1. produkty
  2.   Zvuk
  3.   C++
  4.   STK
 
  

Bezplatné C++ API pro syntézu zvuku a digitální zpracování signálu

Vedoucí open-source C++ knihovna STK (Synthesis ToolKit) umožňuje vývojářům softwaru syntézu zvuku a digitální zpracování signálu. Prozkoumejte její klíčové vlastnosti, možnosti zvuku v reálném čase a praktické příklady kódu pro vývojáře.

Co je STK (Synthesis ToolKit)?

Synthesis ToolKit v C++ (STK) je prestižní open-source knihovna určená pro zpracování audio signálů a algoritmickou syntézu hudby. Vyvinutá na CCRMA Stanfordské univerzity, poskytuje vývojářům robustní sadu C++ tříd, které usnadňují tvorbu komplexního audio softwaru. Na rozdíl od monolitických aplikací je STK sbírkou jednotkových generátorů — modulárních stavebních bloků, které umožňují rychlý vývoj syntetizérů, efektových procesorů a hudebních nástrojů. Knihovna STK je cenná pro vývojáře pracující s digitálními hudebními nástroji, softwarem pro audio efekty, herními audio enginy, výzkumem zvukové syntézy, vzdělávacími DSP projekty a podobně.

Synthesis ToolKit v C++ (STK) je open-source C++ knihovna, která poskytuje znovupoužitelné třídy pro zpracování audio signálů, digitální syntézu a modelování hudebních nástrojů. Je zvláště užitečná díky důrazu na přenositelnost a snadné použití. Chrání vývojáře před nízkoúrovňovými složitostmi multiplatformních audio driverů a zpracování MIDI, což jim umožňuje soustředit se na kreativní aspekty návrhu zvuku. Ať už vytváříte profesionální plugin nebo vzdělávací nástroj, STK nabízí stabilitu a flexibilitu potřebnou pro vysoce výkonné audio v reálném čase. Na rozdíl od velkých audio frameworků si STK zachovává jednoduchou a transparentní architekturu. Vývojáři mohou snadno pochopit, jak audio algoritmy fungují, a upravit je pro své vlastní experimenty. Poskytuje také připravené modely nástrojů, jako jsou flétna, klarinet a simulace drnkajících strun, což z ní činí skvělý výchozí bod pro tvorbu softwarových syntetizérů.

Previous Next

Začínáme se STK

Použijte prosím následující příkaz pro kompletní instalaci.

Instalovat STK z GitHubu

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

Syntéza zvuku v reálném čase

Jednou z nejvýkonnějších schopností STK je podpora generování zvuku v reálném čase. Vývojáři mohou během běhu programu dynamicky generovat audio signály místo spoléhaní se na předem nahrané vzorky. To je nezbytné pro aplikace jako digitální syntezátory, nástroje pro produkci hudby a software pro živý audio výkon. STK poskytuje efektivní zpracovatelské funkce, které kontinuálně generují audio rámce při zachování nízké latence. Díky této schopnosti se STK často používá ve výzkumných a hudebně‑technologických prostředích, kde je vyžadována responzivní audio syntéza. Zde je jednoduchý příklad, který ukazuje, jak může STK programově generovat zvuk.

Jak programově generovat zvuk pomocí knihovny C++?

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

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

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

return 0; }

Nástroje fyzického modelování

Otevřená knihovna STK obsahuje vestavěné třídy, které simulují skutečné hudební nástroje pomocí algoritmů fyzického modelování. Tyto modely reprodukují chování nástrojů ve fyzickém světě. Například flétna, klarinet, mandolína a smyčcové nástroje hrané smyčcem. Fyzické modelování je užitečné, protože umožňuje vývojářům ovládat expresivní parametry, jako je tlak dechu, síla smyčce nebo vibrace struny.

Jak vytvořit realistické digitální instrumenty pomocí knihovny STK?

#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; }

Vestavěná podpora audio a MIDI

Knihovna STK také zahrnuje podporu vstupu/výstupu audio a MIDI v reálném čase. To umožňuje aplikacím komunikovat s externími zařízeními, jako jsou MIDI klávesnice a audio rozhraní. S integrací MIDI mohou vývojáři v reálném čase ovládat parametry syntézy, což umožňuje vytvářet softwarové syntezátory, interaktivní hudební aplikace, nástroje pro živý výkon a podobně. Následující příklad vytvoří program, který naslouchá příchozím MIDI zprávám.

Jak poslouchat a ukládat MIDI zprávy v aplikacích C++?

#include "RtMidi.h"

int main() { RtMidiIn midi;

if (midi.getPortCount() == 0) { std::cout << "Žádné MIDI porty nejsou k dispozici!" << std::endl; return 0; }

midi.openPort(0);

std::cout << "Čekám na vstup MIDI..." << std::endl;

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

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

return 0; }

Modulární generátory jednotek pomocí C++

Knihovna STK se řídí filozofií modulárního designu a nabízí obrovskou škálu "unit generators" (UGens). Patří sem oscilátory, filtry, obálky a zpožďovací efekty, které lze propojit jako virtuální modulární syntezátor. Tato granularita poskytuje vývojářům úplnou kontrolu nad řetězcem signálů. Protože je každá třída navržena tak, aby efektivně zpracovávala audio rámce, můžete vytvořit vše od jednoduchých generátorů sinusových vln až po složité, vícefázové granulární syntézní motory pouhým propojením různých objektů STK.

 Čeština