先介绍一下背景:一个组合是一个n元树结构,它从根元素Element
开始,通过调用其关联的Renderer
生成额外的Element
作为子节点。然后,这些子节点将调用它们的Renderer
,这个过程一直持续到到达树叶(即不再生成更多子节点的元素)。
此作曲家将使用CompositionRoot
元素作为根。为该元素定义一个Renderer
看起来像这样:
struct CompositionRenderer;
impl Renderer for CompositionRenderer {
type Element = CompositionRoot;
fn render(
&self, composition: SegmentRef<CompositionRoot>, context: CompositionContext,
) -> Result<Vec<Segment>> {
let chords: [Chord; 4] = [
(C, maj).into(),
(F, maj).into(),
(G, maj).into(),
(C, maj).into(),
];
Ok(
// Repeat the four chords over the composition -- one every two beats
Rhythm::from([2 * context.beat_length()])
.iter_over(composition)
.zip(chords.into_iter().cycle())
.map(|(subdivision, chord)| chord.over(subdivision))
.chain([
// Also include the new component, spanning the whole composition
Part::instrument(PlayChords).over(composition),
])
.collect(),
)
}
}
注意:
Part::instrument(...)
只是另一个元素的包装,表示在包装元素内生成的音符将一次由一个乐器演奏。
此Renderer
接收一个CompositionRoot
元素(通过一个SegmentRef
),生成包括Chord
元素(在组合中每两拍有一个节奏)和新生成的PlayChords
元素在内的多个子节点。这些子节点作为Segment
返回,定义了它们在组合时间线中的位置。
在这个阶段,Chord
和PlayChords
元素只是抽象概念,需要生成一些具体的内容。这是通过另一个Renderer
为PlayChords
完成的。
struct PlayChordsRenderer;
impl Renderer for PlayChordsRenderer {
type Element = PlayChords;
fn render(
&self, play_chords: SegmentRef<PlayChords>, context: CompositionContext,
) -> Result<Vec<Segment>> {
// `CompositionContext` enables finding previously rendered elements
let chord_segments = context.find::<Chord>()
.with_timing(Within, play_chords)
.require_all()?;
// As well as random number generation
let mut rng = context.rng();
// Map Chord notes to PlayNote elements, forming a triad
let notes = chord_segments
.iter()
.flat_map(|chord| {
chord.element
.iter_notes_in_range(Note::from((C, 4))..Note::from((C, 5)))
.map(|note|
// Add subtle nuance striking the notes with different velocities
note.play(rng.gen_range(80..110) /* velocity */)
.over(chord))
.collect::<Vec<_>>()
})
.collect();
Ok(notes)
}
}
在这里,使用CompositionContext
引用先前创建的Chord
段。然后,在八度范围内的每个Chord
中的Note
都会在Chord
段的节奏上play
。
创建作曲家
本质上,一个Composer
只是一组Renderer
,只需要一点粘合剂就可以构建。
let composer = Composer::from(
RenderEngine::new() + CompositionRenderer + PlayChordsRenderer,
);
最后,通过将根Segment
传递给其compose
方法,魔法就开始展开了。
// Create a 16-beat length composition
let composition_length = composer.options.ticks_per_beat * 16;
let composition = composer.compose(CompositionRoot.over(0..composition_length));
// Convert it to a MIDI file and save it
MidiConverter::convert(&composition).save("./composition.mid").unwrap();
// And/or synthesize it to audio with a SoundFont
let synth = SF2Synthesizer::new("./sounds/sound_font.sf2").unwrap();
synth.synthesize(&composition).to_file("./composition.wav").unwrap();
注意:
SF2Synthesizer
没有默认/内嵌的SoundFont,所以您需要提供自己的。Frank Wen创建的FluidR3是一个很好的通用、高质量、MIT许可的选项。
输出应该听起来像这样
https://github.com/dousto/redact-composer/assets/5882189/aeed4e7a-5543-4cf1-839d-d5f62c55fea9
此外,组合输出支持序列化/反序列化(使用默认启用的serde
功能)。
// Write the composition output in json format
fs::write("./composition.json", serde_json::to_string_pretty(&composition).unwrap()).unwrap();
更大的示例
查看此存储库以获取更深入示例,该示例利用了额外的功能来创建完整的组合。
检查器
对于较大的组合,调试组合输出可能会很快变得难以控制。redact-composer-inspector是一个简单的网络工具,可以帮助可视化并导航Composition
输出的结构(目前仅与json输出兼容)。
例如,这里是在检查器中加载的简单示例:简单示例。
功能标志
默认
derive
,musical
,midi
,synthesis
,serde
derive
默认
启用针对 Element
的 derive 宏。
musical
默认
包含 musical
领域模块。(Key
,Chord
,Rhythm
等..)。
midi
默认
包含包含 MIDI 相关 Element
和 MIDI 转换器 Composition
的 midi
模块。
synthesis
默认
包含将 Composition
合成到音频的 synthesis
模块。
serde
默认
启用通过(如你所猜)serde
对 Composition
输出的序列化和反序列化。
依赖关系
~1.8–2.8MB
~52K SLoC