BMS文件数字化及其应用

Fate﹏贝里奇娜 · 发表于 2020-4-18 01:42

【全文转自浆糊论坛，不代表本人观点】
【本文作者：handsome8848】
【原文链接：http://bbs.rohome.net/thread-1048409-1-1.html】

BMS文件数字化及其应用

一．引言

本人乃BMS新手一枚，信誓旦旦做好了了处女作**交给FF验明正身，结果被无情地打击回来，理由“压音不准”，以下对白：
Me：我咋觉得0.4速都没看出啥问题呢？
FF：视觉和听觉也要跟理论结合！

具体情况如下图：

稍有经验的Noter（甚至菜鸟如我）一眼就能看出来Error 1中一排NOTE应该下移一排，Error 2应该向下微移半格（出现此状况的原因是由于使用了64 Grid；注：本图为32 Grid视图）

Error 1及Error 2应该都是新人容易犯的压音问题，出错原因很大程度上是由于不仔细（如理论上有不理解的请参阅论坛相关文章），快速、有效地检查出此两类错误是制作、提交作品时不可或缺的一个步骤，面对上百个小节、上千个Note，我对FF大嚎道：“要是有软件检查就好了~”，FF答曰：“Just do it!”
于是，本文诞生了。
谨以此文献给和我一样新的新手Noter，以帮助大家减少压音不准的错误，尽快走上正途（我们的目标~通过审核！）

废话不多说，正文开始。（对于理论不太感兴趣的同志请直接跳往3L实践篇，但请理解“数字串规律”前面“压线”的定义）

二．理论篇

怀着一颗好奇的心，我用笔记本打开了一个BMS文件，得到了以下结果：
*---------------------- HEADER FIELD
#PLAYER 1
#GENRE Pop
………………(省略)
#WAV01 oops.mp3

#BPM01 52.17
#BPM02 122.78
……………(省略)
#LNTYPE 1
*---------------------- MAIN DATA FIELD

#00001:00000001
………………(省略)
#00603:000000000000000000000000000000000000000000AE003C000000000000005A
#00608:00000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000001000000020300000004000000000000
#00611:0002000200020000
#00612:02000000000000000200000000020000
#00613:0002000000020000
#00614:00000000020000000000000000020000
#00615:0002000200020000
#00616:00000000000002000000000000020000
#00618:00000000000002000000000000020000
#00653:00000000000000000000000002020000
………………(省略)

可以看到一个BMS文件可以完美地用记事本打开（或解码，Decode），打开后文件分为下列几个部分：
1．头文件（HEADER FIELD）：记录了曲名、曲风、作者等信息
2．K音区（即上文中的#WAV01），如果是K-BMS，这里将会有一大串
3．变速区，记录了变速的信息
4．面条区，即#LNTYPE一行
5．重头戏，主要数据区（MAIN DATA FIELD），记录了谱面信息

从上面叙述我们可以看出，用记事本打开的BMS文件详细完整地记录了歌曲的Note信息，换言之，我们完全可以只用记事本而无需BMSE做出Note（前提是你的头脑足够发达，具体见下文）更直白的说，用BMSE只是一个GUI（图形用户接口），关于这点的讨论详见后文“四.应用之自动Note机”

下面关注数据区（main data field），和BMSE上所见一样，数据的记录也是按小节来记的，如#000****、#001****、#002****……那么以006节为例，#006后面的数字又代表什么意思呢？

经过实验，可以得出结论：#0061X记录的是米粒Note，#0065X记录的是面条Note，也就是说BMS里面米粒和面条是分开记录的。自然地，我们可以猜测，#0060X记录的是变速信息（为何存在#00603和#00608两行？有待研究）

进一步，我们通过实验可以的出上文所提到的X代表的是Note所在列----BMS记录每小节的NOTE信息是以列记录的，具体对应关系如下：（Xà键）
6à1
1à2

2à3
3à4
4à5
5à6
8à7
记实际击打键位从左至右为1-7，详见下图：

如#00611后面的一串数字“0002000200020000”（下称为数字串）就是X=1，即实际击打的2号键（左蓝）的米粒NOTE信息（因为是1X，注5X为面条信息），02为#WAV 02的意思，代表该位置排了一个#WAV 02
为什么有的数字串为16位（如#00611，#00613）有的数字串为32位（如#00612，#00614）？这与排放NOTE的位置有关，见下图：

