生成パイプライン

MIDI Sketchのステップバイステップの音楽生成プロセスを解説します。

パイプライン概要

フェーズ1: 構造構築

StructurePatternに基づいて楽曲構造を作成：

void Generator::buildStructure() {
    arrangement_ = StructureBuilder::build(params_.structure);
}

構造パターン

パターン	小節数	セクション
StandardPop	24	A(8)-B(8)-Chorus(8)
BuildUp	28	Intro(4)-A(8)-B(8)-Chorus(8)
DirectChorus	16	A(8)-Chorus(8)
RepeatChorus	32	A(8)-B(8)-Chorus(8)-Chorus(8)
FullPop	56	Intro-A-B-Chorus-A-B-Chorus-Outro
FullWithBridge	52	Intro-A-B-Chorus-Bridge-Chorus-Outro
Ballad	56	Intro(8)-A-B-Chorus-Interlude-B-Chorus-Outro
ExtendedFull	90	拡張セクション付きフル形式

セクションタイプ

各セクションは生成に影響するプロパティを持つ：

struct Section {
    SectionType type;         // Intro, A, B, Chorus, Bridge, Interlude, Outro
    uint8_t bars;             // 小節数
    VocalDensity vocal_density;    // Full, Sparse, None
    BackingDensity backing_density; // Normal, Thin, Thick
};

フェーズ2: リズムセクション

ベース生成

ベースは和声の基礎として最初に生成：

ベースパターン:

• Sparse: 1拍目と3拍目に4分音符（バラード、チル）
• Standard: 時々8分音符を含む4分音符リズム
• Driving: アプローチノート付き8分音符パターン

コード生成

コードボイシングはベース分析を使用して協調：

void Generator::generateChord() {
    BassAnalysis bassAnalysis = analyzeBass(song_.bass);
    // ベースがルートを持つ場合はルートレスボイシング
    if (bassAnalysis.hasRootOnBeat1) {
        useRootlessVoicing();
    }
}

ボイスリーディングアルゴリズム:

1. 連続するボイシング間の距離を計算
2. 動きを最小化（半音距離の合計）
3. 共通音を最大限保持
4. 遷移を最適化するために転回形を適用

ドラム生成

ドラムパターンはムードに基づいて選択：

スタイル	特徴	使用ムード
Sparse	ハーフタイム、ミニマル	Ballad, Chill
Standard	8分ハイハット、2&4スネア	StraightPop
FourOnFloor	4つ打ちキック	ElectroPop, IdolPop
Upbeat	シンコペーション、16分ハイハット	BrightUpbeat
Rock	ライドシンバル、クラッシュアクセント	LightRock
Synth	タイトな16分ハイハット	Yoasobi, Synthwave

フィル生成:

• タムの下降/上昇パターン
• スネアロール
• セクション遷移でのコンビネーションフィル

フェーズ3: メロディ生成

ボーカルトラック

フレーズキャッシュを持つ最も複雑な生成器：

ボーカルアティチュード:

アティチュード	特徴
Clean	コードトーンのみ、オンビートリズム
Expressive	遅延解決のテンション、微妙なタイミング変動
Raw	非コードトーン、フレーズ境界の破壊

非コードトーン:

• 4-3サスペンション
• アンティシペーション
• パッシングトーン
• ネイバートーン

モチーフトラック（BackgroundMotifスタイル）

繰り返しパターンを生成：

MotifParams params {
    .length = MotifLength::TwoBars,    // 2または4小節
    .rhythm_density = RhythmDensity::Medium,
    .motion = MotifMotion::Stepwise,
    .repeat_scope = RepeatScope::FullSong
};

アルペジオトラック（SynthDrivenスタイル）

アルペジオパターンを生成：

ArpeggioParams params {
    .pattern = ArpeggioPattern::UpDown,
    .speed = ArpeggioSpeed::Sixteenth,
    .octave_range = 2,
    .gate = 0.5f  // ノート長比率
};

フェーズ4: 仕上げ

トランジション・ダイナミクス

エネルギー遷移を自動適用：

セクションエネルギー倍率:

セクション	倍率
Intro	0.75
A	0.85
B	1.00
Chorus	1.20
Bridge	0.90
Outro	0.80

ヒューマナイズ

タイミングとベロシティに自然な揺らぎを追加：

void applyHumanization(Song& song, float intensity) {
    // タイミング: ランダムオフセット ±ms
    // ベロシティ: ランダム ±値
    // ドラムには適用しない
}

MIDI出力

最後に、SongをSMF Type 1に変換：

トラックマッピング:

トラック	チャンネル	プログラム
Vocal	0	0（ピアノ）
Chord	1	4（エレピ）
Bass	2	33（エレベ）
Motif	3	81（シンセリード）
Arpeggio	4	81（ソウリード）
Drums	9	GMドラム
SE	15	テキストイベント

キー移調

全ての生成はCメジャーで行われ、出力時に移調が適用：

uint8_t MidiWriter::transposePitch(uint8_t pitch, Key key) {
    return pitch + static_cast<uint8_t>(key);
}