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光遇琴键 15 个音调 部分乐器 9 个 原神 21 个音调 逆水寒 36 个音调 我能否通过转化...

생성일: 2025년 3월 19일

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질문

光遇琴键 15 个音调
部分乐器 9 个
原神 21 个音调
逆水寒 36 个音调

我能否通过转化 midi 文件来模拟生成这些游戏音调的曲子模拟弹奏呢 能否实现呢？

项目仅作为测试，目的是生成对应键位音调的乐器的数字曲子 方便自动演奏或教学使用

给出详细的分析

사고

Converting MIDI to game tones involves mapping standard MIDI notes to specific game instruments. It's interesting to note that with a solid note-mapping strategy, we can effectively achieve this.

Mapping MIDI notes to game tones involves pitch shifting, transposing, and managing polyphony, velocity, and timing. Using the nearest available note and employing a script to trigger game keys at precise intervals can effectively simulate this process.

To map MIDI files to game tones, I’m thinking through parsing, mapping, octavizing, polyphony, converting, and ensuring precise timing. Automating this process might involve advanced software.

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답변

下面的分析将围绕「是否能够通过转化 MIDI 文件来模拟生成各游戏（光遇、部分乐器、原神、逆水寒）所支持音调的曲子」这个问题展开，并进一步探讨实现原理、可能的技术路线，以及在实践中需要注意的问题。

1. 问题背景与可行性概述

  1. 游戏内可用音调有限

    • 光遇琴键：约 15 个音调（实际上不同乐器键数可能略微不同，一般是 15 格的横排按键）。
    • 部分其他游戏内乐器：9 个音（可能仅涵盖一个八度或者更少）。
    • 原神风物之诗琴 / 琴谱：21 个音调左右（带有若干个半音，实际可演奏音域大约为 G3 ~ G5, 或有一些差异）。
    • 逆水寒：36 个音调，游戏内类似琴/笛/筝等乐器的音域较宽。

  2. 原始 MIDI 文件

    • 标准 MIDI 文件在理论上可支持 128 个音高 (0 ~ 127)，从最低音到最高音跨越数个八度。
    • 在传统 MIDI 乐曲中，经常会包含超出游戏乐器本身可演奏音域的音符，或者涉及和弦（多音）。

  3. 需求

    • 将含有更多音域、更多音的「标准 MIDI 文件」映射/转换为「仅包含游戏可用音调」的乐谱/音序列。
    • 通过该音序列，模拟在游戏里演奏，或者制作一个“数字曲子”来教学或自动演奏。

  4. 可行性

    • 理论上可行，因为任何标准 MIDI 音符都可以通过一定的「映射策略」转到有限音调的集合中。
    • 难点主要集中在「映射」以及「保持音乐性」上。

2. 转化原理及核心难点

2.1 MIDI 转换的核心流程

  1. 读取 MIDI 文件

    • 解析 MIDI 文件的事件（音符 On/Off、拍号、节拍、速度等元信息）。
    • 得到「音符序列」，包括音调编号（0~127 的 MIDI Note Number）、时长、音量 (Velocity) 等。

  2. 限制音域/可用音列表

    • 例如：
      • 光遇可用音域可设置为一套音高列表（可能是 C4 ~ D5 这 15 个离散音，具体数值得根据游戏中音高与真实音高的映射）。
      • 原神乐器可用音域是一段近似连续的 21 个音。
    • 将目标游戏乐器的「可用音高列表」都准备好，后续要做音符映射。

  3. 音符映射策略

    • 最近音映射：取距离原音最近的可用音（半音差最小），若超出上下限，再考虑移高或移低一八度。
    • 舍入/量化：若最近音映射造成旋律失真过大，可以选择保留原音或采用其他策略。
    • 移调/转调：可能需要在整体上对 MIDI 原曲进行移调，以最大化落在目标可用音域内的音符。
    • 多音（和弦）处理：若游戏乐器只能一次按一个键，则需要对和弦进行精简或分解（琶音化）。如果乐器允许同时按多键（如逆水寒 36 键，理论上可以多音），则可以直接映射对应的多个音。

  4. 节拍与时值

    • MIDI 文件内会有节拍、BPM 等信息，需要在游戏模拟中还原节奏。
    • 若游戏里对一次性输入太多按键有延迟或限制，需要考虑在转化时调整节奏或分段处理。

  5. 输出新的音序列

    • 生成只含目标乐器可演奏音高的「新音符事件流」或「可视化谱面」。
    • 或者针对脚本自动演奏，需要产出能够被脚本/宏识别的指令序列（例如 {时间, 音符编号} 等）。

2.2 影响音乐性的关键

  1. 音域跨度：原曲若频繁超出游戏乐器可承受的最高/最低音，会造成大量移调、舍弃或替换，可能导致旋律走样严重。
  2. 和弦部分：若乐器支持少量复音或只能单音时，对多音部分的处理会显著影响最终音乐听感。
  3. 速度限制：某些游戏乐器自动演奏时，对于输入频率/响应速度有上限或服务器延迟；若原曲节奏过密，则需要在映射后进行适当稀释或改编。
  4. 系统限制：部分游戏客户端可能会识别批量脚本输入（自动演奏）为外挂，需要从技术上与游戏功能/规定匹配，或仅作离线教学、音频合成演示。

