平賀譲（7B214（学類長室）, 7D209） hiraga@slis.tsukuba.ac.jp 音楽関係ソフト実習 （2017/10/27） 平賀譲（7B214（学類長室）, 7D209） hiraga@slis.tsukuba.ac.jp

概要 以下のソフト等について、起動方法、簡単な使用例などの実習を行う。 簡易 MML　（Web ページ：使用制限なし） MAX （ライセンス数 51） Finale （ライセンス数 30） Matlab （ライセンス数 25） 時間やライセンス数の制限があるので、交代で使用していく。使用順番の指示に従うこと。

準備 以下のディレクトリに本日の関連ファイルがおいてある （ホームディレクトリ）： \\sv-home01\vol_home01\home\hiraga.yuzuru.gf 　　\public\20171027\ デスクトップなどにショートカットを作成しておくとよい。 また public の下の他のディレクトリにも関連ファイルを置いてあるものがある。これらは自由に参照してよい。 イヤホン、ヘッドホン等を用意し、端末のスピーカーの音量を適当に設定する。

ソフトの起動 左下の Windows アイコンから「アプリ」一覧を表示し、該当するソフトを選択する MAX Cycling’74 → Max6.0 Finale Finale2012J → Finale2012J Matlab MATLAB R2016b → MATLAB R2016b

簡易 MML（１） 次の URL からアクセスhttp://www.slis.tsukuba.ac.jp/~hiraga/mml ”hiraga” の箇所は正式には “hiraga.yuzuru.gf” まず「データ記述例」をいろいろ試してみる 「タイトル」の列のリンクは、現在クリックするとエラーになる（修正予定）。 「実行」リンクをクリックすること それを踏まえて、トップページ、説明ページを読み、トップページ下にある入力フォームから自分のデータを入力する 直接入力するよりは、あらかじめテキストファイルにデータを作成し、それをアップロードするほうがよい

簡易 MML（２） 次の例を試してみること ４つの音列が、１小節の休みを挟んで鳴らされる @I1 % 楽器の指定：1はピアノ @*0.9 cdefgab<c> r1 @*1.1 cdefgab<c> r1 @*0.9 cccccccc r1 @*1.1 cccccccc r1 ４つの音列が、１小節の休みを挟んで鳴らされる 1, 2番目、3, 4番目がどう聞こえるか？ 特に最後のものの特徴は？ 別の楽器番号にするとどう変わるか？ （第１回レポート課題１参照）

MATLAB （１） 数学計算用ソフト 音響データを含む信号処理に強く、研究レベルでも広く使われている。 数値計算、グラフやグラフィックスの描画、数式計算などが行える。 音響データを含む信号処理に強く、研究レベルでも広く使われている。 音響データの作成・編集・再生・保存・分析等 全学システム上でのフローティングライセンスでどの端末でも使用できる（25 ライセンス） Signal Processing Toolbox 等は 15ライセンス

MATLAB （２）：　初期画面 いくつかのサブウィンドウよりなる。 詳しくは口頭で。

MATLAB （３） 実習例 （１） 授業資料-2 にある、サンプリングレートの変換を見る。 >> f = 440; % 音の周波数 >> Fs = 44100/1; % サンプリング周波数 >> t = 0:1/Fs:2; % ２秒分のデータ >> y = sin(2*pi*f*t); % 正弦波 >> sound(y, Fs); % 音を鳴らす 2~5 を繰り返す 2. では “/1”　の 1 を 2,5,10,50 などとする。最後の 50(Fs=44100/50=882)ではどのような音になるか？ 2. で Fs=880; とした場合は？ さらに 4. で y=sin(2*pi*f*t + pi/3); とすると？

MATLAB （４） 実習例 （２） （フォルダーをホームディレクトリに移動しておく） >> load handel; とすればサンプルデータ（ハレルヤコーラスの冒頭）がロードされる（handel の他に laughter, chirp, train など） 以下を実行してみる >> sound(y, Fs);　% 音が鳴る >> tplot(y, Fs); % 波形グラフの表示 >> sfftdemo(y, Fs);　% 短時間スペクトルの連続表示 関連関数：　spectrogram, sptool 等

