1. Продукти
  2.   аудио
  3.   C++
  4.   STK
 
  

Безплатен C++ API за синтез на аудио & цифрова обработка на сигнали

Водеща отворена C++ библиотека STK(Synthesis ToolKit), позволява на софтуерните разработчици синтез на аудио и цифрова обработка на сигнали.Разгледайте ключовите й функции, възможностите за аудио в реално време и практичните примерни кодове за разработчици.

Какво е STK (Synthesis ToolKit)?

Synthesis ToolKit в C++ (STK) е престижна отворена библиотека, проектирана за обработка на аудио сигнали и алгоритмична музикална синтеза. Разработена в CCRMA на Станфордския университет, тя предоставя на разработчиците стабилен набор от C++ класове, които опростяват създаването на сложен аудио софтуер. За разлика от монолитните приложения, STK е колекция от генератори на единици — модулни блокове, които позволяват бързото разработване на синтезатори, процесори за ефекти и музикални инструменти. Библиотеката STK е ценна за разработчиците, работещи с цифрови музикални инструменти, софтуер за аудио ефекти, игрови аудио енджини, изследвания в синтеза на звук, образователни DSP проекти и др.

Synthesis ToolKit в C++ (STK) е отворена C++ библиотека, която предоставя многократно използваеми класове за обработка на аудио сигнали, цифрова синтеза и моделиране на музикални инструменти. Тя е особено полезна поради акцента си върху преносимостта и лесната употреба. Тя защитава разработчиците от ниско ниво сложностите на кросплатформените аудио драйвери и обработката на MIDI, позволявайки им да се фокусират върху творческите аспекти на звуковия дизайн. Независимо дали създавате професионален плъгин или образователен инструмент, STK предлага стабилността и гъвкавостта, необходими за високопроизводително реално време аудио. За разлика от големите аудио рамки, STK запазва архитектурата проста и прозрачна. Разработчиците лесно разбират как работят аудио алгоритмите и могат да ги модифицират за свои експерименти. Тя също така предоставя готови модели на инструменти като флейта, кларинет и симулации на щипкови струни, което я прави отлична отправна точка за създаване на софтуерни синтезатори.

Previous Next

Започване с STK

Моля, използвайте следната команда за пълна инсталация.

Инсталирайте STK от GitHub

 git clone https://github.com/thestk/stk.git

Синтез в реално време

Една от най-мощните възможности на STK е поддръжката му за генериране на звук в реално време. Разработчиците могат да генерират аудио сигнали динамично по време на изпълнението на програмата, вместо да разчитат на предварително записани проби. Това е от съществено значение за приложения като цифрови синтезатори, инструменти за музикално производство и софтуер за живи аудио изпълнения. STK предоставя ефективни функции за обработка, които генерират аудио кадри непрекъснато, като поддържат ниска латентност. Поради тази възможност, STK често се използва в изследователски и музикотехнологични среди, където се изисква отзивчиво аудио синтезиране. Ето прост пример, който демонстрира как STK може да генерира звук програмно.

Как да генерираме звук програмно чрез C++ библиотека?

#include "SineWave.h"
#include "RtAudio.h"

int main() { stk::SineWave oscillator; oscillator.setFrequency(440.0); // A4 нота

for (int i = 0; i < 100; i++) { double sample = oscillator.tick(); std::cout << sample << std::endl; }

return 0; }

Инструменти за физическо моделиране

Отворената библиотека STK включва вградени класове, които симулират реални музикални инструменти, използвайки алгоритми за физическо моделиране. Тези модели възпроизвеждат как се държат инструментите в физическия свят. Например флейта, кларинетът, мандолината и струнните инструменти с лък. Физическото моделиране е полезно, защото позволява на разработчиците да контролират изразителни параметри като налягане на дъха, сила на лъка или вибрация на струните.

Как да създадем реалистични цифрови инструменти чрез STK библиотеката?

#include "Clarinet.h"

int main() { stk::Clarinet clarinet;
    
clarinet.noteOn(440.0, 0.8);

for(int i = 0; i < 200; i++) { double sound = clarinet.tick(); std::cout << sound << std::endl; }

clarinet.noteOff(0.5);

return 0; }

Вградено поддържане на аудио и MIDI

Библиотеката STK също така включва поддръжка за аудио и MIDI вход/изход в реално време. Това позволява на приложенията да взаимодействат с външни устройства като MIDI клавиатури и аудио интерфейси. С интеграцията на MIDI, разработчиците могат да контролират параметрите на синтеза в реално време, което прави възможно създаването на софтуерни синтезатори, интерактивни музикални приложения, инструменти за живи изпълнения и др. Следният пример създава програма, която слуша входящи MIDI съобщения.

Как да слушаме и съхраняваме MIDI съобщения в C++ приложения?

#include "RtMidi.h"

int main() { RtMidiIn midi;

if (midi.getPortCount() == 0) { std::cout << "Няма налични MIDI портове!" << std::endl; return 0; }

midi.openPort(0);

std::cout << "Изчакване на MIDI вход..." << std::endl;

while (true) { std::vector message; midi.getMessage(&message);

if (!message.empty()) { std::cout << "Получено MIDI съобщение!" << std::endl; } }

return 0; }

Модулни генератори на единици чрез C++

Библиотеката STK следва модулна философия на дизайна, предлагайки огромен набор от "генератори на единици" (UGens). Тези включват осцилатори, филтри, огради и ефекти на закъснение, които могат да се свързват заедно като виртуален модулен синтезатор. Тази грануларност дава на разработчиците пълен контрол върху веригата на сигнала. Тъй като всеки клас е проектиран да обработва аудио кадри ефективно, можете да създавате всичко – от прости генератори на синусоидални вълни до сложни, многослойни грануларни синтезни двигатели – като просто свързвате различни STK обекти.

 Български