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   uint_t i = 0;
  46   aubio_wavetable_t *s = AUBIO_NEW(aubio_wavetable_t);
  47   if ((sint_t)samplerate <= 0) {
  48     AUBIO_ERR("Can not create wavetable with samplerate %d\n", samplerate);
  49     goto beach;
  50   }
  51   s->samplerate = samplerate;
  52   s->blocksize = blocksize;
  53   s->wavetable_length = WAVETABLE_LEN;
  54   s->wavetable = new_fvec(s->wavetable_length + 3);
  55   for (i = 0; i < s->wavetable_length; i++) {
  56     s->wavetable->data[i] = SIN(TWO_PI * i / (smpl_t) s->wavetable_length );
  57   }
  58   s->wavetable->data[s->wavetable_length] = s->wavetable->data[0];
  59   s->wavetable->data[s->wavetable_length + 1] = s->wavetable->data[1];
  60   s->wavetable->data[s->wavetable_length + 2] = s->wavetable->data[2];
  61   s->playing = 0;
  62   s->last_pos = 0.;
  63   s->freq = new_aubio_parameter( 0., s->samplerate / 2., 10 );
  64   s->amp = new_aubio_parameter( 0., 1., 100 );
  65   return s;
  66 beach:
  67   AUBIO_FREE(s);
  68   return NULL;
  69 }
  70
  71 static smpl_t interp_2(const fvec_t *input, smpl_t pos) {
  72   uint_t idx = (uint_t)FLOOR(pos);
  73   smpl_t frac = pos - (smpl_t)idx;
  74   smpl_t a = input->data[idx];
  75   smpl_t b = input->data[idx + 1];
  76   return a + frac * ( b - a );
  77 }
  78
  79 void aubio_wavetable_do ( aubio_wavetable_t * s, const fvec_t * input, fvec_t * output)
  80 {
  81   uint_t i;
  82   if (s->playing) {
  83     smpl_t pos = s->last_pos;
  84     for (i = 0; i < output->length; i++) {
  85       smpl_t inc = aubio_parameter_get_next_value( s->freq );
  86       inc *= (smpl_t)(s->wavetable_length) / (smpl_t) (s->samplerate);
  87       pos += inc;
  88       while (pos > s->wavetable_length) {
  89         pos -= s->wavetable_length;
  90       }
  91       output->data[i] = aubio_parameter_get_next_value ( s->amp );
  92       output->data[i] *= interp_2(s->wavetable, pos);
  93     }
  94     s->last_pos = pos;
  95   } else {
  96     for (i = 0; i < output->length; i++) {
  97       aubio_parameter_get_next_value ( s->freq );
  98       aubio_parameter_get_next_value ( s->amp );
  99     }
 100     fvec_zeros (output);
 101   }
 102   // add input to output if needed
 103   if (input && input != output) {
 104     for (i = 0; i < output->length; i++) {
 105       output->data[i] += input->data[i];
 106     }
 107   }
 108 }
 109
 110 void aubio_wavetable_do_multi ( aubio_wavetable_t * s, const fmat_t * input, fmat_t * output)
 111 {
 112   uint_t i, j;
 113   if (s->playing) {
 114     smpl_t pos = s->last_pos;
 115     for (j = 0; j < output->length; j++) {
 116       smpl_t inc = aubio_parameter_get_next_value( s->freq );
 117       smpl_t amp = aubio_parameter_get_next_value ( s->amp );
 118       inc *= (smpl_t)(s->wavetable_length) / (smpl_t) (s->samplerate);
 119       pos += inc;
 120       while (pos > s->wavetable_length) {
 121         pos -= s->wavetable_length;
 122       }
 123       for (i = 0; i < output->height; i++) {
 124         output->data[i][j] = amp * interp_2(s->wavetable, pos);
 125       }
 126     }
 127     s->last_pos = pos;
 128   } else {
 129     for (j = 0; j < output->length; j++) {
 130       aubio_parameter_get_next_value ( s->freq );
 131       aubio_parameter_get_next_value ( s->amp );
 132     }
 133     fmat_zeros (output);
 134   }
 135   // add output to input if needed
 136   if (input && input != output) {
 137     for (i = 0; i < output->height; i++) {
 138       for (j = 0; j < output->length; j++) {
 139         output->data[i][j] += input->data[i][j];
 140       }
 141     }
 142   }
 143 }
 144
 145 uint_t aubio_wavetable_get_playing ( const aubio_wavetable_t * s )
 146 {
 147   return s->playing;
 148 }
 149
 150 uint_t aubio_wavetable_set_playing ( aubio_wavetable_t * s, uint_t playing )
 151 {
 152   s->playing = (playing == 1) ? 1 : 0;
 153   return 0;
 154 }
 155
 156 uint_t aubio_wavetable_play ( aubio_wavetable_t * s )
 157 {
 158   aubio_wavetable_set_amp (s, 0.7);
 159   return aubio_wavetable_set_playing (s, 1);
 160 }
 161
 162 uint_t aubio_wavetable_stop ( aubio_wavetable_t * s )
 163 {
 164   //aubio_wavetable_set_freq (s, 0.);
 165   aubio_wavetable_set_amp (s, 0.);
 166   //s->last_pos = 0;
 167   return aubio_wavetable_set_playing (s, 1);
 168 }
 169
 170 uint_t aubio_wavetable_set_freq ( aubio_wavetable_t * s, smpl_t freq )
 171 {
 172   return aubio_parameter_set_target_value ( s->freq, freq );
 173 }
 174
 175 smpl_t aubio_wavetable_get_freq ( const aubio_wavetable_t * s) {
 176   return aubio_parameter_get_current_value ( s->freq);
 177 }
 178
 179 uint_t aubio_wavetable_set_amp ( aubio_wavetable_t * s, smpl_t amp )
 180 {
 181   return aubio_parameter_set_target_value ( s->amp, amp );
 182 }
 183
 184 smpl_t aubio_wavetable_get_amp ( const aubio_wavetable_t * s) {
 185   return aubio_parameter_get_current_value ( s->amp );
 186 }
 187
 188 void del_aubio_wavetable( aubio_wavetable_t * s )
 189 {
 190   del_aubio_parameter(s->freq);
 191   del_aubio_parameter(s->amp);
 192   del_fvec(s->wavetable);
 193   AUBIO_FREE(s);
 194 }