MATLAB （５） より詳しくは、matlab.pptx 等を参照 ただし、昔の版についての記述で、現在の版では使えない関数もある wavplay → sound, audioplay wavread →　audioread wavwrite → audiowrite specgramdemo（右図） 残念ながら現在の版では 使えない

Finale （１） いわゆる DTM ソフトの中でも定番の１つで広範なユーザに使用されている。 楽譜データの打ち込み、演奏の他、音楽データの読み込みやキーボードなどの外部機器での演奏の取り込みも可能。 MIDI データを入力して楽譜表示したり、楽譜を MIDI データとして出力することができる 全学システム上でのフローティングライセンスでどの端末でも使用できる（30 ライセンス）。

Finale （２）：初期設定 Finale のウィンドウの中に、下のような初期設定のサブウィンドウが開く。 ここでは「デフォルトの新規ファイル」を選択。

Finale （３）：初期画面と音符入力 図のような初期画面になるので、音符パレットから音符を入力してみる。

Finale （４）：　楽譜入力例（１）

Finale （５）：　楽譜入力例（２）

Finale （６） 実習例 楽譜を入力してみる Finale ファイル（xxx.mus）、MIDI ファイル （SMF ファイル： xxx.mid）を読み込んでみる 作成した楽譜をセーブする レポートで MIDI ファイルのダンプがほしい場合には、授業ページの midtotxt.c, midtoseq.c 等のプログラムをダウンロード、コンパイルして実行する

参考： Wavesurfer （１） 音声・音響分析のためのフリーソフト。 使い勝手がよく、広く使用されている。 WAV ファイルが対象 ピッチ抽出等はモノラルファイルでないと実行できない。 フリーソフトでライセンス制限はなく、どの端末でも使用できる。 自分のパソコンにダウンロードすることも可能である。

Wavesurfer （２）：初期状態 起動時に下のような警告メッセージが出るかもしれないが、「OK」とすればよい。 起動時には下のような初期ウィンドウになる。

Wavesurfer （３）：ファイルを開く メニュー左端の File→Open で開くファイル名を指定する。ここでは public/wav/aiueo-1.wav を指定したとする。 configuration（ウィンドウの 組合せ）を聞くウィンドウが 開く（右図）。 Speech analysis を 指定したとする。

Wavesurfer （４）：結果の表示 しばらく計算処理したあと、下のような解析結果が表示される。 右図は赤丸の 「全データ表示」 を選択したあとの 表示。

Max （１） グラフィカルなプログラミング環境によるヴィジュアルプログラミングが可能な音楽制作用ソフト。 プロレベルの音楽制作にも広く使われているとともに、 ソフトウェア工学的にも斬新で特徴的である。 なおパッチ実行のみできる Max Runtime はフリーソフトでどの端末でも使用可能。

Max （２） 初期状態 無事起動したら、右図 のような MaxWindow が立ち上がる。 ここから上端のメニューバーを操作して 作業を開始する。

Max パッチの読み込み・実行 Max ではプログラムの単位となるまとまり （＝ファイル）を「パッチ (patch)」という。 前スライドにあるパッチを開いて 実行してみる。 図にあるように、メニュー のFile から Open を選択 し、ディレクトリを表示する。

Max の実習例：　下を実行してみる public/MAX/MIDI-instrument-test.maxpat

参考 チュートリアル等 Help から Max Tutorials を選択すると、 Max の使い方 についての 入門チュートリアルが表示される。 （ただし全文英語）

