乐谱 🎼 iOS 解析
上半年开发了一款含乐谱解析功能的App
,网上也没有找到类似的,就自己做了一款。后来由于某些原因,把代码上传到了github
上,之后就没管。不过最近不少人问我这个乐谱的相关功能实现,于是在这里讲一下,也可以给以后有此需求的童鞋们有个参照, 授人予鱼,不如授人予渔。
效果如下,这里主要介绍一下一些知识点,和用到的算法。
乐谱的素材一般有两种,xml
文件和 midi
文件,midi
是可以播放的二进制文件(用iOS
自带的播放器,效果很差!!!)。
需求是,教师会在后台上传乐谱的xml
文件,客户端下载后解析
这个项目用到了很多C++
的实现,并且抽离具体项目开发。一个是 C++
速度快,另一个是安卓可以复用。所以,有些功能模块的东西,都尽量用C++
写,iOS
可以引用 .a
文件,安卓可以引用打包成的 .so
文件。
解析
第一步就是解析xml文件,一张乐谱的信息很多,这里就不细说了,打开xml
文件看看就知道了。解析的过程,找到了国外的一个C++
写的专门解析xml
的程序,想直接拿来用当然是不可能的啦! 拿过来后略加修改,最烦的当然是和项目的对接啦
比如头文件的引用,C++
的编译版本, 有些文件和 OC
的内置库文件重名,会导致编译通过,打包失败, 等等。。,(之前一个项目对接过cocos2d-lua
),经过这个项目后,对iOS
工程的 build setting
更加熟悉了 😂。传送门
解析完之后,会得到一个 C++
的 mDoc
对象,iOS
可以直接调试C++
代码,所以C++
这块工作都是我来做。 看看部分属性展示如下。
类似一个树形结构吧,为了之后在程序中好用,统一写一个解析器,把这个 C++
对象转成 OC
对象Score
, 该对象的类图大概如下:
有很多专业用词,比如音轨,还有tempo的解释我就不一一科普了,可以看出来,对象类型还是挺多的。按照如上的图,一个一个解析吧。
解析的过程有几个难点:
- 音符(
note
)的时长怎么定义,音符的宽度怎么定义 - 音节(
measure
)的宽度怎么保持一致 - 音符的位置
- 音节如何换行
以上几个问题,是在绘制前需要解决的。我们一个一个来。
音符的时长:
学过的音乐的都知道,音符有二分之一拍,四分之一拍,八分之一拍 等等,不懂的可以去查维基百科
每个音轨有个division
标签,代表一个四分之一音符对应的时长
<attributes>
<divisions>24</divisions>
<key>
<fifths>-3</fifths>
<mode>major</mode>
</key>
<time>
<beats>3</beats>
<beat-type>4</beat-type>
</time>
<clef>
<sign>G</sign>
<line>2</line>
</clef>
</attributes>
-
key
代表的是这个音轨要 升 或 降 几调 -
division
代表每个四分之一音符的时长,这里是24 -
time
代表每个音节是几几拍,如上是每个四分之一音符为一拍,每个音节共三拍,简称四三拍 -
clef
是这个音节的音调
如下代表一个note
<note default-x="196">
<pitch>
<step>B</step>
<alter>-1</alter>
<octave>4</octave>
</pitch>
<duration>24</duration>
<voice>1</voice>
<type>quarter</type>
<stem default-y="-55.5">down</stem>
<lyric default-y="-80" number="1">
<syllabic>single</syllabic>
<text>Auf</text>
</lyric>
</note>
-
type -> quarter
代表是个四分之一音符, -
duration
就对应之前的division
, -
pitch
代表这个音符的位置,在五线谱的垂直位置 -
stem
代表他的尾巴朝向,这个是由五线谱导出来的,有一定参考意义,但后面还需根据实际情况重新计算 -
lyric
歌词信息
这里的duration就可以定义为时长,简单来说,duration 越大,这个音符时间越长!
注意,每个音轨(part)的 division 可能不一样,所以处理的时候,要统一成一个值。
比如:
-
part1
中division
=24
, 一个note
的duration
为12
, 它就是一个 八分之一 音符, -
part2
中division
=96
, 一个note
的duration
为192
, 它就是一个 二分之一 音符
音符的开始时间,就是由它用轨道前面的所有duration
加起来(包括休止符-- rest
),音符的时长可以定义成在整个音轨的绝对时间,也可以定义成相对于当前音节的相对时间。 我是从第一种后来改到第二张的,为了后面处理音节换行方便。
音节的开始时间有了,持续时间也有了,那具体画在什么位置呢,这个就有讲究了
待续。。。