Dựa trên những gì tôi đọc được, tôi đã tạo ra một thuật toán để tổng hợp âm thanh FM. Tôi không chắc là tôi đã làm đúng chưa. Khi tạo một công cụ tổng hợp phần mềm, một chức năng được sử dụng để tạo bộ tạo dao động và bộ điều biến có thể được sử dụng để mô đun tần số của bộ dao động này. Tôi không biết nếu tổng hợp FM được cho là chỉ hoạt động để điều chỉnh sóng hình sin?
Thuật toán lấy hàm sóng dụng cụ và chỉ số và tỷ lệ bộ điều biến cho bộ điều chế tần số. Đối với mỗi lưu ý, nó lấy tần số và lưu giá trị pha cho bộ dao động sóng mang và bộ điều biến. Bộ điều biến luôn sử dụng sóng hình sin.
Đây là thuật toán trong mã giả:
function ProduceSample(instrument, notes_playing)
for each note in notes_playing
if note.isPlaying()
# Calculate signal
if instrument.FMIndex != 0 # Apply FM
FMFrequency = note.frequency*instrument.FMRatio; # FM frequency is factor of note frequency.
note.FMPhase = note.FMPhase + FMFrequency / kGraphSampleRate # Phase of modulator.
frequencyDeviation = sin(note.FMPhase * PI)*instrument.FMIndex*FMFrequency # Frequency deviation. Max deviation is a factor of the FM frequency. Modulation is done by a sine wave.
note.phase = note.phase + (note.frequency + frequencyDeviation) / kGraphSampleRate # Adjust phase with deviation
# Reset the phase value to prevent the float from overflowing
if note.FMPhase >= 1
note.FMPhase = note.FMPhase - 1
end if
else # No FM applied
note.phase = note.phase + note.frequency / kGraphSampleRate # Adjust phase without deviation
end if
# Calculate the next sample
signal = signal + instrument.waveFunction(note.phase,instrument.waveParameter)*note.amplitude
# Reset the phase value to prevent the float from overflowing
if note.phase >= 1
note.phase = note.phase - 1
end if
end if
end loop
return signal
end function
Vì vậy, nếu tần số của ghi chú là 100Hz, FMRatio được đặt ở mức 0,5 và FMIndex là 0,1, nó sẽ tạo ra các tần số nằm trong khoảng 95Hz đến 105Hz trong chu kỳ 50Hz. Đây có phải là cách làm chính xác. Các thử nghiệm của tôi cho thấy rằng nó không phải lúc nào cũng đúng, đặc biệt là khi điều chỉnh cưa và sóng vuông. Có thể điều chỉnh sóng cưa và sóng vuông như thế này hay chỉ dùng cho sóng hình sin?
Đây là cách triển khai trong C và CoreAudio:
static OSStatus renderInput(void *inRefCon, AudioUnitRenderActionFlags *ioActionFlags, const AudioTimeStamp *inTimeStamp, UInt32 inBusNumber, UInt32 inNumberFrames, AudioBufferList *ioData){
AudioSynthesiser * audioController = (AudioSynthesiser *)inRefCon;
// Get a pointer to the dataBuffer of the AudioBufferList
AudioSampleType * outA = (AudioSampleType *) ioData->mBuffers[0].mData;
if(!audioController->playing){
for (UInt32 i = 0; i < inNumberFrames; ++i){
outA[i] = (SInt16)0;
}
return noErr;
}
Track * track = &audioController->tracks[inBusNumber];
SynthInstrument * instrument = (SynthInstrument *)track;
float frequency_deviation;
float FMFrequency;
// Loop through the callback buffer, generating samples
for (UInt32 i = 0; i < inNumberFrames; ++i){
float signal = 0;
for (int x = 0; x < 10; x++) {
Note * note = track->notes_playing[x];
if(note){
//Envelope code removed
//Calculate signal
if (instrument->FMIndex) { //Apply FM
FMFrequency = note->frequency*instrument->FMRatio; //FM frequency is factor of note frequency.
note->FMPhase += FMFrequency / kGraphSampleRate; //Phase of modulator.
frequency_deviation = sinf(note->FMPhase * M_PI)*instrument->FMIndex*FMFrequency; //Frequency deviation. Max deviation is a factor of the FM frequency. Modulation is done by a sine wave.
note->phase += (note->frequency + frequency_deviation) / kGraphSampleRate; //Adjust phase with deviation
// Reset the phase value to prevent the float from overflowing
if (note->FMPhase >= 1){
note->FMPhase--;
}
}else{
note->phase += note->frequency/ kGraphSampleRate; //Adjust phase without deviation
}
// Calculate the next sample
signal += instrument->wave_function(note->phase,instrument->wave_parameter)*track->note_amplitude[x];
// Reset the phase value to prevent the float from overflowing
if (note->phase >= 1){
note->phase--;
}
} //Else nothing added
}
if(signal > 1.0){
signal = 1;
}else if(signal < -1.0){
signal = -1.0;
}
audioController->wave[audioController->wave_last] = signal;
if (audioController->wave_last == 499) {
audioController->wave_last = 0;
}else{
audioController->wave_last++;
}
outA[i] = (SInt16)(signal * 32767.0f);
}
return noErr;
}
Câu trả lời được đánh giá rất cao.