解析媒体矩阵(MediaMatrix)(四十七)NWare软件介绍(9)——Python编程基础(续3)

10 循环语句(while)while语句支持的单个表达式，只要测试结果是真，那么循环就持续执行，直到测试结果为假。

所以这个测试结果可以是一个表达式，也可以是一个常量，例如：while 1:　m=inputs[0].value_get( )　outputs[0].value_set(m)这段脚本表示对第一个输入通道取值，并直接传递给第一个输出通道。

由于循环控制语句的控制条件是“1”，也就是说永远为“真”，所以这个循环就要永远持续下去。

当然也可以不使用“1”，而使用一个判断表达式作为循环建立的条件：value=inputs[0].value_get( )while value>=-12:　outputs[0].value_set(inputs[1].value_get())else:outputs[0].value_set(-100)这个范例脚本其实可以用来作噪声门的控制电路，它的原理就是利用脚本的一个输入端重复侦测输入的电平大小，一旦输入电平超过了预先设定的“-12 dB”，则输出端电平就会跟随输入端电平的调整，达到1∶1的输出。

而当输入电平低于“-12 dB”时，输出电平被衰减“-100 dB”，也就是相当于被关闭了。

在NWare中可以创建一个图1所示的文件来运行。

图1的上半部分就是音频电路的连接，两个串联的电平控制器充当了噪声门的输入和输出电平调节，表头则是用来探测输入电平的大小；下半部分是实现噪声门控制的一个逻辑控制电路，其中脚本“Gate _Control”两侧的表头和电平旋钮是分别从上面的音频器件中“粘贴”过来的。

对比编写的“while”循环脚本可以看出，当探测到从“0”端口输入的电平表电平也就是[inputs[0].value_get()]为“-35 dB”时，低于预先的设定，所以输出端的输出电平也就是[outputs[0].value_set(-100)]被钳位到“-100 dB”的位置。

一旦超过门限以后，输出端则会跟随输入的电平调节到“0 dB”的位置。

这样就实现了一个简单的噪声门电路，其中的触发电平门限的设定“-12 dB”就是噪声门中的门限阈值(Threshold)，如果希望这个参数是可变的，则可以对上述脚本的前两行作如下修改：value=inputs[0].value_get( )threshold=inputs[2].value_get( )while value>=threshold:同时在图1的控制脚本模块中添加第三个输入节点inputs[2]，就可以独立控制噪声门阈值了。

是不是使用Python脚本只能搭建最简单的电路呢？答案当然是否定的，在学习Python的开篇就提到过，这是一种强大的计算机语言，其功能基本上取决于编程人员的思维。

对图1的噪声门做功能扩充，将其变成一个完整的扩展器。

图1的电路用于噪声门时，其输出扩张比(Expander Ratio)为1∶1，当用于一般扩展器时，扩展比是需要有变化的，可以将前面的脚本文件第三行改为：解析媒体矩阵(MediaMatrix)(四十七)NWare软件介绍(9)——Python编程基础(续3)图1　用脚本编写的噪声门控制电路outputs[0].value_set(inputs[1].value_get()*1.5)这里面将输入电平乘以1.5倍以后再输出到输出电平控制，这样的扩张比就变成了1∶1.5。

类似于前面表述的对起控阈值(Threshold)的独立设定，读者朋友可以模仿对扩张比(Expander Ratio)参数进行独立的设定。

由于扩展器的工作原理和压缩器非常类似，所以也可以使用类似的电路设计制造出来一个压缩器(限幅器)。

这两类设备除了起控阈值(Threshold)和比率(Ratio)外，还有另外两个重要参数，就是启动时间(Attack Time)和恢复时间(Release Time)，这是控制电平在阈值附近上下跳动时输出端的反应速度，根据不同的使用条件，它们的参数调整是相应变化的。

在图1的例子中，可以利用循环的挂起时间来做这个延时，也就是while循环支持的“event.wait(t)”参数，其中的“t”就是循环挂起的间隔，单位是毫秒。

这样综合前面的所有4个参数，一个完整的扩展器控制电路脚本文件应该是这样的：value=inputs[0].value_get( )threshold=inputs[2].value_get( )ratio=inputs[3].value_get( )attack_time=inputs[4].value_get( )release_time=inputs[5].value_get( )while value>=threshold:　event.wait(attack_time)　outputs[0].value_set(inputs[1].value_get()*ratio)else:　event.wait(release_time)　outputs[0].value_set(-100)这其中的while循环结构是：while……else……，代表的意义是当while循环的判断条件成立(为真)时，执行循环操作，每个循环过后系统自动执行下一次循环，并再次判断while的循环条件，直到循环条件为假时，跳出while循环并执行else语句。

为了执行这大段完整的扩展器脚本，控制电路需要在图1的基础上增加四个输入节点，分别连接电平、整数和两个时间输入变量类型(在control\Generic Controls设备中选择)的旋钮，用来控制阈值、扩张比、启动时间和恢复时间4个参数。

