better timbre of tuba

This commit is contained in:
Sergey Chernov 2025-10-13 12:28:14 +04:00
parent 21be5ed986
commit ab0c5147e6

View File

@ -47,18 +47,16 @@ class AdvancedTubaSynth(private val context: Context) {
private var currentFrequency = 0f
private var targetFrequency = 0f
private var isNoteOn = false
private var currentAmplitude = 0.0
private var phase = 0.0
// Простая и надежная огибающая
// Простая огибающая
private var envelopeValue = 0.0
private var envelopeState = 0 // 0: idle, 1: attack, 2: sustain, 3: release
private var envelopeCounter = 0
private var envelopeSamples = 0
private var envelopeState = 0 // 0: idle, 1: attack, 2: release
// Параметры огибающей
private val attackSamples = (0.01 * SAMPLE_RATE).toInt() // 10ms атака
private val releaseSamples = (0.1 * SAMPLE_RATE).toInt() // 100ms релиз
private val sustainLevel = 0.8
private val releaseSamples = (0.15 * SAMPLE_RATE).toInt() // 150ms релиз
// Минимальный буфер для low-latency
private val bufferSize = 512
@ -117,7 +115,7 @@ class AdvancedTubaSynth(private val context: Context) {
// Новая нота - начинаем с атаки
isNoteOn = true
envelopeState = 1 // attack
envelopeCounter = 0
envelopeSamples = 0
envelopeValue = 0.0
currentFrequency = frequency
@ -135,10 +133,8 @@ class AdvancedTubaSynth(private val context: Context) {
synchronized(lock) {
if (isNoteOn) {
isNoteOn = false
if (envelopeState != 0) {
envelopeState = 3 // release
envelopeCounter = 0
}
envelopeState = 2 // release
envelopeSamples = 0
}
}
}
@ -162,10 +158,9 @@ class AdvancedTubaSynth(private val context: Context) {
currentThread = Thread {
val buffer = ShortArray(bufferSize)
var continueGeneration = true
try {
while (!shouldStop && isPlaying && continueGeneration) {
while (!shouldStop && isPlaying) {
// Заполняем буфер
var allSamplesZero = true
for (i in buffer.indices) {
@ -180,33 +175,22 @@ class AdvancedTubaSynth(private val context: Context) {
val track = audioTrack
if (track?.state == AudioTrack.STATE_INITIALIZED && track.playState == AudioTrack.PLAYSTATE_PLAYING) {
try {
val written = track.write(buffer, 0, buffer.size)
if (written < buffer.size) {
Thread.sleep(1)
}
track.write(buffer, 0, buffer.size)
} catch (e: Exception) {
if (!shouldStop) {
e.printStackTrace()
android.os.Handler(android.os.Looper.getMainLooper()).post {
initializeAudioTrack()
}
continueGeneration = false
}
}
} else {
android.os.Handler(android.os.Looper.getMainLooper()).post {
initializeAudioTrack()
}
continueGeneration = false
}
// Останавливаем генерацию только если огибающая в состоянии idle
// и прошло достаточно времени для гарантии полного затухания
// Останавливаем генерацию только если огибающая завершила релиз
if (allSamplesZero && envelopeState == 0) {
synchronized(lock) {
if (!isNoteOn) {
isPlaying = false
continueGeneration = false
}
}
}
@ -223,7 +207,6 @@ class AdvancedTubaSynth(private val context: Context) {
private fun generateSample(): Double {
synchronized(lock) {
// Плавное изменение частоты для легато
if (abs(currentFrequency - targetFrequency) > 0.1) {
currentFrequency += (targetFrequency - currentFrequency) * 0.2f
@ -237,59 +220,45 @@ class AdvancedTubaSynth(private val context: Context) {
return 0.0
}