注：此图不与上文所述#006对应！（假设该小节为#001,且除所示Note 外无其余Note）

我们称1号键位第一个Note（自下往上数）压在Grid 4上，2号（蓝）压在Grid 8上，3号（白）压在Grid 16上，4号(黄)压在Grid 32上， 5号（右白）压在Grid 64上 （本图为Grid 32视图，每一节有32格线，每一拍有8格线）

数字串规律：

1．数字串位数为该键位该节所压最细的Gird数乘2（由于#WAV 后面的编号由两位，如#WAV 01，#WAV 02）如1号键（对应X=6）在第一节（#001）压的最细的Grid为4，则#00116：后面的字串有4*2=8位

2．记录Note的顺序总体上为从上向下（以一个最细Grid线为单位上移），例如1号键压的最细格线为4，则#00116：后面的数字串由4部分（每部分2位）从上向下记录该节1号键的Note米粒信息。

看完这两条大家或许有些晕头转向了，下面以上图所示例子（设为#001）写出对应的BMS语言：

1号键：对应X=6（见上文提到的对应关系），最细压在Grid 4，故一共有8位，Grid 4视图如下

第一个Grid无Note，即第一部分为00，第二个Grid线上有一个Note（#WAV 02），故第二部分为02，后2个Grid都无Note，故后2个部分为0000，综上，记录为#00116:00020000.

2号键：对应X=1（见上文提到的对应关系），最细压在Grid 8，故一共有16位，Grid 8 视图如下

第一个Grid 无Note，为00，第二个Grid 有一个Note，为02，第三个Grid 有一个Note，为02，后均无Note，故4-8“部分”（每部分2位构成）均为00，总计为#00111:0002020000000000

同样可以写出3号键（压Grid 16），4号键（压Grid 32）……的BMS。
3号键(白，X=2) #00112:00020000020000000000000000000000
4号键（黄，X=3）#00113:0002000000000000020000000000000000000000000000000000000000000000
5号键压Grid 64，数字串位数则有128位之多。

别忘了6,7号键的面条，只需要将“#001YX”中的Y由1换成5即可（Y=1为米粒，Y=5为面条），即6号键（对应X=5，并参照1号键的BMS语言）为#00155: 00020000，7号键为（X=8）#00158: 00020000

不妨试着写这样一段NOTE，用记事本打开看看是不是这样？
同样的，如果用记事本写下这一段BMS语言，用BMSE打开，即可看到NOTE效果！

至此我们已经可以用记事本写无K-BMS了（变速问题仍未解决，召唤神牛参与变速部分的破译工作，为何变速有两行信息03和08，且有些#BPM没有在变速列表之中？）

有人可能纳闷，费这么大劲弄这个干吗？依我看来，至少有2个作用：一是自己可以开发写Note的程序了（依据BMS语言）可以制作出新的BMS制作软件（讨论见“四.应用之自动Note机”）；二是本文的高潮与主题---“BMS文件数字化在压音检查中的应用”

三．应用之压音检查篇：

如何将上文繁琐的BMS数字化应用在压音检查上？（注：此检查只针对由于粗心导致的错误，如下图Error 1，Error 2所示，对于抓音问题无法查出）

首先，我们需要观察整首曲子的大致最细压音Grid（忽略变速处用到的64Grid以及歌曲高潮密集处，取大部分谱面），就上图而言，如果无错误情况（见下图）

应该是压的Grid 8（每拍2线足矣，也就是每节8线），以此方法观察整曲发现最细压的大致是Grid 16（一般歌曲大概都是这个，即一小节16线，NOTE基本都落在16线上，某些High歌可能大量音符排列在Grid 32上，下面方法类推）