3. 技术路径与实现要点

3.1 转换工具链选择

  1. MIDI 读取与处理

    • 可以使用现有的开源库 (Python 的 mido、pretty_midi，C++ 的 RtMidi 等) 来读取并解析标准 MIDI 文件。
    • 解析后的数据结构就是一个个事件（音符开始、结束及其属性）。

  2. 音高映射

    • 将游戏乐器的音高定义（如光遇 15 个音）转换为一组 MIDI Note Number（假设它真的对应到标准音 A4=440Hz 体系）。如果游戏并未按国际标准定音，需要进行频率匹配或人工对照：
      • 例如游戏的「最左键」对应现实 C4（MIDI Note 60），那光遇从左到右 15 个键大致对应 60~74 的 15 个半音。
      • 原神乐器的 21 键，也可以映射成相邻半音的 21 个 MIDI Note Number，或者对应特定音阶。
    • 实际情况：部分游戏可能并不是 15 个连续半音，而是只包含了大调音阶等。有的游戏甚至某些键无半音差，或只给到纯正调音。这时就需要自定义一组「可用音」并做最近音匹配。

  3. 移调 / 处理超出范围的音

    • 根据目标乐器可用的最低和最高音，尝试上移或下移整曲（+/- 若干半音），从而使得原曲中绝大多数音符都能落在乐器范围内。
    • 如果还有个别音超出范围，可选择最近八度内的可用音，或直接忽略/和弦精简。

  4. 和弦拆分 / 精简

    • 当同时出现多个音符，而游戏乐器一次只能按一个音键，就需要人工或算法来判断保留哪几个音：
      • 保留主旋律音；
      • 或按优先度保留根音、再保留高音等。
    • 若可以做自动分解和弦（琶音），则在时间轴上把和弦拆分成快速连续的单音，也可以保留一些和弦感，但会改变音符时值分布。

  5. 输出 / 播放 / 控制

    • 若是仅做“线下自动演奏模拟”，则可以用合成器（SoftSynth）播放映射好的音序列即可。
    • 若是想在游戏内模拟自动演奏，就需要一个输入模拟或脚本（例如模拟键盘/鼠标或触屏），依次触发游戏内各键。
      • 需注意游戏的延迟、按键节制，以及如果游戏有防止脚本的限制，需要在技术和合规上评估。
    • 如果仅用于“教学模式”，则可以把映射好的音高作为可视化谱面，让玩家手动对照按键。

4. 实际落地时的几个注意事项

  1. 合法合规性

    • 自动演奏脚本在部分游戏中可能被视为“外挂脚本”，需确认游戏厂商对这类功能的态度，仅供测试或教学请勿在公共服务器中大规模使用。

  2. 音准差异

    • 游戏内音调可能并不严格采用 12 平均律或 A4=440Hz，也可能有简化或特殊调音。如果想要逼真还原，最好能事先录下游戏每个键的实际频率/采样，然后在音频处理时对比差异。
    • 简单粗暴的做法依然是把游戏音对应到接近的 MIDI Note Number，可能会有一点微小的音高偏差，但大多数情况下不影响听感。

  3. 表情控制/力度 (Velocity)

    • 大多数游戏内演奏系统并没有力度差异，敲击同一个按键得到的音量一致。
    • 若原 MIDI 中的力度差异很大，则无法在游戏乐器中完美复现动态，需要酌情忽略或转换为其他视觉提示。

  4. 多音轨/乐器分配

    • 若 MIDI 中有多轨乐器，可以先做拆分，然后分别用多种游戏乐器轨道去映射；若只有一种乐器，就要合并或精简。

  5. 实时性 & 延迟

    • 不同游戏对于输入频率或服务器延迟不同，过于密集的音符可能导致掉音或卡顿，需要在转换时做节拍微调。

5. 结论

  • 从技术层面看，完全可以实现“通过转化 MIDI 文件来模拟生成这些游戏音调的曲子”，无论是 15 键、9 键、21 键还是 36 键，都可以通过解析原 MIDI -> 映射到目标乐器可用音 -> 生成新的音序列这个流程完成。
  • 难点主要在于：
    1. 音域限制：在转换时需考虑移调和舍弃；
    2. 多音处理：若游戏无法同时按多个音，需要做拆分、和弦精简或其他改编；
    3. 游戏客户端限制：自动化脚本有无合规风险，尤其在线上场景。
  • 用途：
    • 如果仅用于离线教学或测试，生成一段数字音频或“键位提示可视化”即可，没有太多问题。
    • 若需要实际在游戏内自动演奏，需开发适配游戏的输入模拟工具或脚本，并考虑节拍、延迟和政策合规等。

总的来说，这个方案是可行的，且技术实现难度中等（解析 MIDI、做音域/音符映射等有成熟的开源库和思路可以借鉴）。真正影响音乐效果的是如何平衡保真度与目标乐器的有限音域，以及在多音/复杂节奏情况下如何对原曲进行适度的改编。只要做好音域映射、移调、和弦简化等步骤，就能得到一个在这些游戏乐器上能够播放出来的近似版本，用于演示或教学。

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