是不是这样容易就可以做出个扩展器了呢？如果读者深入去探讨上述的脚本文件，对于一个正式使用的扩展器来讲，它还是存在两个漏洞的。

一是启动时间和恢复时间的应用，在一个真实的扩展器/压缩器中，输出电平跟随输入电平的变化比率是在相应的启动/恢复时间中按照线性(或非线性)的比率逐步提升或衰减到预期的电平值的，但是在刚才的脚本中，这个变化不是渐变而是跳变到最终电平的，声音听起来变化比较生硬不柔和。

第二个问题就是输出电平是按照输入电平和扩展比(在压缩器中为压缩比)的乘积计算出来的，如果输入电平为“0”的时候，实际上意味的是“0 dB”，而不是没有输入，那么输出电平也会被计算为“0”，也就是“0 dB”，而没有被扩展提升，这就不对了。

对于第一个问题的解决方法可以使用“Level Ramp”这类的器件对音频信号的电平做渐变处理，将它添加到图1中，并在控制电路中作切换；第二个问题就是所谓的过“0”问题，那么就需要在脚本中增加一层逻辑判断结构，用来判断当输入电平为“0”时要另外处理输出的电平值。

由于处理这两个问题会使这个例子变得非常的复杂，所以本文就不多做深入的展开，目的本身也不是要工程师自己动手做压缩器/扩展器，只要达到了对while语句结构的理解就可以了。

当使用“while”循环语句时，要注意这个Python 脚本一定要设定在多线程模式下，也就是在图1中的“Gate_Control”模块的属性中一定要将“Threaded”属性选中，如图2所示。

图2　使用while循环选择多线程工作模式此时有必要说明一下这个多线程的用法。

首先要理解什么是线程。

线程是进程的运行实体，而进程是程序调度和分配资源的基本单位。

简单点说就是一个程序至少有一个进程，一个进程至少有一个线程。

有的程序可能需要多个进程同时处理，如NWare运行的时候至少包含图形界面进程NWare.exe 和处理引擎进程pandad.exe这两个，若emulate它以后，还会增加pion_emulator.exe进程等，进程是操作系统分配CPU的一个“框架基础”。

而线程就是在一个框架下具体执行的动作单位，一个进程至少要包括一个线程，叫主线程。

进程的执行是从一个主线程开始，并可能建立起一个或多个附加线程，这就是所谓的基于多线程的多任务。

不同的线程之间是不能互相访问的，但是他们在一个进程框架内可以共享很多的资源，“并列”处理这个框架任务的不同部分，所以多线程的工作模式可以大大缩减进程的运行时间，最大化利用CPU资源。

要注意的一点是进程或线程的运行和时间划分在不同的操作系统下以及不同的CPU 下的表现是不同的，在NION系统中的NION主机使用的是Unix操作系统。

目前讲述的有关Python脚本是运行在pacman进程下面的一个线程，一个程序中有多少个脚本，就有多少个独立的线程。

可是对于while这种循环程序，单单执行一个线程处理脚本是无法完成的(因为循环执行的速度会比较快)，所以应该利用多线程方法将其工作转移到后台运行，可以大大提高系统的效率。

在NWare 的Python解释器中，一般只有当使用while 循环时才要求使用多线程方法，而且只有这种多线程模式下，才有可能支持线程暂停挂起的命令“event. wait(t)”，暂停的命令并不意味着它不使用CPU资源，而是“空转”等待，依然消耗着系统资源。

而“if”和“for”循环基本不使用这种模式。

当使用PC机Emulate一个程序时，在Threaded模式下发现它会占用较多的PC机资源，尽管在实际使用时是将程序上传到NION主机中，但主机的CPU处理能力也是有限度的，所以对于需要大量使用while 循环的Python脚本程序最好将这部分功能转移到ConMan主机上进行，而不要强行运行在NION主机中。

11 循环语句(for)for循环是Python的另外一个循环语句，也是应用频率最高的语句之一。

一个简单的例子：for x in range(4)： #设定一个参数x，循环赋值0，1，2，3　m=inputs[x].value_get( ) #循环一个x值，在输入端取值，并赋值给m outputs[0].string_set(str(m)) #将m转换成字符串类型在[0]端顺序输出这个例子是一个典型的for循环应用，采用了for……in……的格式。

在NWare软件的设计中常用的技巧有很多，例如：list=[ ] #先建立一个空的序列for x in inputs： #在所有的输入节点上进行循环　list.append(x.string_get( )) #将每个循环得到的输入字符串添加到列表中　outputs[0].string_set(list) #将合并的列表从[0]端口输出这个脚本程序对应的软件设计参考图3。

这个脚本的第二行是一个比较常用的写法，这是因为对于for循环中的in参数后面要跟随一个序列，这个序列可以是任意类型的，甚至是一个字符串。

而inputs本身就是针对这个脚本的输入端口的一个序列，通常写的“inputs[0]”其实就是这个序列的第一项，而后面的“.string_get()”是针对这个序列的一个方法。