JFugueMIDI和弦解析：onNoteParsed详解

小伙伴们对文章编程感兴趣吗？是否正在学习相关知识点？如果是，那么本文《JFugue MIDI和弦解析：onNoteParsed与限制详解》，就很适合你，本篇文章讲解的知识点主要包括。在之后的文章中也会多多分享相关知识点，希望对大家的知识积累有所帮助！

JFugue的弦乐解析机制：为什么onChordParsed未被调用？

在JFugue库中，当解析音乐数据时，无论是来自Staccato字符串还是MIDI文件，核心的处理逻辑都倾向于将复杂的音乐结构分解为更基本的元素。对于和弦，JFugue的内部机制通常会将其分解为独立的音符。例如，一个表示C大调和弦的"Cmaj"在内部会被视为"C+E+G"（即C、E、G三个音符同时演奏）。这种设计是为了提供更高的解析粒度和灵活性，允许处理更复杂的和弦变体，如"Cw+Eh_Ebh+Gw"（C全音符、E半音符、降E半音符、G全音符）。

因此，ParserListenerAdapter中的onChordParsed方法实际上很少被JFugue的解析器调用，甚至在某些版本中可能被视为一个待移除的API。所有的音符事件，包括构成和弦的单个音符，都会通过onNoteParsed方法进行处理。这意味着，若要识别和弦，我们需要在onNoteParsed方法内部实现自定义逻辑。

从JFugue Staccato字符串解析和识别和弦

当JFugue解析Staccato字符串时，onNoteParsed方法接收的Note对象会包含一些有用的标志，可以帮助我们识别和弦结构。这些标志包括：

• isFirstNote(): 如果该音符是当前序列中的第一个音符，则返回true。对于和弦中的第一个音符或独立音符，此方法会返回true。
• isHarmonicNote(): 如果该音符是当前和弦中的一个和声音符（与isFirstNote()标记的音符同时开始），则返回true。
• isMelodicNote(): 如果该音符是当前和弦中的一个旋律音符（与isFirstNote()标记的音符在同一和弦结构中，但可能在时间上略有偏移或变化），则返回true。

通过组合这些方法，我们可以推断出音符是否属于一个和弦。例如，对于Staccato字符串"Cw+Eh_Ebh+Gw"，JFugue可能会按以下方式解析：

• C: isFirstNote() = true
• E: isHarmonicNote() = true
• Eb: isMelodicNote() = true
• G: isHarmonicNote() = true

以下是一个示例代码，展示了如何利用这些标志来尝试从Staccato字符串中识别和弦组：

import org.jfugue.parser.ParserListenerAdapter;
import org.jfugue.theory.Note;
import org.jfugue.player.Player;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

/**
 * 用于从JFugue Staccato字符串中识别和弦的ParserListener。
 * 注意：此方法主要适用于Staccato字符串，不适用于MIDI文件。
 */
public class StaccatoChordIdentifier extends ParserListenerAdapter {
    private List<List<Note>> identifiedChords = new ArrayList<>();
    private List<Note> currentNoteGroup = new ArrayList<>();

    @Override
    public void onNoteParsed(Note note) {
        // 如果当前音符是新的“第一个音符”，并且我们之前已经收集了一组音符，
        // 则表示前一组（可能是一个和弦或一个独立音符）已经完成。
        // 在Staccato字符串中，isFirstNote()标记了一个新的音符序列的开始。
        if (note.isFirstNote()) {
            if (!currentNoteGroup.isEmpty()) {
                identifiedChords.add(new ArrayList<>(currentNoteGroup));
                currentNoteGroup.clear();
            }
        }
        // 将当前音符添加到当前组。它将是新组的第一个音符，
        // 或者是现有组中的和声/旋律音符。
        currentNoteGroup.add(note);

        // 打印音符及其标志，以便理解JFugue的解析行为
        System.out.println("解析音符: " + note.getToneString() +
                           " (八度: " + note.getOctave() +
                           ", 持续时间: " + note.getDuration() +
                           ", 是第一个音符: " + note.isFirstNote() +
                           ", 是和声音符: " + note.isHarmonicNote() +
                           ", 是旋律音符: " + note.isMelodicNote() + ")");
    }

    @Override
    public void onFinishedParsing() {
        // 解析完成后，确保将任何剩余的音符组添加进去
        if (!currentNoteGroup.isEmpty()) {
            identifiedChords.add(new ArrayList<>(currentNoteGroup));
        }
        System.out.println("\n--- 解析完成 ---");
        System.out.println("识别到的和弦/音符组:");
        for (List<Note> group : identifiedChords) {
            StringBuilder sb = new StringBuilder();
            sb.append("[");
            for (int i = 0; i < group.size(); i++) {
                sb.append(group.get(i).getToneString());
                if (i < group.size() - 1) {
                    sb.append(", ");
                }
            }
            sb.append("]");
            System.out.println(sb.toString() + (group.size() > 1 ? " (和弦)" : " (单音)"));
        }
    }

    public List<List<Note>> getIdentifiedChords() {
        return identifiedChords;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Player player = new Player();
        StaccatoChordIdentifier listener = new StaccatoChordIdentifier();

