ZX Forum #04 19 ноября 1997

Программирование

Мир звуков Спектрума - глава 2: Оператор BEEP, Создание эффектов на BEEPе, Создание музыки на BEEPе.

            2. Оператор BEEP

   Единственная возможность получения зву-
ка,  которую  предоставляет  Spectrum-бей-
сик - это оператор BEEP. Его формат:

                 BEEP t, f

где t - длительность звука  в  секундах, а
f - высота в полутонах. Чтобы  ноту  повы-
сить  или  понизить  на октаву, необходимо
ее значение соответственно  увеличить  или
уменьшить на 12.
   Так, BEEP 0.5, 0 воспроизведет ноту  ДО
первой октавы в течение полсекунды, а BEEP
0.5, 12 - ту же ноту ДО, но уже второй ок-
тавы.
   Указанное нотоисчисление не очень  точ-
но, поэтому  взгляните  на  рис.3.  Там  в
верхней строчке приведены приблизительные,
а  в нижней - точные  параметры  оператора
BEEP для первой октавы.
   Музыкальный диапазон  BEEPа  достаточно
широк - от -60 до 69. Он  охватывает  18,5
октав, но самые низкие и самые высокие  из
них не представляют практического  интере-
са для создания музыки, хотя вполне  могут
использоваться в звуковых эффектах.
   И в заключение можно добавить об  удоб-
стве, которое  Spectrum-бейсик  предостав-
ляет нам в записи десятичных дробей.  Если
такая дробь меньше единицы, то ноль  перед
точкой можно не ставить. Таким образом,

              BEEP 0.125,11

можно записать как

              BEEP .125,11.

   Дальше по тексту книги я именно  так  и
буду делать.

     2.1. Создание эффектов на BEEPе

   Для того, чтобы сделать что-либо  поин-
тереснее  простых  гудков,  оператор  BEEP
обычно включается в какой-нибудь цикл, где
изменяются один  или  оба  его  параметра.
Простейший пример может выглядеть так:

   10 FOR A=0 TO 60
   20 BEEP .01,A
   30 NEXT A

Эту маленькую  программку  можно  долго  и
упорно изменять, получая все новые и новые
эффекты. Попробуйте модифицировать  преде-
лы, шаг, направление цикла, длительность в
операторе BEEP. Как это сделать, я  думаю,
понятно всем, поэтому  примеров  приводить
не буду. Во время ваших экспериментов пом-
ните, что при маленьких длительностях низ-
кие ноты воспроизводиться не будут, и  чем
ниже нота, тем  больше  должна  быть  дли-
тельность.
   Когда Вам надоест занятие, предложенное
в предыдущем  абзаце, можно  переходить  к
следующему этапу - изменению  "внутреннос-
тей" цикла...
   Можно увеличить число операторов  BEEP.
Причем они могут  быть  настроены  как  на
одинаковые частоты и  длительности, так  и
на разные:

   10 FOR A=0 TO 20
   20 BEEP .007,A+7: BEEP .003,A
   30 NEXT A

   Диапазон звучания дополнительных BEEPов
можно ограничить:

   10 FOR A=0 TO 69
   20 BEEP .01,A
   30 IF A>20 AND A<40 THEN BEEP .01,A+8
   40 NEXT A

или так:

   10 FOR A=0 TO 69
   20 BEEP .0003,A-6: BEEP .001,A-3: BEEP
      .01,A
   30 NEXT A

Последний эффект интересен тем, что в  нем
второй и третий BEEPы вступают  постепенно
(см. сноску на предыдущей странице).
   Эффект можно замедлить с помощью опера-
тора PAUSE:

   10 FOR A=10 TO 40 STEP 2
   20 BEEP .01,A: PAUSE 2
   30 NEXT A

   Можно в течение воспроизведения  менять
длительность:

   10 LET T=.01
   20 FOR A=10 TO 60: BEEP T,A
   30 LET T=T-.0002: NEXT A
   10 FOR A=0 TO 60
   20 BEEP A/500,60-A
   30 NEXT A

В первом из этих примеров попробуйте поме-
нять шаг или  направление  изменения  дли-
тельности, начальное ее значение.
   Следующий вариант  -  вложенные  циклы,
которых может быть сколько  угодно.  BEEPы
могут встречаться в любом из них:

   10 FOR A=2 TO 5: BEEP .01,A
   20 FOR B=20 TO 30: BEEP .01,B
   30 NEXT B: NEXT A

   10 FOR A=1 TO 40 STEP 10
   20 FOR B=A TO A+20
   30 BEEP .03,B
   40 NEXT B: NEXT A

   Попробуйте объединить несколько циклов.
Например:

   10 FOR A=12 TO 69: BEEP .001,A
   20 NEXT A
   30 FOR A=69 TO 12 STEP -1
   40 BEEP .001,A: NEXT A

   И, наконец, во всю эту коллекцию  можно
добавить элемент случайности:

   10 FOR A=1 TO 10: LET F=RND*50
   20 BEEP .1,F: BEEP .1,F+7: BEEP .1,F+4
   30 NEXT A

   10 FOR A=1 TO 20
   20 BEEP .1,RND*20+40
   30 NEXT A

   10 FOR A=1 TO 20
   20 BEEP RND/6,RND*60
   30 NEXT A

   Все перечисленные выше методы  создания
эффектов могут использоваться совместно, в
любой комбинации.
   Ищите, пробуйте,  и  Вы  найдете  среди
множества  парочку  подходящих  для  Вашей
программы эффектов.

       2.2. Создание музыки на BEEPе

   К сожалению, на операторе  BEEP  невоз-
можно создать сложную музыку, но  наиграть
простенькую мелодию на нем можно.
   Первое, что приходит в голову  при  по-
пытке создать мелодию - это составить  це-
почку  из BEEPов, которая обещает быть ве-
сьма неопределенных размеров. Этот  способ
примитивен, неудобен, занимает много  мес-
та и вообще не очень  красив.  Ему  сущес-
твует несколько достойных замен. Например,
можно использовать такой цикл:

   10 FOR A=1 TO 10
   20 READ T,F: BEEP T,F
   30 NEXT A

И где-нибудь в программу вставить  строку,
начинающуюся с оператора  DATA  и содержа-
щую  длительности  и высоты нот мелодии. В
данном примере их должно быть по десять.
   В некоторых  музыкальных  произведениях
бывают паузы. Чтобы исполнять такие  мело-
дии, приведенный выше цикл придется немно-
го модифицировать:

   10 FOR A=1 TO 10: READ T,F
   20 IF T=0 THEN PAUSE F*50: NEXT A
   30 BEEP T,F: NEXT A

Теперь достаточно в данные  вставить  0, а
за ним длительность паузы в секундах.
   Вы, наверное,  заметили,  что  значение
паузы умножается на 50. Это делается пото-
му, что параметр  оператора  PAUSE  исчис-
ляется в пятидесятых долях секунды. В таб-
лице 1  приведено  соответствие  нот  дли-
тельностям операторов BEEP и PAUSE. В этой
таблице даны стандартные  значения  нот  и
пауз, но в принципе можно использовать лю-
бые числа.
   Вот, к  примеру, программа, исполняющая
куплет детской песенки  "В  лесу  родилась
елочка":

     10 FOR A=1 TO 29: READ T,F
     20 IF T=0 THEN PAUSE F*50: NEXT A
     30 BEEP T,F: NEXT A
   9000 DATA .25,7.02,.25,15.86,.25,
        15.86,.25,14.039,.25,15.86
   9010 DATA .25,12,.25,7.02,.25,7.02,
        .25,7.02,.25,15.86,.25,15.86
   9020 DATA .25,14.039,.25,20.84,.5,
        19.02,0,.5,.25,19.02,.25,8.84
   9030 DATA .25,8.84,.25,16.98,.25,
        16.98,.25,15.86,.25,14.039,.25,
        12
   9040 DATA .25,7.02,.25,15.86,.25,
        15.86,.25,14.039,.25,15.86,.5,
        12

   В эту программу  можно  ввести  возмож-
ность изменения темпа. Для этого необходи-
мо первые три строки заменить следующими:

    5 LET N=.5
   10 FOR A=1 TO 29: READ T,F
   20 IF T=0 THEN PAUSE F*N*50: NEXT A
   30 BEEP T*N,F: NEXT A

   Теперь  Вы  можете  добиться  желаемого
темпа исполнения мелодии, подставляя  раз-
личные значения в пятую строку. Однако  не
советую Вам вставлять туда 0 и очень боль-
шие числа.
   Можно еще усовершенствовать  эту  прог-
раммку. Например, вставить контроль  нажа-
тия клавиши, сделать ее более гибкой в от-
ношении длины мелодии, оформить  как  под-
программу и т.д.  Конечный  вариант  может
выглядеть так:

   9090 DATA 100
   9100 LET N=.5: RESTORE 9000
   9110 READ T,F
   9120 IF T=100 OR INKEY$<>"" THEN RETURN
   9130 IF T=0 THEN PAUSE F*N*50: GO TO
        9110
   9140 BEEP T*N,F: GO TO 9110

Удалите все строки с 5  по  30  предыдущей
программы и введите эти. Теперь Вы  можете
вызывать мелодию на исполнение  оператором
GO SUB 9100.  Кроме того, теперь  не  надо
старательно вычислять количество нот в ме-
лодии: достаточно в ее конец вставить чис-
ло 100 (что, собственно, и сделано в стро-
ке 9090). Также Вы можете в  любой  момент
прервать исполнение, нажав любую  клавишу.
Если мелодия кончится - подпрограмма  так-
же закончит свою работу. При повторном за-
пуске мелодия  начнется  сначала, но  если
убрать оператор RESTORE 9000, то она  про-
должится с того места, где  была  прервана
(если, конечно, Вы не использовали  опера-
тор READ или RESTORE после ее вызова).
   Можно  сделать  проигрывание  цикличес-
ким. Для этого придется поменять еще  пару
строк:

   9120 IF INKEY$<>"" THEN RETURN
   9125 IF T=100 THEN GO TO 9100

   Теперь вернуться из подпрограммы  можно
только по нажатию  клавиши.  Зато  мелодия
будет звучать, пока кому-нибудь совсем  не
надоест.
   Программы  такого  типа  идеальны   для
простого исполнения, без замены и сохране-
ния мелодии, но если  Вы  хотите  записать
свое произведение на магнитофон  и  загру-
жать его прямо из работающей программы, то
Вам подойдет следующий фрагмент:

   10 FOR A=3 TO D(1)*2+2 STEP 2
   20 IF D(A)=0 THEN PAUSE D(A+1)*D(2)*50:
      NEXT A
   30 BEEP D(A)*D(2),D(A+1)
   40 NEXT A

Для того, чтобы  он  заработал, перед  его
запуском необходимо объявить  и  заполнить
массив D, содержащий  такую  информацию  о
мелодии:

   D(1)   - количество нот
   D(2)   - темп исполнения
   D(3)   - длительность 1
   D(4)   - нота 1
    .
    .
    .
   D(N)   - длительность N
   D(N+1) - нота N

Его можно загрузить с кассеты, подав  пря-
мую команду

    LOAD "name" DATA D()

или заполнить из  строчек  DATA  следующей
программкой:

   10 DIM D(20): RESTORE
   20 FOR A=1 TO 20: READ D(A)
   30 NEXT A

Обратите внимание, что  первые  две  цифры
данных должны быть количеством нот и  тем-
пом.
   Созданный таким  образом  массив  можно
сохранить на ленте командой

   SAVE "name" DATA D()

   Приведу еще один пример подобной  прог-
раммы, оформленный по последнему писку мо-
ды:

   9100 LET A=2
   9110 IF D(A)=100 THEN GO TO 9100
   9120 IF INKEY$<>"" THEN RETURN
   9130 IF D(A)=0 THEN PAUSE D(A+1)*D(1)*
        50: GO TO 9150
   9140 BEEP D(A)*D(1),D(A+1)
   9150 LET A=A+2: GO TO 9110

Массив для этой подпрограммы  должен  быть
таким:

   D(1)   - темп исполнения
   D(2)   - длительность 1
   D(3)   - нота 1
    .
    .
    .
   D(N)   - длительность N
   D(N+1) - нота N
   D(N+2) - 100

   Заметьте, что количество нот  указывать
не надо. На  основе  этого  примера  можно
сделать даже музыкальный редактор.
   Теперь вернемся к  составлению  цепочек
данных.
   Допустим, на нотном  стане  Вы  увидели
ноту точь-в-точь, как  на  рис.4.  Это  ЛЯ
первой октавы. Из рисунка 1 видно, что  ее
частота запишется как 8.84.
   Это одна четвертая, и, взглянув на таб-
лицу 1, можно определить, что ее  длитель-
ность будет .25. Таким образом, пара  дан-
ных для этой ноты будет .25,8.84. Для всех
последующих нот  вычисления  будут  такими
же.