feat: explicit oscillator-related code
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.vscode/tasks.json
vendored
1
.vscode/tasks.json
vendored
@@ -11,6 +11,7 @@
|
|||||||
"${file}",
|
"${file}",
|
||||||
"${fileDirname}/utils.c",
|
"${fileDirname}/utils.c",
|
||||||
"${fileDirname}/ring_buffer.c",
|
"${fileDirname}/ring_buffer.c",
|
||||||
|
"${fileDirname}/oscillator.c",
|
||||||
"${fileDirname}/parser.c",
|
"${fileDirname}/parser.c",
|
||||||
"-lm",
|
"-lm",
|
||||||
"-lraylib",
|
"-lraylib",
|
||||||
|
|||||||
2
build.sh
2
build.sh
@@ -1,3 +1,3 @@
|
|||||||
#!/bin/bash
|
#!/bin/bash
|
||||||
CC="${CXX:-cc}"
|
CC="${CXX:-cc}"
|
||||||
$CC -Wall -std=c11 ./main.c ./utils.c ./ring_buffer.c ./parser.c -lm -lraylib -o ./bin/main
|
$CC -Wall -std=c11 ./main.c ./utils.c ./ring_buffer.c ./oscillator.c ./parser.c -lm -lraylib -o ./bin/main
|
||||||
|
|||||||
192
main.c
192
main.c
@@ -6,199 +6,11 @@
|
|||||||
#include "parser.h"
|
#include "parser.h"
|
||||||
#include "utils.h"
|
#include "utils.h"
|
||||||
#include "ring_buffer.h"
|
#include "ring_buffer.h"
|
||||||
|
#include "settings.h"
|
||||||
|
#include "oscillator.h"
|
||||||
|
|
||||||
#include "raylib.h"
|
#include "raylib.h"
|
||||||
|
|
||||||
#define SAMPLE_RATE 48000.f
|
|
||||||
#define BPM 120.f
|
|
||||||
#define BEAT_DURATION 60.f/BPM
|
|
||||||
#define PITCH_STANDARD 440.f
|
|
||||||
#define VOLUME 0.5f
|
|
||||||
#define ATTACK_MS 100.f
|
|
||||||
#define STREAM_BUFFER_SIZE 4096
|
|
||||||
|
|
||||||
#define SYNTH_PI 3.1415926535f
|
|
||||||
#define SYNTH_VOLUME 0.5f
|
|
||||||
|
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||||||
#define WINDOW_WIDTH 640
|
|
||||||
#define WINDOW_HEIGHT 480
|
|
||||||
|
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||||||
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||||||
//------------------------------------------------------------------------------------
|
|
||||||
// Oscillator
|
|
||||||
//------------------------------------------------------------------------------------
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||||||
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||||||
typedef enum {
|
|
||||||
Sine,
|
|
||||||
Triangle,
|
|
||||||
Saw,
|
|
||||||
Square
|
|
||||||
} OscillatorType;
|
|
||||||
|
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||||||
typedef struct OscillatorParameter {
|
|
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OscillatorType osc;
|
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float freq;
|
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} OscillatorParameter;
|
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typedef struct OscillatorParameterList {
|
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OscillatorParameter* array;
|
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||||||
size_t count;
|
|
||||||
} OscillatorParameterList;
|
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||||||
typedef struct OscillatorGenerationParameter {
|
|
||||||
OscillatorParameterList oscillators;
|
|
||||||
float sample;
|
|
||||||
} OscillatorGenerationParameter;
|
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||||||
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|
||||||
static SynthSound get_init_samples(float duration) {
|
|
||||||
size_t sample_count = (size_t)(duration * SAMPLE_RATE);
|
|
||||||
float* samples = malloc(sizeof(float) * sample_count);
|
|
||||||
|
|
||||||
for (double i = 0.0; i < duration * SAMPLE_RATE; i++) {
|
|
||||||
samples[(int)i] = i;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
SynthSound res = {
|
|
||||||
.samples = samples,
|
|
||||||
.sample_count = sample_count
|
|
||||||
};
|
|
||||||
|
|
||||||
return res;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
static float pos(float hz, float x) {
|
|
||||||
return fmodf(hz * x / SAMPLE_RATE, 1);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
float sineosc(float hz, float x) {
|
|
||||||
return sinf(x * (2.f * SYNTH_PI * hz / SAMPLE_RATE));
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
