【python脚本系列】利用mido库解析midi文件

　　Hallo大家好~~我是Lampard猿奋

　　昨天写了关于Midi数字化乐器接口的文章，介绍了midi是一组代表音乐参数（如音高，动态，节奏等等 ）的标准化代码，是音乐与计算机之间交互的语言。那么这个语言究竟是怎么组成，是什么数据结构呢，下面就借助python的mido库和大家一起打开这个黑盒

　　channel是指定的0~15的一个值，因为MIDI文件给我们提供了默认的16个通道，每一个通道可以对应一种乐器，相当于midi支持一首歌曲里同时使用16种乐器进行演奏

　　当然每一个通道对应的乐器并不是固定的，我们可以代码Message('program_change', channel, program, time=0)改变其对应关系，也就是说虽然同时支持16种乐器，但16种乐器不需要是固定的，上述接口中program代表着乐器Id，更多乐器Id相关可以跳转至此：【Midi音色表】

　　音轨，音轨与通道并不是一一对应，而是可以多对多的关系。音轨是逻辑上的划分，比如可以将钢琴的左手演奏放在track 1，右手演奏放在track 2。但是输出时候，都是对应输出到钢琴的通道。你也可以只设置一个track 1，并且在里面记录着不同通道的消息。另外，还经常将track 0用来存储midi的作者、版权、音轨名、乐器名等元信息

　　事件也叫做消息(在mido库中使用message表示)。包括三种事件meta event元消息，midi event主消息， sysex event系统消息

　　元消息上文有提及是作者，版权，音乐名等信息的存在track0中，系统消息是存储midi系统不同版本的信息，主要需要留意的就是midi消息

　　midi有多种信息类型，我们可以参考mido文档去查阅：【mido库文档】，而我们主要需要关注两个信息note_on和note_off

　　note_on消息，可以理解为音符的开始（按下），其格式为Message('note_on', note, velocity, time, channel)

　　其中note是0~127的一个数字，代表音符的高低，通过实践证明60代表的音高是C4

　　velocity代表音强，也是0~127的一个数字，默认为64，若要体现音符强度的变化可以修改它

　　time是时间变量，是十分复杂的一个参数，在note_on信息这里可以理解为该音符写在前一个音符结束多久之后，单位是微秒（ms）

　　channel同上一个函数一样，代表通道的编号，即将这个音符写到哪个通道之上，这可能起到更改乐器的效果

　　note_off消息，可以理解为音符的结束（抬起），一般紧跟在note_on消息之后，其格式与上面的相同Message('note_off', note, velocity, time, channel)

　　note参数与note_on消息保持一致，否则有可能不能成功写入

　　velocity同note_on保持一致就好

　　time在此处表示的意义是音符的持续时间，也是以微秒（ms）为单位

　　channel也是表示通道号，与note_on保持相同即可

　　看了那么多字感觉头都大了，好像也不太理解说的是什么。那下面还是直观一些用Mido库给我们提供的案例来分析一下Midi文件的结构吧【mido库示例】

　　这段示例代码虽然短，可是已经将编写MIDI文件的基本思路完全表达出来了：

　　1. 首先创建一个MidiFile对象

　　2.创建一个（或多个）MidiTrack对象，并将其append到MidiFile中

　　3.向一个（或多个）MidiTrack对象内添加Message对象（包括program_change（变更通道对应乐器）、note_on（按下）、note_off（抬起）等）

　　4.保存MidiFile对象

　　我把这段代码命名为makeMidi.py，执行一遍就能获取到我们生成的new_song.midi文件

　　然后就是读取这个midi，mido库同样给出了示例，逻辑很简单就是打印出这个midi文件每一个音轨track的信息

　　最后我们看一下我们打出的日志，我把解析的脚本命名为readMidi.py，执行后可以看到我们刚才输入的信息，在音轨0的32ms后执行一次的点击动作，对应的音色是64

　　如果我们不想打印出全部信息，指向关注不同track之间的note_on和note_off的信息，我们可以msg.type == “note_on/note_off”这样来判别

　　当我们能够解析出midi的信息之后就可以和音效制作乐谱的同学沟通啦。距离实现音游玩法也跟进了一步，待玩法进度推进后我再继续更新~~

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