然后，我们用记事本打开歌曲的BMS文件，复制到WORD中（此举为了防止直接修改BMS文件，要知道记事本中修改BMS文件对NOTE会有影响！）删去多余部分，即 “*---------------------- MAIN DATA FIELD”之前的部分都删去，只保留数据区（MAIN DATA FIELD）。

接着进行如下WORD操作:
0.CTRL+H（替换），点击“更多>>”并勾选“使用通配符”（重要！）如图

在“查找内容”中粘贴“#0??0?:*^13”，“替换为”保持空格状态，点击“全部替换”（注：此操作删除掉“#0xx0x:……”的部分，即删除所有变速段，此法检查压音不考虑变速部分的压音，因为变速部分经常使用高BPM以及密格线）

1．
CTRL+H（替换）查找内容：“#?????:??^13”à替换为空格à全部替换（删除掉所有压Grid 1的部分，冒号后2个问号）
2．
CTRL+H（替换）查找内容：“#?????:????^13”à替换为空格à全部替换（删除掉所有压Grid 2的部分，冒号后4个问号，注：Grid 1和Grid 2在BMSE中没有视图，Grid 1即为1小节最多1个Note，Grid 2为1小节最多2个Note且压在小节均分处）
3．
CTRL+H（替换）查找内容：“#?????:????????^13”à替换为空格à全部替换（删除掉所有压Grid 4的部分，冒号后8个问号）
4．
CTRL+H（替换）查找内容：“#?????:????????????????^13”à替换为空格à全部替换（删除掉所有压Grid 8的部分，冒号后16个问号）
5．
CTRL+H（替换）查找内容：“#?????:????????????????????????????????^13”à替换为空格à全部替换（删除掉所有压Grid 16的部分，冒号后32个问号）

至此，剩下的Note信息都是压Grid 32和Grid 64的了，即为“变速密集区”、歌曲密集区及可能的错误区（超出了普遍的压线密度），以上例说明，替换后得到的结果如下：

#00111:02000000000000000000000000000000020000000000000000020000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000
#00112:00000000000000000200000000000000000000000000000000020000000000000000000000000000000000000000000002000000000000000000000000000000
#00113:0000000002000000000000000000000000000000000200000000000002000000
#00115:00000000000000000000000000000000000000000000000000020000000000000000000000000000000002000000000000000000000000000000000000000000

说明第一节的1,2,5（对应2,3,6号键）压了64线（有128位），3（对应4号键）压了32线

与实际情况完全相符（6号键既犯了Error 1 压了32线，又犯了Error 2压了64线，取更细的线即64线）。

对于几十个小节，上百个小节的BMS文件，只需要上述步骤，经过筛选即可得到压线过细（相对于整曲大致最细压线水平），即为可能的粗心摆错线的小节（问题小节）。当然，对于由于变速、或者歌曲自身原因需要压32线、64线的小节也会被误判为“问题小节”，这时我们只需要在“问题小节”中筛选出真正有问题的Note即可（忽略变速、音乐密集的小节）

有此方法，可以大大缩短NOTER检查粗心导致的压音错误的时间（BTW，也可作为FF检查上传作品的方法之一）。需要强调的是，该方法不能检查出所有（特别是抓音不准等问题导致的）压音不准的问题。但对于检查粗心所导致的摆放错误，这无疑是一个筛选的好方法。

四．应用之自动Note机

记得向FF抱怨要是有软件检查“压音失误”时，FF戏言：“要是自动写Note那不更好”，通过二。理论篇的研究，我们是完全可以制造一个Note Generator的（在变速问题没有完美解决前，至少是可以做出恒定BPM的歌曲）

大致思路如下：

1．测BPM

2．用频谱分析的方法测出音所在的位置（压哪格线？）和强弱、甚至音色

3．用随机数生成的方法即可自动生成“#001……”这些信息

可改进的有以下几方面：

1．加入自动识别重复旋律的功能以实现重复旋律Note的循环排列

2．判别音色排列出更有规律的Note（避免纯随机）

3．音响决定Note个数