static float sign(float v) {
|
|
||||||
return (v > 0.0) ? 1.f : -1.f;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
float squareosc(float hz, float x) {
|
|
||||||
return sign(sineosc(hz, x));
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
float triangleosc(float hz, float x) {
|
|
||||||
return 1.f - fabsf(pos(hz, x) - 0.5f) * 4.f;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
float sawosc(float hz, float x) {
|
|
||||||
return pos(hz, x) * 2.f - 1.f;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
float multiosc(OscillatorGenerationParameter param) {
|
|
||||||
float osc_sample = 0.f;
|
|
||||||
for (size_t i = 0; i < param.oscillators.count; i++) {
|
|
||||||
OscillatorParameter osc = param.oscillators.array[i];
|
|
||||||
switch (osc.osc) {
|
|
||||||
case Sine:
|
|
||||||
osc_sample += sineosc(osc.freq, param.sample);
|
|
||||||
break;
|
|
||||||
case Triangle:
|
|
||||||
osc_sample += triangleosc(osc.freq, param.sample);
|
|
||||||
break;
|
|
||||||
case Square:
|
|
||||||
osc_sample += squareosc(osc.freq, param.sample);
|
|
||||||
break;
|
|
||||||
case Saw:
|
|
||||||
osc_sample += sawosc(osc.freq, param.sample);
|
|
||||||
break;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
return osc_sample;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
static SynthSound freq(float duration, OscillatorParameterList osc) {
|
|
||||||
SynthSound samples = get_init_samples(duration);
|
|
||||||
// SynthSound attack = get_attack_samples();
|
|
||||||
|
|
||||||
float* output = malloc(sizeof(float) * samples.sample_count);
|
|
||||||
for (int i = 0; i < samples.sample_count; i++) {
|
|
||||||
float sample = samples.samples[i];
|
|
||||||
OscillatorGenerationParameter param = {
|
|
||||||
.oscillators = osc,
|
|
||||||
.sample = sample
|
|
||||||
};
|
|
||||||
output[i] = multiosc(param) * VOLUME;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
// create attack and release
|
|
||||||
/*
|
|
||||||
let adsrLength = Seq.length output
|
|
||||||
let attackArray = attack |> Seq.take adsrLength
|
|
||||||
let release = Seq.rev attackArray
|
|
||||||
*/
|
|
||||||
/*
|
|
||||||
todo: I will change the ADSR approach to an explicit ADSR module(with it's own state)
|
|
||||||
size_t adsr_length = samples.sample_count;
|
|
||||||
float *attackArray = NULL, *releaseArray = NULL;
|
|
||||||
|
|
||||||
if (adsr_length > 0) {
|
|
||||||
//todo: calloc
|
|
||||||
attackArray = malloc(sizeof(float) * adsr_length);
|
|
||||||
size_t attack_length = attack.sample_count < adsr_length
|
|
||||||
? attack.sample_count
|
|
||||||
: adsr_length;
|
|
||||||
|
|
||||||
memcpy(attackArray, attack.samples, attack_length);
|
|
||||||
//todo: calloc
|
|
||||||
releaseArray = malloc(sizeof(float) * adsr_length);
|
|
||||||
memcpy(releaseArray, attackArray, attack_length);
|
|
||||||
reverse_array(releaseArray, 0, adsr_length);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
*/
|
|
||||||
|
|
||||||
// if (samples.sample_count > 1024) {
|
|
||||||
// samples.sample_count = 1024;
|
|
||||||
// }
|
|
||||||
// //todo: move to somewhere
|
|
||||||
// for (size_t i = 0; i < 1024; i++) {
|
|
||||||
// synth_sound.samples[i] = 0.0f;
|
|
||||||
// }
|
|
||||||
|
|
||||||
// for (size_t i = 0; i < samples.sample_count; i++) {
|
|
||||||
// synth_sound.samples[i] = output[i];
|
|
||||||
// }
|
|
||||||
// synth_sound.sample_count = samples.sample_count;
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
// return zipped array
|
|
||||||
SynthSound res = {
|
|
||||||
.samples = output,
|
|
||||||
.sample_count = samples.sample_count
|
|
||||||
};
|
|
||||||
|
|
||||||
return res;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
/*
|
|
||||||
static SynthSound get_attack_samples() {
|
|
||||||
float attack_time = 0.001 * ATTACK_MS;
|
|
||||||
size_t sample_count = (size_t)(attack_time * SAMPLE_RATE);
|
|
||||||
float* attack = malloc(sizeof(float) * sample_count);
|
|
||||||
float samples_to_rise = SAMPLE_RATE * attack_time;
|
|
||||||
float rising_delta = 1.0 / samples_to_rise;
|
|
||||||
float i = 0.0;
|
|
||||||
|
|