// Генерация waveform с правильным тембром тубы
// Генерация waveform с чистым тембром тубы
val wave = calculateTubaWaveform(currentFrequency)
// В начале generateSample(), перед возвратом результата:
val result = wave * envelopeValue
// Очень мягкое ограничение на самых низких уровнях громкости
return if (abs(result) < 0.001) {
result * (1.0 - exp(-abs(result) * 100.0))
} else {
result
}
// return wave * envelopeValue
return wave * envelopeValue
}
}
private fun updateEnvelope() {
when (envelopeState) {
1 -> { // Атака
envelopeCounter++
if (envelopeCounter >= attackSamples) {
envelopeValue = sustainLevel
envelopeState = 2 // сустейн
envelopeSamples++
if (envelopeSamples >= attackSamples) {
envelopeValue = 1.0
// Остаемся в атаке - переход к релизу только при stopNote()
} else {
// Линейная атака
envelopeValue = (envelopeCounter.toDouble() / attackSamples) * sustainLevel
// Плавная атака
envelopeValue = envelopeSamples.toDouble() / attackSamples
}
}
2 -> { // Суснейн
envelopeValue = sustainLevel
// Если нота отпущена, переходим к релизу
if (!isNoteOn) {
envelopeState = 3
envelopeCounter = 0
}
}
3 -> { // Релиз
envelopeCounter++
if (envelopeCounter >= releaseSamples) {
2 -> { // Релиз
envelopeSamples++
if (envelopeSamples >= releaseSamples) {
envelopeValue = 0.0
envelopeState = 0 // idle
} else {
// Линейный релиз
envelopeValue = sustainLevel * (1.0 - envelopeCounter.toDouble() / releaseSamples)
// Плавный релиз
envelopeValue = 1.0 - (envelopeSamples.toDouble() / releaseSamples)
// Гарантируем плавное затухание в конце
if (envelopeValue < 0.01) {
envelopeValue = 0.0
}
}
}
}
currentAmplitude = envelopeValue
}
private fun calculateTubaWaveform(freq: Float): Double {
// Используем фазовый накопитель для избежания щелчков
// Используем фазовый накопитель
val phaseIncrement = 2.0 * PI * freq / SAMPLE_RATE
phase += phaseIncrement
@ -298,22 +267,18 @@ class AdvancedTubaSynth(private val context: Context) {
phase -= 2.0 * PI
}
// Базовый тон и обертоны, характерные для тубы
// Характерные обертоны для тубы
val fundamental = sin(phase)
val overtone2 = sin(2.0 * phase) * 0.5 // октава
val overtone3 = sin(3.0 * phase) * 0.3 // квинта
val overtone4 = sin(4.0 * phase) * 0.2 // октава
val overtone5 = sin(5.0 * phase) * 0.15 // большая терция
// Оптимизированные обертоны для тембра тубы
val overtones =
sin(2.0 * phase) * 0.5 + // октава
sin(3.0 * phase) * 0.3 + // квинта
sin(4.0 * phase) * 0.2 + // октава
sin(5.0 * phase) * 0.15 + // большая терция
sin(6.0 * phase) * 0.1 // квинта
// Смешиваем с весами, характерными для тубы
val mixed = fundamental * 0.7 + overtone2 * 0.5 + overtone3 * 0.3 + overtone4 * 0.2 + overtone5 * 0.15
// Смешиваем основной тон и обертоны
val mixed = fundamental * 0.7 + overtones * 0.6
// Мягкое ограничение для теплого звука
return tanh(mixed * 1.5) / 1.5
// Очень мягкое ограничение для теплого звука
return tanh(mixed)
}
fun isActive(): Boolean {
@ -332,6 +297,13 @@ class AdvancedTubaSynth(private val context: Context) {
shouldStop = true
isPlaying = false
// Даем время на завершение релиза
try {
Thread.sleep(200)
} catch (e: InterruptedException) {
// Игнорируем
}
// Безопасная остановка потока
currentThread?.let { thread ->
try {