音乐游戏开发之从 midi 文件中提取重音点

在开发音乐游戏的过程中，经常需要进行谱子的创作，如果人工手打，很容易造成不准和效率低下的情况。而通过音频人员做的midi文件中提取指定的信号，然后自动生成谱子，将大大提高效率和准确度。

本篇文章将解释使用 Python 从 midi 文件中提取指定信号，然后生成谱子的逻辑。

1. 与 midi 文件相关的东西

midi 文件中有一个信号的概念，例如 note_on , note_off，为了做谱子，我们为不同的信号赋予不同的数值，然后以此来生成不同的谱子。

2. 使用 midi 文件生成谱子的逻辑

以 QQ 炫舞为例，游戏中有多种点，例如点击的，滑动的，需要按住的，等等。这里我们用 midi 中的note_on事件做逻辑。首先，一首歌在不同的地方有重音，音频人员只要在对应的时间点上的 note_on事件设定我们约定好的值，例如这里用10作为点击的点，11作为滑动的点，12作为长按的点。
拿到作好的 midi 文件后，我们只需要扫描整个 midi 文件中的 note_on事件，然后取出里面的时间点，和对应的值，就可以生成一个可以在游戏中用的谱子。一个谱子是什么样子的，完全由音频人员与策划去决定，程序这边只需要生成就可以。

3. 使用 Python 解析 midi 文件数据

这里要用的几个 Python 库，所以需要先安装，运行下面的命令安装 mido。（这里假设开发人员对 Python 有基本的了解）
pip3 install mido

import mido
from mido import MidiFile
import os

midi_file_path = './test.mid'
bpm = 121 # BPM 是必须的，这一个音频人员知道是什么

tap_value = 10  # 定义点击的值
wipe_value = 11 # 定义滑动的值
hold_value = 12 # 定义按住的值

# 这一个是为了适应人的听感，而加的偏移值，midi 文件的时间是准的
# 但是人耳朵听起来可能不是很准，最终是以人耳听起来准为目标
# 这个值不固定，根据自己游戏的音乐类型不同，以及做音频的人的听感不同，而设定，可以是正的，可以是负的
time_offset = 0.25 

def get_base_notes_data(_midi_file_path, _bpm):
    mid = MidiFile(_midi_file_path)
    tempo = mido.bpm2tempo(_bpm)
    _note_list = []

    for i, track in enumerate(mid.tracks):
        print('Track {}: {}'.format(i, track.name))
        passed_time = 0
        for msg in track:
            ab_time = mido.tick2second(msg.time, mid.ticks_per_beat, tempo)
            real_time = ab_time + passed_time
            passed_time += ab_time
            # print(msg, " passed time=" + str(ab_time), " read time=" + str(round(real_time, 3)))
            if msg.type == "note_on":
                note_value = msg.note
                if note_value == tap_value:
                    note_name = "tap"
                elif note_value == wipe_value:
                    note_name = "wipe"
                elif note_value == hold_value:
                    note_name = "hold"
                else:
                    note_name = ""
                if note_name != "":
                    note_data = {"note_name": note_name, "time": round(real_time + time_offset, 3)}
                    _note_list.append(note_data)
                    print(note_data)
    return _note_list

get_base_notes_data(midi_file_path, bpm)

运行代码 python3 xxx.py （xxx 是你保存的 python 文件的名字）

这段代码只实现了最核心的 midi 数据提取，具体的自动化逻辑需要使用者自己写，例如当前有100个 midi 文件，不可能手动一个一个生成。