||||||
for (int j = 0; j < sample_count; j++) {
|
|
||||||
i += rising_delta;
|
|
||||||
attack[j] = fmin(i, 1.0);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
SynthSound res = {
|
|
||||||
.samples = attack,
|
|
||||||
.sample_count = sample_count
|
|
||||||
};
|
|
||||||
|
|
||||||
return res;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
*/
|
|
||||||
|
|
||||||
//------------------------------------------------------------------------------------
|
//------------------------------------------------------------------------------------
|
||||||
// Synth
|
// Synth
|
||||||
//------------------------------------------------------------------------------------
|
//------------------------------------------------------------------------------------
|
||||||
|
|||||||
153
oscillator.c
Normal file
153
oscillator.c
Normal file
@@ -0,0 +1,153 @@
|
|||||||
|
#include "oscillator.h"
|
||||||
|
#include "settings.h"
|
||||||
|
#include "math.h"
|
||||||
|
#include "stdlib.h"
|
||||||
|
|
||||||
|
static SynthSound get_init_samples(float duration) {
|
||||||
|
size_t sample_count = (size_t)(duration * SAMPLE_RATE);
|
||||||
|
float* samples = malloc(sizeof(float) * sample_count);
|
||||||
|
|
||||||
|
for (double i = 0.0; i < duration * SAMPLE_RATE; i++) {
|
||||||
|
samples[(int)i] = i;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
SynthSound res = {
|
||||||
|
.samples = samples,
|
||||||
|
.sample_count = sample_count
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
return res;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
static float pos(float hz, float x) {
|
||||||
|
return fmodf(hz * x / SAMPLE_RATE, 1);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
static float sineosc(float hz, float x) {
|
||||||
|
return sinf(x * (2.f * SYNTH_PI * hz / SAMPLE_RATE));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
static float sign(float v) {
|
||||||
|
return (v > 0.0) ? 1.f : -1.f;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
static float squareosc(float hz, float x) {
|
||||||
|
return sign(sineosc(hz, x));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
static float triangleosc(float hz, float x) {
|
||||||
|
return 1.f - fabsf(pos(hz, x) - 0.5f) * 4.f;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
static float sawosc(float hz, float x) {
|
||||||
|
return pos(hz, x) * 2.f - 1.f;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
float multiosc(OscillatorGenerationParameter param) {
|
||||||
|
float osc_sample = 0.f;
|
||||||
|
for (size_t i = 0; i < param.oscillators.count; i++) {
|
||||||
|
OscillatorParameter osc = param.oscillators.array[i];
|
||||||
|
switch (osc.osc) {
|
||||||
|
case Sine:
|
||||||
|
osc_sample += sineosc(osc.freq, param.sample);
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
case Triangle:
|
||||||
|
osc_sample += triangleosc(osc.freq, param.sample);
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
case Square:
|
||||||
|
osc_sample += squareosc(osc.freq, param.sample);
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
case Saw:
|
||||||
|
osc_sample += sawosc(osc.freq, param.sample);
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
return osc_sample;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
SynthSound freq(float duration, OscillatorParameterList osc) {
|
||||||
|
SynthSound samples = get_init_samples(duration);
|
||||||
|
// SynthSound attack = get_attack_samples();
|
||||||
|
|
||||||
|
float* output = malloc(sizeof(float) * samples.sample_count);
|
||||||
|
for (int i = 0; i < samples.sample_count; i++) {
|
||||||
|
float sample = samples.samples[i];
|
||||||
|
OscillatorGenerationParameter param = {
|
||||||
|
.oscillators = osc,
|
||||||
|
.sample = sample
|
||||||
|
};
|
||||||
|
output[i] = multiosc(param) * VOLUME;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// create attack and release
|
||||||
|
/*
|
||||||
|
let adsrLength = Seq.length output
|
||||||
|
let attackArray = attack |> Seq.take adsrLength
|
||||||
|
let release = Seq.rev attackArray
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
