用 R 写音乐

本文要介绍 R 包 gm，你可以用它来写音乐。

具体来说，gm 有两大特点：

第一，它提供了一套简单高阶的语言，你可以用这个语言来描述音乐，它会将你的描述转化成乐谱和音频。这个过程中，你不需要考虑无关的技术细节。

第二，gm 可以在 R Markdown 文档和 R Jupyter 笔记本中使用，它会自动将生成的音乐嵌入在生成的文本之中。

先来看一个简单的例子。

小例子

# 加载 gm
library(gm)

# 创建 Music 对象
m <- 
  # 初始化 Music 对象
  Music() +
  # 加上 4/4 拍号
  Meter(4, 4) +
  # 加上一条包含四个音的声部
  Line(list("C5", "D5", "E5", "F5"), list(1, 1, 1, 1))

# 转化成乐谱和音频
show(m, c("score", "audio"))

相信这个例子足够让你感受 gm 的简单和直观。深入之前，先来看看如何下载。

下载

从 CRAN 上下载：

install.packages("gm")

从 Github 上下载开发版：

# 请先下载 devtools 如果没有的话
# install.packages("devtools")

devtools::install_github("flujoo/gm")

你还需要下载 MuseScore，它是一款开源免费的打谱软件。

设置

MuseScore 有默认的安装路径，如果你安装到其它路径，请在 .Renviron 文件中设置：

第一，打开 .Renviron 文件。可以用命令：

usethis::edit_r_environ()

第二，在其中加入：

MUSESCORE_PATH=<MuseScore 可执行文件的路径>

比如：

MUSESCORE_PATH="C:/Program Files (x86)/MuseScore 3/bin/MuseScore3.exe"

第三，重启 R 以激活更改。

深入一点

使用 gm 时，我们通常需要初始化一个 Music 对象：

m <- Music()

在这个空的 Music 对象之上，我们可以加上其它的成分，比如加上拍号：

m <- m + Meter(4, 4)

加上声部：

m <- m + Line(pitches = list("C5"), durations = list("whole"))

我们可以直接打印 m 来查看其结构：

m
#> Music
#> 
#> Line 1
#> 
#> * as part 1 staff 1 voice 1
#> * of length 1
#> * of pitch C5
#> * of duration 4
#> 
#> Meter 4/4

当然，更直观的方式是将其转化成乐谱查看：

show(m)

gm 的语法有点像 ggplot2，你可以不断添加成分，然后查看，然后再添加，不断反复。

我们还可以加上拍速记号：

m <- m + Tempo(120)
show(m)

加上新的声部：

m <- m + Line(
  pitches = list("C3", "G3"),
  durations = list("half", "half")
)

show(m)

这个过程可以继续，但我们在此打住。

算法作曲

gm 的一个有趣应用是算法作曲，也就是用算法来生成音乐。下面是一个例子：

pitches <- as.list(c(64, 65, 69, 71, 72, 76))
durations <- rep(list(1), length(pitches))

m <- Music() + Meter(4, 4) + Tempo(120)

for (i in 0:8) {
  m <- m + Line(pitches, durations, offset = 0.5 * i)
}

show(m, to = c("score", "audio"))

上面的代码生成了九条声部，所有声部的音符都是相同的，区别是每条声部加入的时间都比前一条声部慢一点，因此形成了有趣的回音效果。

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