Создание индивидуальных аудиофонов в среде Delphi: тонкая настройка частоты и амплитуды

Delphi , Мультимедиа , Запись звука

Создание индивидуальных аудиофонов в среде Delphi

Приветствую, разработчики! Сегодня мы поговорим о том, как создать простой одиночный тон или пользовательскую волну с использованием языка Object Pascal и среды разработки Delphi. Эта информация пригодится тем, кто хочет добавить звуковые эффекты в свои проекты без использования сложных библиотек для генерации музыки.

Основы работы со звуком

Прежде всего, важно понимать основные концепции, лежащие в основе работы со звуком. Звук можно описать как волну, которая колеблется с определённой частотой и амплитудой. В контексте цифрового аудио, эти волны представлены последовательностью чисел (сэмплов), которые затем воспроизводятся звуковой картой в виде звука.

Генерация одиночного тона

Чтобы создать одиночный тон, мы можем использовать простую математическую функцию: синусоиду. Формула для генерации волны с частотой f и амплитудой A выглядит так:

A * sin(2 * PI * f * t)

где PI — это число Пи (примерно 3.14), f — частота тона в герцах, t — время в секундах.

Работа со сэмплами

В цифровом аудио время не является непрерывным, оно дискретизировано и представлено отдельными "снимками" звуковой волны, называемыми сэмплами. Частота, с которой делаются эти снимки, называется частотой дискретизации (sample rate). Формула для генерации одиночного тона с учетом дискретизации выглядит следующим образом:

A * sin(2 * PI * f * dt * i)

где dt — это время между сэмплами, которое равно обратной величине частоты дискретизации (1 / Fs), а i — номер текущего сэмпла.

Пример кода на Object Pascal

Теперь давайте перейдем к примеру кода. Предположим, мы хотим создать одиночный тон частотой 15 кГц и не важна какая-то конкретная амплитуда. Мы будем использовать функцию waveOutWrite для записи волны в звуковую карту.

program SingleTonePlayer;

{$APPTYPE CONSOLE}

uses
  Windows,
  MMSystem;

// Параметры тона
const
  SampleRate = 44100; // Частота дискретизации (обычно это значение)
  ToneFrequency = 15000; // Частота одиночного тона в герцах

var
  Samples: array of Double;
  WaveHdr: TWaveHdr;

function CreateTone(SampleRate, ToneFrequency, Seconds: LongWord): Integer;
var
  i, NumSamples: LongInt;
begin
  Result := 0;
  NumSamples := SampleRate * Seconds;
  SetLength(Samples, NumSamples);
  for i := 0 to NumSamples - 1 do
    Samples[i] := Round(0.5 * Sin(2 * PI * ToneFrequency * (i / SampleRate)));
  Result := NumSamples;
end;

procedure PlayTone(Tones: array of Double; NumTones: Integer);
var
  WaveOutDevice: HWaveOut;
  BytesPerSec, AlignSize, BitsPerSample: LongInt;
  hThread: cardinal;
begin
  if waveOutGetNumDevs = 0 then Exit;

  // Настройка параметров волны
  BytesPerSec := SampleRate * SizeOf(Double);
  BitsPerSample := SizeOf(Double) * 8;
  AlignSize := (BytesPerSec + (BitsPerSample - 1)) div BitsPerSample;
  SetLength(Samples, AlignSize);

  // Открытие устройства
  if waveOutOpen(@WaveOutDevice, 0, @(Samples[0] as PWAVEFORMAT), 0, 0, CALLBACK_NULL) <> S_OK then Exit;

  WaveHdr.lpData := TBytes(Tones);
  WaveHdr.dwBufferLength := NumTones * SizeOf(Double);

  // Установка формата волны
  with WaveHdr.waveFormatEx do
    begin
      wFormatTag := WAVE_FORMAT_IEEE_FLOAT;
      nChannels := 1; // Моно
      nSamplesPerSec := SampleRate;
      nAvgBytesPerSec := BytesPerSec;
      nBlockAlign := AlignSize;
      wBitsPerSample := BitsPerSample;
      cbSize := 0;
    end;

  WaveHdr.dwFlags := WHDR_BROADCAST | WHDR_PREPARED;
  WaveHdr.loFlags := 0;
  WaveOutPrepareHeader(WaveOutDevice, @WaveHdr, SizeOf(TWaveHdr));

  // Запуск воспроизведения
  WaveOutWrite(WaveOutDevice, @WaveHdr, 1);

  // Ждем завершения воспроизведения
  while (WaveHdr.dwFlags and WHDR_PREPARED) <> 0 do Sleep(10);
end;

var
  NumSamples: Integer;
begin
  NumSamples := CreateTone(SampleRate, ToneFrequency, 5); // Воспроизводим тон в течение 5 секунд
  PlayTone(Samples[0], NumSamples);

  Readln; // Программа ждет нажатия клавиши для завершения воспроизведения
end.

Этот код создает простой одиночный тон и воспроизводит его с помощью функции waveOutWrite. Вы можете адаптировать параметры тона, такие как частота и продолжительность, под свои нужды.

Заключение

Теперь вы знаете, как создать индивидуальный аудиофон в среде Delphi. Используя простую математическую функцию синусоиды, вы можете генерировать волны с различной частотой и амплитудой для ваших проектов на Object Pascal.

Напоминаем, что при работе со звуком важно учитывать ограничения частоты дискретизации и битов глубины. Успехов в разработке!

Создано по материалам из источника по ссылке.

Создание индивидуальных аудиофонов с использованием языка Object Pascal и среды Delphi.

Комментарии и вопросы

Получайте свежие новости и обновления по Object Pascal, Delphi и Lazarus прямо в свой смартфон. Подпишитесь на наш Telegram-канал delphi_kansoftware и будьте в курсе последних тенденций в разработке под Linux, Windows, Android и iOS

:: Главная :: Запись звука ::