/*
|
||||||
|
todo: I will change the ADSR approach to an explicit ADSR module(with it's own state)
|
||||||
|
size_t adsr_length = samples.sample_count;
|
||||||
|
float *attackArray = NULL, *releaseArray = NULL;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (adsr_length > 0) {
|
||||||
|
//todo: calloc
|
||||||
|
attackArray = malloc(sizeof(float) * adsr_length);
|
||||||
|
size_t attack_length = attack.sample_count < adsr_length
|
||||||
|
? attack.sample_count
|
||||||
|
: adsr_length;
|
||||||
|
|
||||||
|
memcpy(attackArray, attack.samples, attack_length);
|
||||||
|
//todo: calloc
|
||||||
|
releaseArray = malloc(sizeof(float) * adsr_length);
|
||||||
|
memcpy(releaseArray, attackArray, attack_length);
|
||||||
|
reverse_array(releaseArray, 0, adsr_length);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
|
||||||
|
// if (samples.sample_count > 1024) {
|
||||||
|
// samples.sample_count = 1024;
|
||||||
|
// }
|
||||||
|
// //todo: move to somewhere
|
||||||
|
// for (size_t i = 0; i < 1024; i++) {
|
||||||
|
// synth_sound.samples[i] = 0.0f;
|
||||||
|
// }
|
||||||
|
|
||||||
|
// for (size_t i = 0; i < samples.sample_count; i++) {
|
||||||
|
// synth_sound.samples[i] = output[i];
|
||||||
|
// }
|
||||||
|
// synth_sound.sample_count = samples.sample_count;
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
// return zipped array
|
||||||
|
SynthSound res = {
|
||||||
|
.samples = output,
|
||||||
|
.sample_count = samples.sample_count
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
return res;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/*
|
||||||
|
static SynthSound get_attack_samples() {
|
||||||
|
float attack_time = 0.001 * ATTACK_MS;
|
||||||
|
size_t sample_count = (size_t)(attack_time * SAMPLE_RATE);
|
||||||
|
float* attack = malloc(sizeof(float) * sample_count);
|
||||||
|
float samples_to_rise = SAMPLE_RATE * attack_time;
|
||||||
|
float rising_delta = 1.0 / samples_to_rise;
|
||||||
|
float i = 0.0;
|
||||||
|
|
||||||
|
for (int j = 0; j < sample_count; j++) {
|
||||||
|
i += rising_delta;
|
||||||
|
attack[j] = fmin(i, 1.0);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
SynthSound res = {
|
||||||
|
.samples = attack,
|
||||||
|
.sample_count = sample_count
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
return res;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
*/
|
||||||
33
oscillator.h
Normal file
33
oscillator.h
Normal file
@@ -0,0 +1,33 @@
|
|||||||
|
#ifndef OSCILLATOR_H
|
||||||
|
#define OSCILLATOR_H
|
||||||
|
|
||||||
|
#include "utils.h"
|
||||||
|
|
||||||
|
typedef enum {
|
||||||
|
Sine,
|
||||||
|
Triangle,
|
||||||
|
Saw,
|
||||||
|
Square
|
||||||
|
} OscillatorType;
|
||||||
|
|
||||||
|
typedef struct OscillatorParameter {
|
||||||
|
OscillatorType osc;
|
||||||
|
float freq;
|
||||||
|
} OscillatorParameter;
|
||||||
|
|
||||||
|
typedef struct OscillatorParameterList {
|
||||||
|
OscillatorParameter* array;
|
||||||
|
size_t count;
|
||||||
|
} OscillatorParameterList;
|
||||||
|
|
||||||
|
typedef struct OscillatorGenerationParameter {
|
||||||
|
OscillatorParameterList oscillators;
|
||||||
|
float sample;
|
||||||
|
} OscillatorGenerationParameter;
|
||||||
|
|
||||||
|
float multiosc(OscillatorGenerationParameter param);
|
||||||
|
SynthSound freq(float duration, OscillatorParameterList osc);
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
#endif
|
||||||
18
settings.h
Normal file
18
settings.h
Normal file
@@ -0,0 +1,18 @@
|
|||||||
|
#ifndef SETTINGS_H
|
||||||
|
#define SETTINGS_H
|
||||||
|
|
||||||
|
#define SAMPLE_RATE 48000.f
|
||||||
|
#define BPM 120.f
|
||||||
|
#define BEAT_DURATION 60.f/BPM
|
||||||
|
#define PITCH_STANDARD 440.f
|
||||||
|
#define VOLUME 0.5f
|
||||||
|
#define ATTACK_MS 100.f
|
||||||
|
#define STREAM_BUFFER_SIZE 4096
|
||||||
|
|
||||||
|
#define SYNTH_PI 3.1415926535f
|
||||||
|
#define SYNTH_VOLUME 0.5f
|
||||||
|
|
||||||
|
#define WINDOW_WIDTH 640
|
||||||
|
#define WINDOW_HEIGHT 480
|
||||||
|
|
||||||
|
#endif
|
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