在我看来,那个特殊的乐器听起来像是一个相当简单的合成模块,可能基于方波或 FM,并带有混响滤波器。所以我猜它一直是人工产生的声音。如果您要自己构建其中一种乐器,则可以根据需要使用样本集作为基础。还有另一种可能性,我将在下面提到一种方法。
处理呼吸输入:呼吸输入通常转换为代表输入麦克风上的气压的值。这可以通过获取输入音频信号的小块并计算每个块的峰值或 RMS 来完成。我更喜欢 RMS,它的计算方式如下:
int BUFFER_SIZE = 1024; // just for purposes of this example
float buffer[BUFFER_SIZE]; // 1 channel of float samples between -1.0 and 1.0
float rms = 0.0f;
for (int i=0; i<BUFFER_SIZE; ++i) {
rms += buffer[i]*buffer[i];
}
rms = sqrt(rms/BUFFER_SIZE);
在 MIDI 中,该值通常作为 0 到 127 之间的值在通道 CC2 上传输。该值随后用于连续控制输出声音的音量。(在 iPhone 上,MIDI 可能会或可能不会在内部使用,但概念是一样的。不管怎样,我将从此将这个值称为 CC2。)
处理按键:在这种情况下,按键可能只是直接映射到它们对应的音符。然后这些将作为新的音符事件发送到乐器。我不认为那里有任何花哨的建模。
其他形式的控制:陶笛乐器使用 iPhone 的倾斜度来控制颤音频率和音量。这通常由一个低频振荡器 (LFO) 简单地建模,该振荡器被缩放、偏移并与乐器其余部分的输出相乘以产生颤动的音量效果。它还可用于控制乐器的音高,从而导致音高波动。(如果您使用样本,这可能很难做到,但如果您使用波形,则相对容易。)精美的 MIDI 风控制器还可以跟踪手指压力和咬合压力,并可以将这些作为参数公开给您塑造你的声音。
呼吸器 201:当人们被呼吸控制器控制时,有一些技巧可以使声音更具表现力:
- 确保您的输出一次只播放一个音符;切换到新音符会自动结束前一个音符。
- 如果呼吸压力恒定且按键已连接,请确保从旧音符到新音符的音量保持平稳。这使您可以区分连奏演奏和分离演奏。
Breath Instruments 301:然后我们开始讨论有趣的事情:如何像真正的管乐器一样模拟过度吹奏、音色变化、部分指法等。我可以在这里想到几种方法:
- 混合呼吸输入本身的声音,也许以某种方式过滤,为您的声音赋予自然的气息或气息。
- 使用力度层之间的交叉淡入淡出将高速声音转换为完全不同的声音。换句话说,当您淡入新声音时,您实际上会淡出旧声音。他们演奏相同的音高,但新声音的新音调特征会逐渐显现。
- 使用具有大量高频成分的复杂声音。连接一个截止频率由 CC2 控制的低通滤波器。使截止频率随着 CC2 值的增加而增加。当您在输入上吹得更厉害时,这可以以一种有趣的方式增加高频内容。
- 执行此操作的核心方法称为物理建模。它涉及为您尝试模拟的仪器的物理行为创建详细的数学模型。这样做可以给你一个非常逼真的过度吹气效果,它可以捕捉到呼吸输入和指法如何塑造声音的许多微妙效果。在普林斯顿的声音实验室有一个关于这种方法的快速概述,还有一个可以在 STK C++ 库中查阅的示例乐器——但请注意,它不适合数学上胆小的人!