播放不同的音調

的正弦波我有一個（很簡單）的代碼，我放在一起時播放特定頻率的正弦波併發揮它 - 它的工作原理沒有問題：播放不同的音調

public class Sine { 

    private static final int SAMPLE_RATE = 16 * 1024; 
    private static final int FREQ = 500; 

    public static void main(String[] args) throws LineUnavailableException { 
     final AudioFormat af = new AudioFormat(SAMPLE_RATE, 8, 1, true, true); 
     try(SourceDataLine line = AudioSystem.getSourceDataLine(af)) { 
      line.open(af, SAMPLE_RATE); 
      line.start(); 
      play(line); 
      line.drain(); 
     } 
    } 

    private static void play(SourceDataLine line) { 
     byte[] arr = getData(); 
     line.write(arr, 0, arr.length); 
    } 

    private static byte[] getData() { 
     final int LENGTH = SAMPLE_RATE * 100; 
     final byte[] arr = new byte[LENGTH]; 
     for(int i = 0; i < arr.length; i++) { 
      double angle = (2.0 * Math.PI * i)/(SAMPLE_RATE/FREQ); 
      arr[i] = (byte) (Math.sin(angle) * 127); 
     } 
     return arr; 
    } 
}

我也可以修改getData()方法來返回一個字節數組，它在播放時會產生逐漸變化的音高，在那裏沒有問題。

但是，我正在努力不斷地播放正弦波，我可以平穩地更新「現場」的頻率和幅度 - 即在上面的示例中FREQ已被另一個線程更改並且聲音更新爲即時的。我已經嘗試創建字節數組，然後在基於所需值的單獨線程中填充它，但似乎沒有任何結果或失真。我也試過以大塊寫入SourceDataLine，但這提供了離散頻率的「塊」，而不是我之後的平滑過渡。搜索周圍似乎沒有提供比我已經嘗試過的更多。

這是模擬一個theramin，所以理想情況下需要儘可能平滑低延遲。

我可以提前做到沒有問題 - 但生活是棘手的。有沒有人可以分享他們的想法或實例？

來源

2012-09-10 berry120

使用[javax.sound.midi]（http://docs.oracle.com/javase/7/docs/api/javax/sound/midi/package-summary.html）可能會帶來更好的運氣。 MIDI規格。 Channel Pressure＆Pitch Bend似乎適合用例。 –

@AndrewThompson我的確想到了這一點，但是我認爲我只能彎曲我目前正在演奏的音符的任何一邊的音調，所以需要找到一些「默默」的機制（因爲想要一個更好的詞）在音調變化時我正在演奏的音符之間切換，然後使用彎音來管理轉場。 – berry120

我寫了一個Java特雷門琴，它可以在這個網址播放：

http://www.hexara.com/VSL/JTheremin.htm

在該網站上，有兩個鏈接到Java遊戲論壇，有對各種問題進行一些討論參與其中。

我使用波表而不是sin函數來生成PCM數據，但改變饋入sin函數的變量的方法可以用類似的方式設置。

最簡單的做法是在最基本的while循環中創建聲音字節的基礎類中使用volatile類型的float或double類型。你的GUI可以更新這個變量，while循環可以基於此計算基音計算。

爲每個緩衝區負載諮詢變量變量不會令人滿意，因此下一個邏輯步驟是讓您的while循環在您處理的每個幀中檢查此變量！是的，這意味着如果這是您的幀速率，則指的是每秒44100次的音調變量。

但即便如此，問題仍然是響應受JVM時間片線程方式的限制。當聲音線程沒有主動循環時，它也不會讀取已放入「音高」變量的新值！回想一下，雖然聲音線程完全能夠保持幀速率不變，但它並不是「實時」這樣做的，而是以一連串的活動。因此，在聲音處理線程正在休眠期間，GUI可能會重寫幾次音調值，導致音調不連續。

爲了解決這個問題，我創建了一個FIFO，用於存儲和生成所有GUI生成的音高變化事件的時間戳。在最裏面的聲音處理循環中，以每個採樣爲基礎，查閱此FIFO（而不是前面提到的volatile倍數）以確定要使用的音高值。由於來自GUI的音高值將是離散值並且在不同時間出現，因此您需要一種插值音高值以填補空白的方法。我使用時間戳和值來計算每幀插值，從而更新每個採樣最內層循環中的變量變量。

我認爲仍然存在很多問題，因爲我寫了這個解決方案，並期待着重新審視這個問題！

來源

2012-09-11 00:27:38

太棒了，謝謝！我會看看你的方法，看看我能想出什麼。 – berry120

我讓Theremin的PCM生成部分實現了一個TargetDataLine，如果有幫助的話。另外，我不確定我是否清楚，我的意思是說，無論是使用音高表還是使用直接正弦函數，更新音高計算的方法都可以相同。項目祝你好運！我很想聽聽更多關於它如何適合你的信息。我計劃在太久之前回到它，我自己，以及部分完成的FM合成器項目。（包含頻率改變的更多正弦波。） –

看起來你只是從數據數組中讀取一次，所以無論數據是否被修改，只會產生一個音高。我認爲你需要在循環中播放一個短波，每次迭代重新讀取數據數組。我不知道SourceDataLine類是如何運作的，所以我不知道這是否會產生不分段的聲音。

來源

2012-09-10 17:54:16 scleaver

我知道上面的代碼只產生一個音高 - 這是簡單的部分;）我只是不確定將其修改爲產生「實時」可更新變量音調的最佳方式。是的，在一個循環中以塊形式寫入它會產生分段聲音，而不是我之後的連續變換。 – berry120

你有SourceDataLine的源代碼嗎？您似乎需要確切地知道如何以及何時讀取通過它的數組。 – scleaver

這是一個標準的Java類：http://docs.oracle.com/javase/7/docs/api/javax/sound/sampled/SourceDataLine.html – berry120

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