（続き） MIDI-thru.maxpat キーボード入力の基本機能を見る

以下は講習で使用したもの より詳しい内容の資料は 別途用意する 簡易 MAX 入門 以下は講習で使用したもの より詳しい内容の資料は 別途用意する

MIDI メッセージ（１） 以下では MIDI メッセージのうち、音符の開始・終了と、楽器音の選択を扱う。 パッチ上で試して耳でも確認する。 楽器音は、パッチ上段のキーボードで選択できます。楽器番号は 0～127 がある。 （0~127 は Max での番号で、普通は 1~128） 打楽器については別扱いで、 パッチ右下のキーボードが打楽器音。

MIDI メッセージ（２） 音符は、開始メッセージが送られた時点で鳴り始め、終了メッセージで鳴り終わる。 音符の属性は、高さ、強さ（及びチャネル番号） 高さ（MIDI ノート番号） 半音単位で 0～127、60 が中央ハ音 強さ（Velocity）： 0（無音）～127（最強音） チャネル番号 1～16 のどのチャネルから音を出すか。 （チャネル 10 は打楽器専用） 詳細はパッチを使って口頭で説明する。

参考：MIDI ノート番号 中央ハ音（NN=60:一番上）からの１オクターブ分 オクターブ（１２半音）変わるごとに 12 増減する。 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 中央ハ音（NN=60:一番上）からの１オクターブ分 オクターブ（１２半音）変わるごとに 12 増減する。

パッチの作成（１） File メニューの一番上、 New Patcher を選択する と、下図のような新しい パッチウィンドウ が開く。 ここでパッチの 作成作業を行う。

左半分はパッチ作成の「材料（オブジェクト）」を表示する「パレット」。最初は主に赤丸の Basic の部分のみ使う。 上段「Max」を選択しておくとよい。

Max オブジェクト（１） パレットからもわかるように、オブジェクトには多数の種類がある。 いずれにも共通しているのは、 上側の黒い部分は入力端子、 下側の黒い部分は出力端子という点。 例えば上図の足算オブジェクトは、赤丸に２つの数値を入力し、その和を青丸から出力する。 実行は、左端の入力端子への入力があった時点で行われる。（詳しくは口頭で）

Max オブジェクト（２） 使用する主なオブジェクトは次の通り。 例 名称 説明 （いわゆる） オブジェクト 左端の文字列で機能が決まる。 bang 実行を起動する信号 toggle スイッチのオン／オフ (0/1) 数値（整数） 数値（実数） 文字列 文字情報の記載や編集 プログラムの実行に関与しうる コメント 説明文：実行には影響しない

編集モード、 実行モード 少しわかりにくいが、ウィンドウの左下部、右上図では錠前が 開いているのに対し、右下図では閉じて いる。 前者が編集モード、 後者が実行モード。

（続き） 編集モードではパッチの作成・編集ができる。実行はできない。 実行モードでは作成したパッチが実行できる。 モードを行き来するには、錠前アイコンをクリックする。（cntl-E（コントロール-E）でも可）

パッチの作成（２） 実際にパッチを作成する。 addition.maxpat を開き（下図）、それを見ながら左半分の部分をまず新しいパッチとして作ってみる。 詳しい説明は口頭 で行う。

パッチの保存 ウィンドウの上部、 赤丸のファイル名 の最後に * が ついているのは、 パッチが変更されたが保存されていないことを意味する印。 作業内容を保存するには、パッチをファイルに保存する。

（続き） ファイルに保存するには、 File メニューの Save As... を選択する。 ディレクトリが表示されたら 「デスクトップ→MAX」に設定。 （~hiraga/public... のままだと保存できない。） ファイル名を適宜決めてそこに保存する。パッチファイルには .maxpat という識別子がつく。 ファイル名は日本語コードを使わないこと。 一度保存したファイルに上書きするには、Save を選択する。（cntl-S でも可）

ヘルプの利用 特定のオブジェクトの説明を見たい場合には、そのオブジェクトを右クリックする。 右図のメニュー の一番上の Open xx help を選択すると、 説明ウィンドウ が開く。 （英語です）

