在Linux和/或Python中生成吉他和弦的最简单方法

Question

我想要实现的目标是让我的Python应用程序播放一个吉他和弦。我知道（或者可以计算出）这个和弦的频率，如果需要的话。

我在想，即使我从底层开始，产生多个正确频率的正弦波，听起来也可能不对，因为声音的包络（也就是声音的起伏变化）也需要正确，否则听起来就像是嗡嗡声，而不是吉他的声音。

让我感到兴奋的是，Linux的sox命令可以用以下方式产生一个相当不错的单音：

play -n synth 0 pluck E3

所以我真正想问的是，

a) 有没有办法让play命令播放整个和弦（最好是稍微错开的开始时间，以模拟拨片拨弦的效果）——我还没有找到办法，但也许有一些bash的技巧可以让它正确发声。如果可以做到这一点，我就满足于从我的代码中调用一个bash命令（我不想重复造轮子）。

b) （更好的是）在Python中有没有办法实现这个（吉他和弦的声音）？我见过一些可用的Python MIDI库，但老实说，MIDI并不适合我想要的声音，至少从我目前的了解来看。

Answer 1

a) 有没有办法让播放命令同时播放一个和弦...？

如果你的声音系统支持的话，你可以同时运行多个命令来输出声音。如果你使用的是ALSA（一个声音驱动），你需要在你的~/.asoundrc文件中设置dmix或其他类似的选项。可以使用subprocess.Popen来启动多个子进程。如果这是一个假设的bash脚本，你可以这样做：

command1 &
command2 &
...

b) （更好的是）在python中有没有办法实现这个（吉他和弦的声音）？

可以把音符编译成MIDI格式，然后通过像FluidSynth这样的软件合成器来输出声音。

Answer 2

a) 一种比较“黑科技”的方法是启动一个后台进程来运行每个 play 命令。因为后台进程不会让命令行等它完成，所以你可以同时运行多个 play 命令。像这样就可以实现：

for p in "C3" "E3" "G3"; do ( play -n synth 3 pluck $p & ); done

我看到ninjagecko在我写这段话的时候基本上也发了同样的内容。

b) 关于MIDI数据，有一个关键点需要理解：它更像是制作声音的高级食谱，而不是声音本身。换句话说，每个MIDI音符都包含音高、音量、开始和结束时间，以及其他一些信息。实际的声音是由合成器产生的，而不同的合成器产生的声音质量也不同。如果你对MIDI文件产生的声音不满意，那不是MIDI的问题，而是你的合成器的问题，所以你只需要找一个更好的合成器。（实际上，这通常需要花钱；大多数免费的或便宜的合成器效果都很差。）

另一种选择是深入研究，换句话说，自己实现一个算法来创建吉他的声音。为此，你需要了解一下数字信号处理，特别是像Karplus-Strong算法（这是创建合成拨弦声音的众多方法之一）。这是一个很有趣的主题，但如果你对声音合成的了解仅限于 play 和创建MIDI文件，那你需要学习一些新东西。此外，Python可能不是最好的选择，因为执行速度非常重要。

如果你对数字信号处理感兴趣，可以下载并试试ChucK。

Answer 3

手册中给出了这个例子：

play -n synth pl G2 pl B2 pl D3 pl G3 pl D4 pl G4 \
               delay 0 .05 .1 .15 .2 .25 remix - fade 0 4 .1 norm -1

这个例子创建了6个同时运行的合成器实例（作为独立的音频通道），其中5个通道的播放时间稍微延迟了一下，然后把它们混合成一个单一的音频通道。

最终的效果是一个相当不错的吉他和弦；当然，你可以很容易地改变音符或延迟的时间。你还可以调整“吉他”的延音和音色，或者添加一个过载效果——具体细节可以查看手册。