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feature/pa
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d20dbd920f
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d20dbd920f
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850dedb319
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80
inc/KeyBoard.h
Normal file
80
inc/KeyBoard.h
Normal file
@@ -0,0 +1,80 @@
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#pragma once
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#include "Settings.h"
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#include <cmath>
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#include <cstring>
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#include <cstdlib>
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#include <string>
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class KeyBoard
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{
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private:
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/* data */
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static int get_semitone_shift_internal(char* root_note, char* target_note) {
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char* pitch_classes[12] =
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{ "C", "C#", "D", "D#", "E", "F", "F#", "G", "G#", "A", "A#", "B" };
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// Extract the note number and pitch class for the root note
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int root_note_num = (int)root_note[strlen(root_note) - 1] - '0';
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char* root_pitch_class_str = (char*)malloc((strlen(root_note) - 1) * sizeof(char));
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strncpy(root_pitch_class_str, root_note, strlen(root_note) - 1);
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int root_pitch_class = -1;
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for (int i = 0; i < 12; i++) {
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if (strcmp(pitch_classes[i], root_pitch_class_str) == 0) {
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root_pitch_class = i;
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break;
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}
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}
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free(root_pitch_class_str);
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// Extract the note number and pitch class for the target note
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int target_note_num = (int)target_note[strlen(target_note) - 1] - '0';
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char* target_pitch_class_str =
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||||||
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(char*)malloc((strlen(target_note) - 1) * sizeof(char));
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strncpy(target_pitch_class_str, target_note, strlen(target_note) - 1);
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int target_pitch_class = -1;
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for (int i = 0; i < 12; i++) {
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||||||
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if (strcmp(pitch_classes[i], target_pitch_class_str) == 0) {
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target_pitch_class = i;
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|
break;
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}
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}
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free(target_pitch_class_str);
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// Calculate the semitone shift using the formula
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return (target_note_num - root_note_num) * 12 +
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(target_pitch_class - root_pitch_class);
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}
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public:
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KeyBoard(/* args */);
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~KeyBoard();
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static float GetHzBySemitone(int semitone) {
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return PITCH_STANDARD * powf(powf(2.f, (1.f / 12.f)), semitone);
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}
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static int GetSemitoneShift(const std::string& target_note) {
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char* target_note_cstr = new char[target_note.length() + 1];
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strcpy(target_note_cstr, target_note.c_str());
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int result = get_semitone_shift_internal("A4", target_note_cstr);
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delete target_note_cstr;
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return result;
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}
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};
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KeyBoard::KeyBoard(/* args */)
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{
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}
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KeyBoard::~KeyBoard()
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{
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}
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8
inc/Note.h
Normal file
8
inc/Note.h
Normal file
@@ -0,0 +1,8 @@
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#pragma once
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#include <string>
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struct Note {
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std::string& name;
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int length;
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}
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39
inc/Oscillator.h
Normal file
39
inc/Oscillator.h
Normal file
@@ -0,0 +1,39 @@
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#pragma once
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#include<vector>
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#include "OscillatorType.h"
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typedef float (Oscillator::*OscFunction)(void);
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typedef float (Oscillator::*DtFunction)(float);
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class Oscillator
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{
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private:
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OscillatorType m_osc;
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float m_freq;
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float m_volume;
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float m_phase;
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float m_phase_dt;
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OscFunction m_osc_function;
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DtFunction m_dt_function;
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void sine_osc_phase_incr();
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void saw_osc_phase_incr();
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float calc_saw_phase_delta(float freq);
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float calc_sine_phase_delta(float freq);
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float sawosc();
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float triangleosc();
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float squareosc();
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float sign(float v);
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float sineosc();
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public:
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Oscillator(OscillatorType osc, float freq, float volume);
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~Oscillator();
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OscillatorType GetType() { return m_osc; }
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void SetType(OscillatorType osc);
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float GetVolume() { return m_volume; }
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void SetVolume(float volume) { m_volume = volume; }
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float GetFreq() { return m_freq; }
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void SetFreq(float freq);
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|
void Reset();
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float GenerateSample(float duration);
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};
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7
inc/OscillatorType.h
Normal file
7
inc/OscillatorType.h
Normal file
@@ -0,0 +1,7 @@
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#pragma once
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typedef enum {
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Sine,
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Triangle,
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Saw,
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Square
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} OscillatorType;
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16
inc/Settings.h
Normal file
16
inc/Settings.h
Normal file
@@ -0,0 +1,16 @@
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#pragma once
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#define SAMPLE_RATE 48000.f
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#define BPM 120.f
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#define BEAT_DURATION 60.f/BPM
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#define PITCH_STANDARD 440.f
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#define VOLUME 0.5f
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#define ATTACK_MS 100.f
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|
#define STREAM_BUFFER_SIZE 4096
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#define SYNTH_PI 3.1415926535f
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|
#define SYNTH_VOLUME 0.5f
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#define WINDOW_WIDTH 640
|
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|
#define WINDOW_HEIGHT 480
|
||||||
|
#define OSCILLATOR_PANEL_WIDTH 200
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30
inc/Synth.h
Normal file
30
inc/Synth.h
Normal file
@@ -0,0 +1,30 @@
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#pragma once
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#include <vector>
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#include "Oscillator.h"
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#include "Note.h"
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class Synth
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{
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private:
