Музыкальные гаммы являются основой мелодий и гармонии в музыке. Они представляют собой последовательности нот, которые строятся относительно определенного корня с учетом конкретного интервала между звуками. Понимание принципов генерации и правильного написания музыкальных гамм крайне важно как для композиторов и музыкантов, так и для разработчиков музыкального программного обеспечения. В данной статье мы подробно рассмотрим, как можно создавать музыкальные масштабы с учетом их тональных характеристик и правилами написания нот, базируясь на разработке и идеях проекта Glorious Voice Leader, обновленного при помощи языков программирования Elixir и Phoenix LiveView. Музыкальная гамма представляет собой корневую ноту и набор нот, выстроенных вокруг нее по определенной формуле интервалов, выражаемых в полутонах.
Например, классическая мажорная гамма формируется следующей формулой: 0, 2, 4, 5, 7, 9, 11 полутона от корня. В результате при базе в ноте C получаем последовательность C, D, E, F, G, A, B. Однако при выборе другого корня, например G, последний шаг требует изменить ноту F на F#, чтобы соответствовать логике интервалов — именно поэтому в гамме G мажор пятая ступень звучит как F#, а не F. Каждое название гаммы зависит от корня и формулы интервалов, которые определяют тип масштабов. Классикой является мажорная гамма, но помимо нее существуют и другие варианты, например натуральный минор, где интервалы смещаются по формуле 0, 2, 3, 5, 7, 8, 10 полутона.
Такой подход позволяет точно задавать последовательности звуков с учетом правил теории музыки. Генерация гамм с правильным написанием нот требует учета, чтобы каждый музыкальный знак использовался ровно один раз в одной гамме. При этом важно грамотно добавлять диезы или бемоли для достижения точных интервалов в полутонах относительно корня. В проекте Glorious Voice Leader это реализовано при помощи функции генерации гамм, принимающей на вход корневую ноту и формулу интервалов. В основе лежит список натуральных нот (C, D, E, F, G, A, B) — как «каркас» гаммы, на который накладываются знаки альтерации (диезы и бемоли).
Для корректного построения производится поворот списка нот таким образом, чтобы первая нота совпадала с корнем, а затем каждая нота сопоставляется с необходимым полутоном из формулы, что позволяет определить нужное количество знаков альтерации для точного соответствия. Для примера, если взять корень G и формулу мажорной гаммы, то после выравнивания последовательности нот, нота F естественным образом получит диез, так как без него формула интервалов не соблюдается. Обратная ситуация возникает с гаммой F мажор, где необходимым становится добавление бемоля на B, получая Bb вместо B. Таким образом, результатом становится грамотно написанная гамма с уникальными и корректными нотами. Важным понятием здесь выступает классы высоты звука (pitch class) — абстракция, которая не учитывает октаву, а только высотную категорию ноты.
Благодаря этому музыкальные ноты C#, Db, или даже более экзотические варианты вроде Ebbb, которые звучат одинаково, могут быть обработаны корректно, сохраняя различные написания и функциональную роль в разных контекстах. В проекте используется обширный список записей различных нот, включая натуральные, диезные и бемольные с дублирующимися классами высот. Функции, отвечающие за натуральное написание, позволяют превращать любую альтерацию обратно в ее натуральную основу, что способствует правильному порядку иерархии нот в генерируемой гамме. Интересной задачей становится генерация нестандартных гамм, отличных по количеству и расположению нот от привычных диатонических. Например, пентатоническая гамма насчитывает всего пять звуков, что порождает вопросы, какие именно буквы нот использовать для их правильного написания.
По умолчанию алгоритмы могут выдавать менее интуитивные результаты, такие как добавление бемолей в неожиданных местах, тогда как опытный музыкант сразу выберет более естественные знаки в наборе, например, C, D, E, G, A вместо C, D, Fb, G, A. Для решения подобных задач вводится третий параметр — спецификация написания нот (spelling). Это позволяет точно задавать последовательность названий и использовать ее в качестве дополнительного ориентира при генерации масштабов. Благодаря этому можно создавать разнообразные масштабы, включая восьмизвуквенные или другие гаммы с повторяющимися буквами, избегая двусмысленности и неестественных вариантов. Примером служит шкала Sixth Diminished по Барри Харрису с повторением буквы A в два последовательных полутоновых шага, что достигается осознанным управлением написанием ноты.
Таким образом, глубокое понимание музыкальной теории и тонкостей написания нот является фундаментом создания качественного генератора музыкальных масштабов. Программные реализации должны учитывать не только отношению по высоте звука, но и те синтаксические правила, которые обеспечивают музыкальную читабельность и правильность нотного текста. В этом контексте язык Elixir и инструменты Phoenix LiveView предоставляют эффективную платформу для интерактивных музыкальных приложений, позволяя динамически формировать, визуализировать и корректировать музыкальные гаммы. Создание правильных музыкальных масштабов на основе корня и формулы интервалов является сложной, но интересной задачей, которая сочетает в себе элементы математики, музыкальной логики и программирования. Для тех, кто стремится разобраться с нюансами построения нотных последовательностей и автоматизировать процесс генерации музыки, представленное решение из проекта Glorious Voice Leader может служить отличной отправной точкой.
Осталось лишь продолжить экспериментировать и внедрять новые виды гамм, обогащая музыкальный мир новыми звучаниями и возможностями.