        // 示例 Staccato 字符串
        String staccatoMusic = "Cmajq Dminh Gww A"; // C大调四分音符，D小调二分音符，G全音符，A单音
        // 理论上 Cmajq 会被解析为 C+E+G，Dminh 为 D+F+A，Gww 为 G+B+D
        // 但实际JFugue Staccato字符串解析时，"Cmaj"直接解析为C,E,G三个音符，每个音符都会有自己的isFirstNote/isHarmonicNote/isMelodicNote标志
        // 让我们测试一个更明确的和弦表示
        String complexChordString = "Cq+Eq+Gq Rh Dmajq"; // C和弦，休止符，D大调和弦
        String arpeggiatedChord = "C E G C5"; // 琶音，JFugue会将其视为独立音符序列
        String combined = "Cmajq A5h C+E+G+C5w"; // 混合示例

        System.out.println("--- 解析 Staccato 字符串: " + staccatoMusic + " ---");
        player.parse(staccatoMusic, listener);
        listener = new StaccatoChordIdentifier(); // 重置监听器
        System.out.println("\n--- 解析 Staccato 字符串: " + complexChordString + " ---");
        player.parse(complexChordString, listener);
        listener = new StaccatoChordIdentifier(); // 重置监听器
        System.out.println("\n--- 解析 Staccato 字符串: " + combined + " ---");
        player.parse(combined, listener);
    }
}

注意事项： 上述代码通过isFirstNote()来判断一个音符组的开始。如果一个组包含多个音符，则可以认为它是一个和弦。这种方法在解析JFugue Staccato字符串时是有效的，因为JFugue会在内部处理和弦的分解并设置相应的标志。

从MIDI文件解析和弦的复杂性与限制

与Staccato字符串解析不同，从原始MIDI文件解析和弦具有固有的复杂性，并且JFugue在处理MIDI时，其ParserListenerAdapter中的Note对象并不会设置isHarmonicNote()或isMelodicNote()等标志来辅助识别和弦。从MIDI文件读取的每个音符，其isFirstNote()方法都将返回true，而isHarmonicNote()和isMelodicNote()则始终返回false。 这意味着JFugue仅仅将MIDI文件中的每个音符事件视为独立的音符，不提供直接的和弦上下文。

从MIDI数据中准确识别和弦面临以下挑战：

1. 实时演奏的细微时间偏差： 现场演奏的MIDI数据可能存在音符起止时间上的微小差异，即使是同时弹奏的和弦，其音符的Note On事件也可能不是严格同步的。
2. 多声部交织与非和弦音： MIDI文件可能包含复杂的音乐织体，其中和弦音符与旋律音符、经过音、辅助音等非和弦音符交织在一起，难以区分。
3. 琶音处理： 琶音是将和弦音符依次演奏而不是同时演奏。对于解析器来说，识别琶音为一个和弦而非一系列独立音符是一项挑战。
4. 和弦转位： 和弦转位会改变和弦的最低音，使得和弦的根音识别变得复杂。
5. MIDI事件的时间顺序不确定性： 虽然通常MIDI事件按时间顺序排列，但标准并不强制要求，这使得在完全解析整个文件之前确定和弦变得困难。
6. 多通道音符的独立性： 即使在同一时间点，不同MIDI通道上的音符通常应被视为独立的，不构成一个和弦，但这并非绝对。

JFugue的设计目标是提供一个易于使用的音乐编程接口，而非一个复杂的音乐分析工具。它将MIDI文件中的所有音符事件都视为独立的音符进行处理，这极大地简化了内部逻辑，但也意味着它不具备开箱即用的MIDI和弦识别能力。

总结与建议

1. onChordParsed方法： 在JFugue中，onChordParsed方法在解析过程中几乎不会被调用，尤其是在处理MIDI文件时。应避免依赖此方法进行和弦识别。
2. Staccato字符串和弦识别： 对于JFugue Staccato字符串，可以通过重写onNoteParsed方法，并结合Note对象的isFirstNote()、isHarmonicNote()和isMelodicNote()等标志来构建自定义逻辑，从而识别和弦结构。
3. MIDI文件和弦识别的挑战与方案：
   • JFugue的限制： JFugue在解析MIDI文件时，Note对象不提供和弦上下文（isHarmonicNote()和isMelodicNote()始终为false），因此无法直接利用其内置机制识别和弦。
   • 自定义后处理： 若要从MIDI文件识别和弦，需要JFugue解析出所有单个音符后，自行实现一套复杂的后处理逻辑。这通常涉及：
     • 收集所有音符的音高、持续时间和起始时间。
     • 根据时间窗口（例如，在某个小时间窗内同时开始的音符）对音符进行分组。
     • 对分组后的音符进行和弦识别算法处理（例如，判断音程关系、和弦类型等）。
   • 考虑其他库： 如果和弦识别是核心需求，可以考虑使用专门的音乐信息检索（MIR）库或音乐理论分析库，这些库通常提供更高级的MIDI解析和音乐结构识别功能。

总之，JFugue是一个强大的音乐生成和播放工具，但在从MIDI文件进行高级音乐分析（如和弦识别）方面，它提供了基础的音符事件，但更复杂的分析任务需要开发者自行实现或借助其他专业工具。

到这里，我们也就讲完了《JFugueMIDI和弦解析：onNoteParsed详解》的内容了。个人认为，基础知识的学习和巩固，是为了更好的将其运用到项目中，欢迎关注golang学习网公众号，带你了解更多关于的知识点！