Nyquist内置函数-声音合成函数

最新推荐文章于 2025-04-06 11:15:39 发布

脚本小玩家

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分类专栏：音频处理 # Audacity 文章标签：音频处理 Audacity

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1 Nyquist内置函数-声音合成函数

1.1 行为

1.1.1 使用先前创建的声音

这些行为会获取一个声音，并根据环境对该声音进行转换。在编写代码将低级函数转换为高级函数，或者调用先前创建的声音时，这些行为非常有用：

cue(sound) [SAL]
(cue sound) [LISP]
将 *loud*、来自 *warp* 的起始时间、*start* 和 *stop* 应用于 sound。
cue-file(filename) [LISP]
(cue-file filename) [LISP]
与 cue 功能相同，只是声音来自指定文件，文件中的样本会被强制转换为当前默认的 *sound-rate* 采样率。
sound(sound) [SAL]
(sound sound) [LISP]
将 *loud*、起始时间以及（可能连续变化的）来自 *warp*、*start* 和 *stop* 的拉伸应用于 sound。
control(sound) [SAL]
(control sound) [LISP]
与 sound 完全相同，但按照惯例，当 sound 是控制信号而非音频信号时使用。

1.2 声音合成

这些函数提供了有趣的音乐创作行为，能对环境做出反应；它们是Nyquist的 “单元生成器”：

const(value [, duration]) [SAL]
(const value [duration]) [LISP]
以 *control-rate* 创建一个常量函数。每个样本都具有给定值，默认持续时间为1.0。另请参见 s-rest，它等同于调用 const 并传入零。还要注意，你可以将标量常量（数字）传递给 sim、sum 和 mult，在这些函数中它们的处理效率更高，而不是传递常量函数。
env(t1 t2 t3 t4 l1 l2 l3 [dur]) [SAL]
(env t1 t2 t3 t4 l1 l2 l3 dur) [LISP]
创建一个4阶段包络。ti 是阶段 i 的持续时间，li 是阶段 i 的最终电平。t3 由 dur 隐含，t4 为0.0。如果未提供 dur，则假定为1.0。包络持续时间是 dur、*stretch* 和 *sustain* 的乘积。如果 t1 + t2 + 2ms + t4 大于 t1/t4 的持续时间，则返回包络的采样率为 *control-rate*。（有关更通用的分段线性函数生成器，请参见 pwl 。）时间扭曲的效果是扭曲起始时间和结束时间。然后按照上述方法计算中间断点。
exp-dec(hold, halfdec, length) [SAL]
(exp-dec hold halfdec length) [LISP]
这种凸包络形状是 pwev 的一种特殊情况（请参见“分段逼近”部分）。包络从1开始，在 hold 秒内保持恒定。然后以 halfdec 秒的半衰期衰减，直到 length 秒（即总持续时间为 length 秒）。换句话说，每 halfdec 秒幅度减半。当拉伸时，此包络会线性缩放，这意味着保持时间增加，衰减时间也增加。
force-srate(rate, sound) [SAL]
(force-srate rate sound) [LISP]
返回一个声音，其采样率根据 rate 进行上采样或下采样。插值为线性插值，下采样时不应用预滤波，因此可能会出现混叠现象。另请参见 resample 。
lfo(freq [, duration, table, phase]) [SAL]
(lfo freq [duration table phase]) [LISP]
与 osc（如下）类似，只是它以 *control-rate* 计算，频率以赫兹指定。初始相位 phase 以度为单位指定，默认为零。不应用 *transpose* 和 *sustain* 。时间扭曲的效果是扭曲起始时间和结束时间。信号本身将具有恒定的未扭曲频率。
fmlfo(freq [, table, phase]) [SAL]
(fmlfo freq [table phase]) [LISP]
一种低频振荡器，它以 *control-rate* 计算，使用一个声音来指定随时间变化的频率（单位为赫兹）。初始相位是一个以度为单位的浮点数。结果的持续时间由 sound 确定。
maketable(sound) [SAL]
(maketable sound) [LISP]
假定 sound 中的样本构成波形表的一个周期，然后返回一个适合 osce 函数使用的波形表（请参见下方）。当前，表的样本数量限制为100,000,000个。此限制是在编译时由 sound.h 中的常量 max_table_len 设置的。波形表的形式为：
(sound pitch-number periodic)
其中，第一个元素是一个声音，第二个元素是声音的音高（这并非多余，因为声音可能表示任意数量的周期），第三个元素如果声音是一个周期的周期信号则为 t，如果声音是不应循环的样本则为 nil。波形表用于 osc、osc、hzosc、amosc、fmosc、lfo 和 fmlfo 。
build-harmonic(n, table-size) [SAL]
(build-harmonic n table-size) [LISP]
用于构建正弦波形表，此函数返回一个长度为 table-size 样本的声音，其中包含 n 个周期的正弦波。这些可以进行缩放和求和，以形成具有所需谐波成分的波形。有关示例，请参见“非正弦波形” 。这些谐波的缩放和可以传递给 maketable，以构建适合 osc 和其他振荡器使用的波形表。
control-warp(warp-fn, signal [, wrate]) [SAL]
(control-warp warp-fn signal [wrate]) [LISP]
使用函数复合将扭曲函数 warp-fn 应用于 signal。如果省略 wrate，则使用线性插值。warp-fn 是从乐谱（逻辑）时间到实际时间的映射，signal 是从乐谱时间到实值的函数。结果是一个从实际时间到实值的函数，采样率为 *control-rate*。有关 wrate 和高质量扭曲的解释，请参见 sound-warp 。
mult(beh1, beh2…) [SAL]
(mult beh1 beh2…) [LISP]
返回行为的乘积。参数也可以是数字，在这种情况下进行简单乘法运算。如果数字和声音混合，则使用 scale 函数按数字缩放声音。当声音相乘时，结果的采样率是因子的最大采样率。
prod(beh1, beh2…) [SAL]
(prod beh1 beh2…) [LISP]
与 mult 相同。
pan(sound, where) [SAL]
(pan sound where) [LISP]
根据 where（另一个行为或数字）对声音进行声像定位。sound 必须是单声道声音。where 可以是单声道声音（例如 (ramp)）或简单数字（例如0.5）。在这两种情况下，where 的取值范围应为0到1，其中0表示完全左声道，1表示完全右声道。对于中间值，每个声道的声音会进行线性缩放。目前，pan 不会仔细检查其参数。
prod(beh1, beh2…) [SAL]
(prod beh1 beh2…) [LISP]
与 mult 相同。
resample(sound, srate) [SAL]
(resample sound srate) [LISP]
与 force-rate 类似，但使用高质量插值进行预滤波和信号重建以达到新的采样率。此外，结果会按0.95缩放，以减少削波问题（另请参见 sound-warp ）。
scale(scale, sound) [SAL]
(scale scale sound) [LISP]
按因子 scale 缩放 sound 的幅度。与 snd-scale 功能相同，只是它可以处理多声道声音。采样率、起始时间等信息取自 sound 。
scale-db(db, sound) [SAL]
(scale-db db sound) [LISP]
按因子 db（以分贝表示）缩放 sound 的幅度。采样率、起始时间等信息取自 sound 。
scale-srate(sound, scale) [SAL]
(scale-srate sound scale) [LISP]
按比例因子 scale 缩放 sound 的采样率。这具有线性收缩或拉伸时间的效果（信号不会进行上采样或下采样）。这是 snd-xform 的一种特殊情况（请参见“信号操作”部分）。
shift-time(sound, shift) [SAL]
(shift-time sound shift) [LISP]
将 sound 按 shift 秒进行时间偏移。如果声音为 f(t)，则结果为 f(t - shift)。见图5。这是 snd-xform 的一种特殊情况（请参见“信号操作”部分）。

