OpenALとOpenGLでシンセサイザーを作ってみた


シンセサイザーといってもそんな御大層な物ではありません。キーボードを正弦波が出る鍵盤にします。

OpenAL


OpenGLは有名なので説明しません。OpenALはフリーのオーディオライブラリです。OpenGLとの相性がいいらしいです。いろんなゲームで使われています。unityでも使われているらしいです。最後に更新されたのは2010年7月20日です。検索するとOpenAIと間違われます。

俺が検索したのはOpenALだ。OpenAIじゃない。ふざけるな！！


アンインストールだのウイルスだのそんな悲しいこと言わないで。関連性が高いどころか関連性の全くないOpenAIは引っ込め。



実装


1~9の数字キーを押すと対応する音が鳴るようにします。以下がソースコードです。
github 

                        
#define _USE_MATH_DEFINES
#include <stdio.h>
#include <math.h>
#include <al.h>
#include <alc.h>
#include <GL/glut.h>

ALCdevice *device;
ALCcontext *context;
ALshort waveData[48000];
ALuint buffer;
ALuint source;
int SamplingFrequency;
double baseFrequency = 440.0;
double frequency;

void GetKey(unsigned char key, int x, int y)
{
    frequency = baseFrequency * pow(2.0, ((key - 49.0) / 12.0));

    alSourceStop(source);

    alGenBuffers(1, &buffer);
    alGenSources(1, &source);

    for (int i = 0; i < 48000; i++)
    {
        waveData[i] = 32767.0 * sin(2 * M_PI * frequency * i / SamplingFrequency);
    }
    alBufferData(buffer, AL_FORMAT_MONO16, waveData, sizeof(waveData), SamplingFrequency);
    alSourcei(source, AL_BUFFER, buffer);
    alSourcei(source, AL_LOOPING, AL_TRUE);
    alSourcePlay(source);
}

void Display()
{
	glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    device = alcOpenDevice(NULL);
    context = alcCreateContext(device, NULL);
    alcMakeContextCurrent(context);
    alcGetIntegerv(device, ALC_FREQUENCY, 1, &SamplingFrequency);

    glutInit(&argc,argv);
	glutInitDisplayMode(GLUT_RGBA);
    glutCreateWindow("synth");
    glutDisplayFunc(Display);
    glutKeyboardUpFunc(GetKey);
    glutMainLoop();

    return 0;
}
1を押すとA4(440Hz)、2を押すとA#4、3を押すとB4というように、数字が大きくなると黒鍵を含めた鍵盤の順に音が高くなります。キーボードの9までです。それ以外のキーを押しても音は鳴りますが、音は鍵盤の順にはなりません。

解説


キーボードのいずれかのキーが押されると、関数GetKey()が実行されます。関数GetKey()内部では、押されたキーによって周波数を決定し、波形を生成し、再生します。キーボードの入力を受け取ると、プログラムはASCIIコードで受け取ります。ASCIIコードの詳細に関してはリンク先を参照して欲しいのですが、要は文字に対して数を割り当てて管理しているのです。1~9の文字の場合、1から順に49~57が割り当てられています。そのため、キーボードで1が押されると、プログラムでは49の数値として受け取ります。それらを元として周波数を計算しています。



おわり


このプログラムにおいてOpenGLは飾りです。やろうと思えばOpenALとOpenGLでDAWも作れそう。

参考文献

更新履歴

  • 2023/12/7
    • コード修正
    • githubのリンク追加
  • 2023/11/26
    • 記事作成