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std::vector<Oscillator&> m_oscillators;
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//OscillatorUI* ui_oscillators;
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Note m_current_note;
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std::vector<float> m_out_signal;
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std::vector<float> & sum_oscillators(float duration);
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std::vector<float> & note(int semitone, float beats);
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public:
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Synth(/* args */);
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~Synth();
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std::vector<float> & GetNoteSound(Note input)
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};
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Synth::Synth(/* args */)
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{
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m_oscillators.push_back(new Oscillator(OscillatorType.Sine, 440.f, VOLUME));
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}
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Synth::~Synth()
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{
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}
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112
src/Oscillator.cpp
Normal file
112
src/Oscillator.cpp
Normal file
@@ -0,0 +1,112 @@
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#include "Oscillator.h"
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#include "Settings.h"
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#define TWO_PI 2*SYNTH_PI
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Oscillator::Oscillator(OscillatorType osc, float freq, float volume)
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{
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SetType(osc);
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m_freq = freq;
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m_volume = volume;
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}
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Oscillator::~Oscillator()
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{
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}
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void Oscillator::Reset()
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{
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m_volume = 0;
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m_phase = 0;
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m_phase_dt = 0;
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}
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void Oscillator::SetType(OscillatorType osc)
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{
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m_osc = osc;
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switch (m_osc) {
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case Sine:
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m_osc_function = &sineosc;
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m_dt_function = &calc_sine_phase_delta;
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break;
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case Triangle:
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m_osc_function = &triangleosc;
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m_dt_function = &calc_saw_phase_delta;
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break;
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case Square:
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m_osc_function = &squareosc;
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m_dt_function = &calc_sine_phase_delta;
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break;
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case Saw:
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m_osc_function = &sawosc;
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m_dt_function = &calc_saw_phase_delta;
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break;
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}
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}
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void Oscillator::SetFreq(float freq)
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{
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m_freq = freq;
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m_phase = 0;
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m_phase_dt = m_dt_function(freq);
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}
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float Oscillator::GenerateSample(float duration)
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{
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return m_osc_function() * m_volume;
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}
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void Oscillator::sine_osc_phase_incr()
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{
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m_phase += m_phase_dt;
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if (m_phase >= TWO_PI)
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m_phase -= TWO_PI;
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}
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void Oscillator::saw_osc_phase_incr()
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{
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m_phase += m_phase_dt;
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|
if (m_phase >= 1.0f)
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|
m_phase -= 1.0f;
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|
}
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float Oscillator::calc_saw_phase_delta(float freq)
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{
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return freq / SAMPLE_RATE;
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}
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float Oscillator::calc_sine_phase_delta(float freq)
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{
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return (TWO_PI * freq) / SAMPLE_RATE;
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}
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float Oscillator::sineosc()
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{
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float result = sinf(m_phase);
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sine_osc_phase_incr();
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return result;
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}
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float Oscillator::sign(float v)
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{
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return (v > 0.0) ? 1.f : -1.f;
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}
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float Oscillator::squareosc()
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{
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return sign(sineosc());
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}
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float Oscillator::triangleosc()
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{
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float result = 1.f - fabsf(m_phase - 0.5f) * 4.f;
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saw_osc_phase_incr();
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return result;
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}
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float Oscillator::sawosc()
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{
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|
float result = m_phase * 2.f - 1.f;
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|
saw_osc_phase_incr();
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|
return result;
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|
}
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45
src/Synth.cpp
Normal file
45
src/Synth.cpp
Normal file
@@ -0,0 +1,45 @@
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#include "Synth.h"
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#include "Settings.h"
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#include "KeyBoard.h"
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#include "OscillatorType.h"
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#include "Note.h"
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||||||
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std::vector<float> & Synth::sum_oscillators(float duration)
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{
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size_t sample_count = (size_t)(duration * SAMPLE_RATE);
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std::vector<float> output;// = new std::vector<float>();
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output.reserve(sample_count);
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for (size_t i = 0; i < sample_count; i++)
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{
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float sample = 0.0f;
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for (Oscillator& osc : m_oscillators)
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{
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sample += osc.GenerateSample(duration);
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}
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output.push_back(sample);
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|
}
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||||||
|
return output;
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|
}
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||||||
|
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||||||
|
std::vector<float> & Synth::note(int semitone, float beats)
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{
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float hz = KeyBoard::GetHzBySemitone(semitone);
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float duration = beats * BEAT_DURATION;
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||||||
|
// will change after oscillator starts to be more autonomous
|
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|
for (size_t i = 0; i < m_oscillators.size(); i++) {
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||||||
|
m_oscillators[i].SetFreq(hz);
|
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|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
return sum_oscillators(duration);
|
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|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
std::vector<float> & Synth::GetNoteSound(Note input) {
|
||||||
|
float length = 1.f / input.length;
|
||||||
|
int semitone_shift = KeyBoard::GetSemitoneShift(input.name);
|
||||||
|
return note(semitone_shift, length);
|
||||||
|
}
|
||||||
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