图5：shift-time 函数根据其 shift 参数在时间上对声音进行偏移。

sound-warp(warp-fn, signal [, wrate]) [SAL]
(sound-warp warp-fn signal [wrate]) [LISP]
使用函数复合将扭曲函数 warp-fn 应用于 signal。如果可选参数 wrate 被省略或为 NIL，则使用线性插值。否则，使用高质量样本插值，并按0.95缩放结果（以减少插值样本中可能超过输入信号峰值的值）。warp-fn 是从乐谱（逻辑）时间到实际时间的映射，signal 是从乐谱时间到实值的函数。结果是一个从实际时间到实值的函数，采样率为 *sound-rate*。另请参见 control-warp 。如果 wrate 不为 NIL，它必须是一个数字，指定 warp-fn 的采样率。高质量重采样会减慢速度。（有关详细信息，请参见注释。）注意，高质量重采样比线性插值慢。要进行固定比例的高质量重采样（与 sound-warp 中允许的可变比例重采样相对），请使用 scale-rate 和 stretch，它们都采用 warp-fn 的逆函数来从原始采样率恢复时间。此逆函数的每个样本都是一个乐谱时间；在这些乐谱时间对 signal 进行求值，以产生任意输出。使用线性插值时，逆扭曲函数的采样率被视为输出采样率。然而，请注意，逆扭曲函数的样本存储为32位浮点数，因此它们的精度有限。由于这些浮点数表示样本时间，舍入可能会成为一个问题。在这种情况下，舍入等同于在样本时间添加抖动。Nyquist忽略此问题用于普通扭曲，但对于高质量扭曲，抖动不能被忽略。解决方法是使用双精度浮点数来最小化样本之间的抖动。sound-warp 线性插值此信号，具有降低精度的逆扭曲函数。采样率是一种折衷：低采样率可减少抖动，而高采样率更适合捕获详细信息（例如快速波动）。一个好的经验法则是，逆扭曲函数最多使用1,000到10,000个样本。例如，如果结果将是1分钟的声音，采样率为3000个样本/60秒 = 50个样本/秒。因为Nyquist没有关于如何为 warp 函数提供逆函数的高级信息，所以必须将逆扭曲函数的样本率作为参数提供。如有疑问，只需尝试一下，用耳朵判断。
integrate(signal) [SAL]
(integrate signal) [LISP]
计算 signal 的积分。起始时间、采样率等信息取自 signal 。
slope(signal) [SAL]
(slope signal) [LISP]
计算 signal 的一阶导数。起始时间、采样率等信息取自 signal 。