オブジェクトの整形 オブジェクトはマウス操作で移動、コピー、大きさ変更等ができる。 さらに整形する には、右クリック して Inspector を選択し、設定 を変更する。

オブジェクトの整形（２） コードの経路を整形するには、右クリックして Route Patch Cords を選択する。 複数のオブジェクト の位置揃えをする には align を用い る。

キーボード入力 （以下は MIDI-thru パッチも参照） （音楽）キーボードからデータを入力するには notein オブジェクトを用いる。 notein により開始時点・終了時点（音量 0）の両方の情報が送られる。

音符出力（1） notein に対応して、noteout が音を出力する。 １音につき、開始・終了の両方の出力が必要なのに注意。 キーボード入力を素通しするならこれでもよいが、コンピュータ内で音を生成するときは、開始・終了の両方を指定するのは面倒。

音符出力（２） makenote を使えば、音長（音の時間長、ミリ秒単位）を指定でき、終了イベントは自動的に生成される。 その出力を noteout に渡せばよい。

音色（楽器音）の指定 pgmout オブジェクトで楽器番号を指定する。 楽器番号については MIDI-instrument-testパッチなどを参照。ただし、表示される楽器番号と、Max 内での楽器番号は１つずれているので注意。

コメント：実行順序の制御 addition のパッチにも見られるように、Max ではデータが送られてきてもただちに対応する処理が行われるわけではない。 そのため実行順序の制御をうまくプログラムするのは難しい。 また直観に反するような振る舞いや、それに起因するバグ（プログラムエラー）も生じやすい。 これについては、考えただけではわからないことが多く、ある程度の馴れや経験が必要である。

時間制御 時間制御とは、指定された時刻・時間間隔で、何らかの処理（以下では「イベント」）を発生させることを指す。 ここでは時間制御の方法として、metro オブジェクトを用いる方法と、汎用メトロノーム （transport オブジェクト）を用いる方法の２つを紹介する。

時間制御（２）： metro 指定した時間間隔で bang を発生し続ける。 右入力は時間間隔（ミリ秒）、左入力はスタート／ストップを指定する。 0 でストップ、それ以外の数値でスタート。 スタート／ストップは、 右図のように toggle オブジェクトで指定する のが普通。

時間制御（３）： global transport メニューの Extras → GlobalTransport を 選択すると、汎用メトロノームウィンドウが開く。 左側で拍数・テンポを指定し、Activate をクリックすると起動／停止が入れ替わる。 リセットには Rewind をクリックする。 Click により チック音が 出せる。

（続き） パッチ内では transport オブジェクトにより GlobalTransport の制御を、timepoint や when オブジェクトにより GlobalTransport の情報を取得できる。 timepoint は、指定した時刻にイベントを発生する。 実例は doremi.maxpat 参照。

データの格納 曲データのようなデータを保存・記録するには table (itable), coll などのオブジェクトを使う。 いずれもデータをファイルに書きだしたり、ファイルから読みだしたりできる。 table は整数データのみ、itable はそのグラフィック版。 coll はもっと複雑なデータを格納できる。 使用例は、itable1～4、collexample などのパッチを参照。

データの格納（２） table/itable を用いた場合

データの格納（３） coll オブジェクトは、table と同様に、添え字にしたがってデータを格納するが、データ自体はもっと複雑なものも扱える。 通常はデータをファイル に作成し、それを読み込む。 ファイル内の書き方に注意 （カンマ、セミコロン）

その他のパッチ例 filter.maxpat simplechord.maxpat パッチの中には演習の解答に当たるものもあるので注意。 音高（ノート番号）が一定範囲の場合だけ演奏する。範囲外のデータは無視する。 無効値の記述・利用に役立つ（休符を表すなど） simplechord.maxpat 複数の音を同時に鳴らす例。（和音など） 実際には「同時」ではなく、わずかな時間差での演奏 パッチの中には演習の解答に当たるものもあるので注意。