用 coding 做音樂，其實不難

音樂與編程像乎「大纜都扯唔埋」，但其實現在越來越多編程工具可以選擇，用以電腦製作獨特的聲音。編程課一開始我們常說「Hello World」，音樂課我們就來個 Middle C 吧。

各種編程語言裏的 Middle C

Middle C 的 MIDI number 是 60 ， 聲音頻率是 261.63 Hz ，除了查對數表，亦有數得計。下面算式 p 為 pitch (MIDI number)， f 為 frequency 。

通用編程語言

先說最常見、用途廣範的 Python ，只要能表現到算式 sin(2𝜋ft) 的連串數值就可以丟到播放器了。我們往往用到善於處理大型數據的 NumPy ¹ 插件，方便儲存和使用各式資料陣列（array）。 NumPy 裏有很多數學函式（function）和常數（constant）可以用，如 numpy.linspace numpy.sin numpy.pi 等。

Python 裏的 Middle C

Python 和 NumPy 合作起來很有 MATLAB 的味道，有取而代之之勢。 MATLAB 曾是科學運算（scientific computing）的翹楚，但始終價格昂貴，在科研實驗室外常人難以負擔（免費使用可參考 GNU Octave ² 等）。MATLAB 基本發聲原理跟 Python 也差不多，也是一大串的數值。

MATLAB 裏的 Middle C （抱歉除了 Python 外其他語言較難在此執行）

音頻編程語言

通用語言始終不是為音樂而設，雖然萬能也百搭，對聲音處理不及專用語言便利，往往已內置了各式振動器、合成器等音訊工具。

電子音樂人常用的語言不可不提到 CSound ³。編程檔案裏包含了 orchestra 和 score 兩部份，分別處理「如何發聲」和「發甚麼聲」兩方面。

CSound 裏的 Middle C

另一著名語言叫 SuperCollider ⁴ 。與 CSound 不同，聲音預設連續不斷，除非定下清晰的時間點，或者手動中斷。

SuperCollider 裏的 Middle C （上下兩款）

圖形音頻編程語言

文字編程局限了想像力？圖形編程語言也甚受電子樂手歡迎。

Max/MSP ⁵ 編程像繪圖，用線（patch cord）把不同的元件連結起來，從音頻處理到數字換算都是一個個的小格子。因為使用容易，可說是互動電子電腦音樂製作的首選平台。

Max/MSP 作為商業軟件，使用和作品發行都有一定限制。 Max 的原作者 Miller Puckette 也就做了個開源版本，多一個選擇，名稱叫 Pure Data ⁶ (PD) 。

都是 Middle C，幾乎是最簡單的 Max（上）／PD（下）patch！

最後加送一個可以手動操作的 JavaScript 發聲器，用上了簡單的 Web Audio API ⁷ ，可以控制聲音的頻率。

JavaScript 裏的 Middle C ，按「Run Pen」試玩

稍後再詳談，大概每種語言都可以說上幾篇！

[1] Numpy https://numpy.org

[2] GNU Octave https://octave.org

[3] CSound https://csound.com

[4] SuperCollider https://supercollider.github.io

[5] Max https://cycling74.com/products/max

[6] Pure Data https://puredata.info

[7] Web Audio API https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/API/Web_Audio_API