Python编曲实践（二）：和弦的实现和进行

前言

上一篇文章中我简单介绍了如何使用Mido这个库在Python中实现MIDI编程，分享了我的经验和心得，但是单音轨的纯音符堆砌听起来太单薄了，故本篇文章介绍如何轻松添加和弦音轨，使得乐曲更加饱满、丰富。

和弦的背景知识

和弦，简单来讲就是三个及以上的不同音高的音符的组合。这些音符可以同时演奏，形成混响的效果，也可以按照一定的组合方式交替演奏。最常见的和弦有两种：三和弦和七和弦，前者由三个音符组成，又分为四种；后者由四个音符组成，又分为8种，具体分类见下面的表格：

名称	音程
大三和弦	大三度、纯五度
小三和弦	小三度、纯五度
增三和弦	大三度、增五度
减三和弦	小三度、减五度

名称	音程
大七和弦	大三度、完全五度、大七度
小七和弦	小三度、完全五度、小七度
属七和弦（大小七和弦）	大三度、完全五度、小七度
小大七和弦	小三度、完全五度、大七度
半减七和弦	小三度、减五度、减七度
减七和弦	小三度、减五度、减七度
增七和弦	大三度、增五度、小七度
增大七和弦	大三度、增五度、大七度

下面这个图是维基百科的十二平均律表格，显示了不同音程名称与间隔半音数的对应关系：

结合十二平均律的音程名称和间隔半音数的对照关系，我们就可以动手写和弦了.

编程实现

首先编写一个方程用于得到不同和弦对应的音程关系：

def get_chord_arrangement(name):chord_dict = {'maj3': [0, 4, 7, 0],  # 大三和弦 根音-大三度-纯五度'min3': [0, 3, 7, 0],  # 小三和弦 根音-小三度-纯五度'aug3': [0, 4, 8, 0],  # 增三和弦 根音-大三度-增五度'dim3': [0, 3, 6, 0],  # 减三和弦 根音-小三度-减五度'M7': [0, 4, 7, 11],  # 大七和弦 根音-大三度-纯五度-大七度'Mm7': [0, 4, 7, 10],  # 属七和弦 根音-大三度-纯五度-小七度'm7': [0, 3, 7, 10],  # 小七和弦 根音-小三度-纯五度-小七度'mM7': [0, 3, 7, 11],  # 小大七和弦 根音-小三度-纯五度-大七度'aug7': [0, 4, 8, 10],  # 增七和弦 根音-大三度-增五度-小七度'augM7': [0, 4, 8, 11],  # 增大七和弦 根音-大三度-增五度-小七度'm7b5': [0, 3, 6, 10],  # 半减七和弦 根音-小三度-减五度-减七度'dim7': [0, 3, 6, 9]  # 减减七和弦 根音-小三度-减五度-减七度}chord = [0, 0, 0, 0]try:chord = chord_dict[name]except:print(traceback.format_exc())return chord

返回值是一个长度为4的一维数组，每一个值表示这个音符与根音相差的半音数。
然后编写一个用于将和弦添加到音轨中的函数add_chord：

def add_chord(root, name, format, length, track, root_base=0, channel=3):bpm = get_bpm(track)major_notes = [0, 2, 2, 1, 2, 2, 2, 1]notes = ['C', 'D', 'E', 'F', 'G', 'A', 'B']notes_dict = {}for i, note in enumerate(notes):notes_dict[note] = 60 + sum(major_notes[0:i+1])root_note = notes_dict[root] + root_base*12chord = get_chord_arrangement(name)meta_time = 60 * 60 * 10 / bpmtime = round(length / len(format) * meta_time)for dis in format:note = root_note + chord[dis]track.append(Message('note_on', note=note, velocity=56, time=0, channel=channel))track.append(Message('note_off', note=note, velocity=56, time=time, channel=channel))

在参数中：

root是根音的名字，这里我们考虑的音符是在notes数组中给出，暂时不考虑升降音为根音的情况；root_base是根音所在的音域；
format是用于演奏和弦的方式，用一维数组表示，数组表示和弦中第几个音符，比如 [0, 1, 2, 3, 2, 1] ；
length是整个和弦演奏的时长，用占全音符长度的数量来表示
通过这个函数中的循环，我们可以按照format指示的方式将和弦添加到MIDI音轨之中。

对于《大海啊，故乡》，我按照网上的吉他谱为它添加了如下的和弦模式：

def chord(track):format = [0, 1, 2, 3, 2, 1]add_chord('C', 'M7', format, 3, track)add_chord('E', 'm7', format, 3, track)add_chord('C', 'M7', format, 3, track)add_chord('D', 'm7', format, 3, track)add_chord('G', 'Mm7', format, 3, track, -1)add_chord('D', 'm7', format, 3, track)add_chord('F', 'M7', format, 3, track, -1)add_chord('C', 'M7', format, 3,  track)add_chord('C', 'M7', format, 3,  track)add_chord('G', 'M7', format, 3, track, -1)add_chord('F', 'M7', format, 3, track, -1)add_chord('G', 'M7', format, 3, track, -1)add_chord('C', 'M7', format, 3, track)add_chord('D', 'm7', format, 3, track)add_chord('G', 'Mm7', format, 3, track)add_chord('C', 'M7', format, 3, track)add_chord('C', 'M7', format, 3,  track)add_chord('G', 'M7', format, 3, track, -1)add_chord('F', 'M7', format, 3, track, -1)add_chord('G', 'M7', format, 3, track, -1)add_chord('C', 'M7', format, 3, track)add_chord('D', 'm7', format, 3, track)add_chord('G', 'Mm7', format, 3, track)add_chord('C', 'M7', format, 3, track)