/[svn]/linuxsampler/trunk/src/engines/common/SignalUnit.h
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revision 2217 by iliev, Tue Jul 26 15:51:30 2011 UTC revision 2264 by iliev, Mon Aug 22 10:00:01 2011 UTC
# Line 24  Line 24 
24  #define __LS_SIGNALUNIT_H__  #define __LS_SIGNALUNIT_H__
25    
26  #include "../../common/ArrayList.h"  #include "../../common/ArrayList.h"
27    #include "../../common/Pool.h"
28    
29    
30  namespace LinuxSampler {  namespace LinuxSampler {
31    
32        template<typename T>
33        class FixedArray {
34            public:
35                FixedArray(int capacity) {
36                    iSize = 0;
37                    iCapacity = capacity;
38                    pData = new T[iCapacity];
39                }
40                
41                ~FixedArray() {
42                    delete[] pData;
43                    pData = NULL;
44                }
45                
46                inline int size() const { return iSize; }
47                inline int capacity() { return iCapacity; }
48                
49                void add(T element) {
50                    if (iSize >= iCapacity) throw Exception("Array out of bounds");
51                    pData[iSize++] = element;
52                }
53                
54                
55                T& increment() {
56                    if (iSize >= iCapacity) throw Exception("Array out of bounds");
57                    return pData[iSize++];
58                }
59                
60                void clear() { iSize = 0; }
61                
62                void copy(const FixedArray<T>& array) {
63                    if(array.size() >= capacity()) throw Exception("Not enough space to copy array");
64                    for (int i = 0; i < array.size(); i++) pData[i] = array[i];
65                    iSize = array.size();
66                }
67                
68                inline T& operator[](int idx) const {
69                    return pData[idx];
70                }
71                
72            private:
73                T*   pData;
74                int  iSize;
75                int  iCapacity;
76        };
77        
78      class SignalUnitRack;      class SignalUnitRack;
79    
80      /**      /**
# Line 83  namespace LinuxSampler { Line 130  namespace LinuxSampler {
130                  Parameter(const Parameter& Prm) { Copy(Prm); }                  Parameter(const Parameter& Prm) { Copy(Prm); }
131                  void operator=(const Parameter& Prm) { Copy(Prm); }                  void operator=(const Parameter& Prm) { Copy(Prm); }
132                            
133                  virtual void Copy(const Parameter& Prm) {                  void Copy(const Parameter& Prm) {
134                      if (this == &Prm) return;                      if (this == &Prm) return;
135    
136                      pUnit = Prm.pUnit;                      pUnit = Prm.pUnit;
# Line 117  namespace LinuxSampler { Line 164  namespace LinuxSampler {
164          public:          public:
165              ArrayList<SignalUnit::Parameter> Params; // The list of parameters which are modulating the signal unit              ArrayList<SignalUnit::Parameter> Params; // The list of parameters which are modulating the signal unit
166                            
167              SignalUnit(SignalUnitRack* rack): pRack(rack), bActive(false), Level(0.0f), bCalculating(false), uiDelayTrigger(0) { }              SignalUnit(SignalUnitRack* rack): pRack(rack), bActive(false), Level(0.0f), bRecalculate(true), bCalculating(false), uiDelayTrigger(0) { }
168              SignalUnit(const SignalUnit& Unit): pRack(Unit.pRack) { Copy(Unit); }              SignalUnit(const SignalUnit& Unit): pRack(Unit.pRack) { Copy(Unit); }
169              void operator=(const SignalUnit& Unit) { Copy(Unit); }              void operator=(const SignalUnit& Unit) { Copy(Unit); }
170                virtual ~SignalUnit() { }
171                            
172              virtual void Copy(const SignalUnit& Unit) {              void Copy(const SignalUnit& Unit) {
173                  if (this == &Unit) return;                  if (this == &Unit) return;
174    
175                  bActive = Unit.bActive;                  bActive = Unit.bActive;
# Line 156  namespace LinuxSampler { Line 204  namespace LinuxSampler {
204               * the parameters, their levels are calculated too.               * the parameters, their levels are calculated too.
205               */               */
206              virtual float GetLevel() {              virtual float GetLevel() {
207                  if (!bRecalculate) return Level;                  if (Params.empty() || !bRecalculate) return Level;
208    
209                  if (bCalculating) {                  if (bCalculating) {
210                      std::cerr << "SignalUnit: Loop detected. Aborted!";                      std::cerr << "SignalUnit: Loop detected. Aborted!";
# Line 251  namespace LinuxSampler { Line 299  namespace LinuxSampler {
299               */               */
300              virtual float GetResonance() = 0;              virtual float GetResonance() = 0;
301                            
302                /** Should return value in the range [-100, 100] (L <-> R) */
303                virtual float GetPan() = 0;
304                
305              virtual float CalculateFilterCutoff(float cutoff) {              virtual float CalculateFilterCutoff(float cutoff) {
306                  cutoff *= GetFilterCutoff();                  cutoff *= GetFilterCutoff();
307                  return cutoff > 13500 ? 13500 : cutoff;                  return cutoff > 13500 ? 13500 : cutoff;
# Line 263  namespace LinuxSampler { Line 314  namespace LinuxSampler {
314              virtual float CalculateResonance(float res) {              virtual float CalculateResonance(float res) {
315                  return GetResonance() * res;                  return GetResonance() * res;
316              }              }
317                
318                /** Should return value in the range [0, 127] (L <-> R) */
319                virtual uint8_t CaluclatePan(uint8_t pan) {
320                    int p = pan + GetPan() * 0.63;
321                    if (p < 0) return 0;
322                    if (p > 127) return 127;
323                    return p;
324                }
325        };
326        
327        /**
328         * Used to smooth out the parameter changes.
