02b9d4c656e49661f404ae00271943f0e4550ed2
[aubio.git] / src / synth / wavetable.c
1 /*
2   Copyright (C) 2003-2013 Paul Brossier <piem@aubio.org>
3
4   This file is part of aubio.
5
6   aubio is free software: you can redistribute it and/or modify
7   it under the terms of the GNU General Public License as published by
8   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
9   (at your option) any later version.
10
11   aubio is distributed in the hope that it will be useful,
12   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14   GNU General Public License for more details.
15
16   You should have received a copy of the GNU General Public License
17   along with aubio.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
18
19 */
20
21
22 #include "config.h"
23 #include "aubio_priv.h"
24 #include "fvec.h"
25 #include "fmat.h"
26 #include "utils/parameter.h"
27 #include "synth/wavetable.h"
28
29 #define WAVETABLE_LEN 4096
30
31 struct _aubio_wavetable_t {
32   uint_t samplerate;
33   uint_t blocksize;
34   uint_t wavetable_length;
35   fvec_t *wavetable;
36   uint_t playing;
37   smpl_t last_pos;
38
39   aubio_parameter_t *freq;
40   aubio_parameter_t *amp;
41 };
42
43 aubio_wavetable_t *new_aubio_wavetable(uint_t samplerate, uint_t blocksize)
44 {
45   aubio_wavetable_t *s = AUBIO_NEW(aubio_wavetable_t);
46   uint_t i = 0;
47   s->samplerate = samplerate;
48   s->blocksize = blocksize;
49   s->wavetable_length = WAVETABLE_LEN;
50   s->wavetable = new_fvec(s->wavetable_length + 3);
51   for (i = 0; i < s->wavetable_length; i++) {
52     s->wavetable->data[i] = SIN(TWO_PI * i / (smpl_t) s->wavetable_length );
53   }
54   s->wavetable->data[s->wavetable_length] = s->wavetable->data[0];
55   s->wavetable->data[s->wavetable_length + 1] = s->wavetable->data[1];
56   s->wavetable->data[s->wavetable_length + 2] = s->wavetable->data[2];
57   s->playing = 0;
58   s->last_pos = 0.;
59   s->freq = new_aubio_parameter( 0., s->samplerate / 2., 10 );
60   s->amp = new_aubio_parameter( 0., 1., 100 );
61   return s;
62 }
63
64 static smpl_t interp_2(fvec_t *input, smpl_t pos) {
65   uint_t idx = (uint_t)FLOOR(pos);
66   smpl_t frac = pos - (smpl_t)idx;
67   smpl_t a = input->data[idx];
68   smpl_t b = input->data[idx + 1];
69   return a + frac * ( b - a );
70 }
71
72 void aubio_wavetable_do ( aubio_wavetable_t * s, fvec_t * input, fvec_t * output)
73 {
74   uint_t i;
75   if (s->playing) {
76     smpl_t pos = s->last_pos;
77     for (i = 0; i < output->length; i++) {
78       smpl_t inc = aubio_parameter_get_next_value( s->freq );
79       inc *= (smpl_t)(s->wavetable_length) / (smpl_t) (s->samplerate);
80       pos += inc;
81       while (pos > s->wavetable_length) {
82         pos -= s->wavetable_length;
83       }
84       output->data[i] = aubio_parameter_get_next_value ( s->amp );
85       output->data[i] *= interp_2(s->wavetable, pos);
86     }
87     s->last_pos = pos;
88   } else {
89     for (i = 0; i < output->length; i++) {
90       aubio_parameter_get_next_value ( s->freq );
91       aubio_parameter_get_next_value ( s->amp );
92     }
93     fvec_set(output, 0.);
94   }
95   // add input to output if needed
96   if (input && input != output) {
97     for (i = 0; i < output->length; i++) {
98       output->data[i] += input->data[i];
99     }
100   }
101 }
102
103 void aubio_wavetable_do_multi ( aubio_wavetable_t * s, fmat_t * input, fmat_t * output)
104 {
105   uint_t i, j;
106   if (s->playing) {
107     smpl_t pos = s->last_pos;
108     for (j = 0; j < output->length; j++) {
109       smpl_t inc = aubio_parameter_get_next_value( s->freq );
110       inc *= (smpl_t)(s->wavetable_length) / (smpl_t) (s->samplerate);
111       pos += inc;
112       while (pos > s->wavetable_length) {
113         pos -= s->wavetable_length;
114       }
115       smpl_t amp = aubio_parameter_get_next_value ( s->amp );
116       for (i = 0; i < output->height; i++) {
117         output->data[i][j] = amp * interp_2(s->wavetable, pos);
118       }
119     }
120     s->last_pos = pos;
121   } else {
122     for (j = 0; j < output->length; j++) {
123       aubio_parameter_get_next_value ( s->freq );
124       aubio_parameter_get_next_value ( s->amp );
125     }
126     fmat_set(output, 0.);
127   }
128   // add output to input if needed
129   if (input && input != output) {
130     for (i = 0; i < output->height; i++) {
131       for (j = 0; j < output->length; j++) {
132         output->data[i][j] += input->data[i][j];
133       }
134     }
135   }
136 }
137
138 uint_t aubio_wavetable_get_playing ( aubio_wavetable_t * s )
139 {
140   return s->playing;
141 }
142
143 uint_t aubio_wavetable_set_playing ( aubio_wavetable_t * s, uint_t playing )
144 {
145   s->playing = (playing == 1) ? 1 : 0;
146   return 0;
147 }
148
149 uint_t aubio_wavetable_play ( aubio_wavetable_t * s )
150 {
151   aubio_wavetable_set_amp (s, 0.7);
152   return aubio_wavetable_set_playing (s, 1);
153 }
154
155 uint_t aubio_wavetable_stop ( aubio_wavetable_t * s )
156 {
157   //aubio_wavetable_set_freq (s, 0.);
158   aubio_wavetable_set_amp (s, 0.);
159   //s->last_pos = 0;
160   return aubio_wavetable_set_playing (s, 1);
161 }
162
163 uint_t aubio_wavetable_set_freq ( aubio_wavetable_t * s, smpl_t freq )
164 {
165   return aubio_parameter_set_target_value ( s->freq, freq );
166 }
167
168 smpl_t aubio_wavetable_get_freq ( aubio_wavetable_t * s) {
169   return aubio_parameter_get_current_value ( s->freq);
170 }
171
172 uint_t aubio_wavetable_set_amp ( aubio_wavetable_t * s, smpl_t amp )
173 {
174   return aubio_parameter_set_target_value ( s->amp, amp );
175 }
176
177 smpl_t aubio_wavetable_get_amp ( aubio_wavetable_t * s) {
178   return aubio_parameter_get_current_value ( s->amp );
179 }
180
181 void del_aubio_wavetable( aubio_wavetable_t * s )
182 {
183   del_aubio_parameter(s->freq);
184   del_aubio_parameter(s->amp);
185   del_fvec(s->wavetable);
186   AUBIO_FREE(s);
187 }