329         */
330        class Smoother {
331            protected:
332                uint  timeSteps; // The number of time steps to reach the goal
333                uint  currentTimeStep;
334                float goal;
335                float prev;
336                
337            public:
338                /**
339                 *
340                 * @param time The time (in seconds) to reach the goal
341                 * @param sampleRate
342                 * @param val The initial value
343                 */
344                void trigger(float time, float sampleRate, float val = 0) {
345                    currentTimeStep = timeSteps = time * sampleRate;
346                    prev = goal = val;
347                }
348                
349                /**
350                 * Set the current value, which the smoother will not smooth out.
351                 * If you want the value to be smoothen out, use update() instead.
352                 */
353                void setValue( float val) {
354                    currentTimeStep = timeSteps;
355                    prev = goal = val;
356                }
357                
358                /**
359                 * Sets a new value. The render function will return
360                 * values gradually approaching this value.
361                 */
362                void update(float val) {
363                    if (val == goal) return;
364                    
365                    prev = prev + (goal - prev) * (currentTimeStep / (float)timeSteps);
366                    goal = val;
367                    currentTimeStep = 0;
368                }
369                
370                float render() {
371                    if (currentTimeStep >= timeSteps) return goal;
372                    return prev + (goal - prev) * (currentTimeStep++ / (float)timeSteps);
373                }
374                
375                bool isSmoothingOut() { return currentTimeStep < timeSteps; }
376                
377                float getGoal() { return goal; }
378      };      };
379            
380      /**      /**
381       * Continuous controller signal unit.       * Continuous controller signal unit.
382       * The level of this unit corresponds to the controller changes       * The level of this unit corresponds to the controllers changes
383       * and is normalized to be in the range from -1 to +1.       * and their influences.
384       */       */
385      class CCSignalUnit: public SignalUnit {      class CCSignalUnit: public SignalUnit {
386          private:          public:
387              uint8_t Ctrl; // The number of the MIDI controller which modulates this signal unit.              /** Listener which will be notified when the level of the unit is changed. */
388                class Listener {
389                    public:
390                        virtual void ValueChanged(CCSignalUnit* pUnit) = 0;
391                };
392                
393                class CC {
394                    public:
395                        uint8_t   Controller;  ///< MIDI controller number.
396                        uint8_t   Value;       ///< Controller Value.
397                        short int Curve;       ///< specifies the curve type
398                        float     Influence;
399                        float     Step;
400                        
401                        Smoother* pSmoother;
402                        
403                        CC (
404                            uint8_t   Controller = 0,
405                            float     Influence  = 0.0f,
406                            short int Curve      = -1,
407                            Smoother* pSmoother  = NULL,
408                            float     Step       = 0
409                        ) {
410                            this->Controller = Controller;
411                            this->Value = 0;
412                            this->Curve = Curve;
413                            this->Influence = Influence;
414                            this->pSmoother = pSmoother;
415                            this->Step  = Step;
416                        }
417                        
418                        CC(const CC& cc) { Copy(cc); }
419                        void operator=(const CC& cc) { Copy(cc); }
420                        
421                        void Copy(const CC& cc) {
422                            Controller = cc.Controller;
423                            Value      = cc.Value;
424                            Influence  = cc.Influence;
425                            Curve      = cc.Curve;
426                            pSmoother  = cc.pSmoother;
427                            Step       = cc.Step;
428                        }
429                };
430                
431            protected:
432                RTList<CC>* pCtrls; // The MIDI controllers which modulates this signal unit.
433                Listener* pListener;
434                bool hasSmoothCtrls; // determines whether there are smooth controllers (used for optimization)
435                bool isSmoothingOut; // determines whether there is a CC which is in process of smoothing out (used for optimization)
436    
437          public:          public:
438              CCSignalUnit(SignalUnitRack* rack, uint8_t Controller): SignalUnit(rack) {              
439                  Ctrl = Controller;              CCSignalUnit(SignalUnitRack* rack, Listener* l = NULL): SignalUnit(rack), pCtrls(NULL) {
440                    pListener = l;
441                    hasSmoothCtrls = isSmoothingOut = false;
442              }              }
443                            
444              CCSignalUnit(const CCSignalUnit& Unit): SignalUnit(Unit) { Copy(Unit); }              CCSignalUnit(const CCSignalUnit& Unit): SignalUnit(Unit.pRack), pCtrls(NULL) { Copy(Unit); }
445              void operator=(const CCSignalUnit& Unit) { SignalUnit::Copy(Unit); Copy(Unit); }              void operator=(const CCSignalUnit& Unit) { Copy(Unit); }
446                            
447              virtual void Copy(const CCSignalUnit& Unit) {              virtual ~CCSignalUnit() {
448                  Ctrl = Unit.Ctrl;                  if (pCtrls != NULL) delete pCtrls;
449              }              }
450                            
451              virtual void Increment() { }              void Copy(const CCSignalUnit& Unit) {
452                    if (pCtrls != NULL) delete pCtrls;
453                    pCtrls = new RTList<CC>(*(Unit.pCtrls));
454                    if (pCtrls->poolIsEmpty() && pCtrls->count() < Unit.pCtrls->count()) {
455                        std::cerr << "Maximum number of CC reached!" << std::endl;
456                    }
457                    
458                    pListener = Unit.pListener;
459                    hasSmoothCtrls = Unit.hasSmoothCtrls;
460                    isSmoothingOut = Unit.isSmoothingOut;
461                    SignalUnit::Copy(Unit);
462                }
463                
464                virtual void InitCCList(Pool<CC>* pCCPool, Pool<Smoother>* pSmootherPool) {
465                    if (pCtrls != NULL) delete pCtrls;
466                    pCtrls = new RTList<CC>(pCCPool);
467                }
468                
469                void AddCC(uint8_t Controller, float Influence, short int Curve = -1, Smoother* pSmoother = NULL, float Step = 0) {
470                    if(pCtrls->poolIsEmpty()) {
471                        std::cerr << "Maximum number of CC reached!" << std::endl;
472                        return;
473                    }
474                    *(pCtrls->allocAppend()) = CC(Controller, Influence, Curve, pSmoother, Step);
475                    if (pSmoother != NULL) hasSmoothCtrls = true;
476                }
477                
478                virtual void RemoveAllCCs() { pCtrls->clear(); }
479                
480                int GetCCCount() { return pCtrls->count(); }
481                
482                virtual void Increment() {
483                    if (hasSmoothCtrls && isSmoothingOut) Calculate();
484                }
485                
486                virtual void Trigger() {
487                    Calculate();
488                    bActive = Level != 0;
489                }
490                            
491              virtual void ProcessCCEvent(uint8_t Controller, uint8_t Value) {              virtual void ProcessCCEvent(uint8_t Controller, uint8_t Value) {
492                  if (Controller != Ctrl) return;                  bool recalculate = false;
493                                    
494                  // Normalize the value so it belongs to the interval [-1, +1]                  RTList<CC>::Iterator ctrl = pCtrls->first();
495                  Level = 2 * Value;                  RTList<CC>::Iterator end  = pCtrls->end();
496                  Level = Level/127.0f - 1.0f;                  for(; ctrl != end; ++ctrl) {
497                        if (Controller != (*ctrl).Controller) continue;
498                        if ((*ctrl).Value == Value) continue;
499                        
500                        (*ctrl).Value = Value;
501                        
502                        if ((*ctrl).Step > 0 && (*ctrl).pSmoother != NULL) {
503                            float oldGoal = (*ctrl).pSmoother->getGoal();
504                            float newGoal = Normalize(Value, (*ctrl).Curve) * (*ctrl).Influence;
505                            newGoal = ((int) (newGoal / (*ctrl).Step)) * (*ctrl).Step;
506                            if (oldGoal != newGoal) (*ctrl).pSmoother->update(newGoal);
507                        }
508                        
509                        if ((*ctrl).pSmoother != NULL && (*ctrl).Step <= 0) (*ctrl).pSmoother->update(Value);
510                        if (!bActive) bActive = true;
511                        recalculate = true;
512                    }
513                                    
514                  if (!bActive) bActive = true;                  if (!(hasSmoothCtrls && isSmoothingOut) && recalculate) Calculate();
515                }
516                
517                virtual void Calculate() {
518                    float l = 0;
519                    isSmoothingOut = false;
520                    RTList<CC>::Iterator ctrl = pCtrls->first();
521                    RTList<CC>::Iterator end  = pCtrls->end();
522                    for(; ctrl != end; ++ctrl) {
523                        if ((*ctrl).pSmoother == NULL) {
524                            float val = Normalize((*ctrl).Value, (*ctrl).Curve) * (*ctrl).Influence;
525                            if ((*ctrl).Step > 0) val = ( (int)(val / (*ctrl).Step) ) * (*ctrl).Step;
526                            l += val;
527                        } else {
528                            if ((*ctrl).pSmoother->isSmoothingOut()) isSmoothingOut = true;
529                            
530                            if ((*ctrl).Step > 0) {
531                                l += (*ctrl).pSmoother->render();
532                            } else {
533                                l += Normalize((*ctrl).pSmoother->render(), (*ctrl).Curve) * (*ctrl).Influence;
534                            }
535                        }
536                    }
537                    if (Level != l) {
538                        Level = l;
539                        if (pListener != NULL) pListener->ValueChanged(this);
540                    }
541                }
542                
543                virtual float Normalize(uint8_t val, short int curve = -1) {
544                    return val / 127.0f;
545              }              }
546      };      };
547            
Legend:
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