07 6月 2020

音频开发进阶（三）使用DSP模块（附源码·EQ效果器）

JUCE 在 5.1 版本之后加入了 dsp 模块，从此可以通过调用接口的方式实现各种音频效果，降低了对开发者算法水平的要求。

确定目标

一个 EQ 效果器

收集信息

在开发文档中的 dsp 分区里，发现 Filter 是我想要的。

在查阅相关资料后,得知 Filter 对象有三个接口需要调用 :
1.prepare(ProcessSpec&)- 在处理信号前调用，设定采样率等规格参数，必须调用
2.reset – 重置通道
3.process(ProcessContextReplacing或ProcessContextNonReplacing) – 处理信号

查到 ProcessorDuplicator 把一个处理器变成双声道立体声两个处理器，同时它为被代理的处理器(比如这里的 dsp::IIR:Filter ) 实现一种适配器的模式。这种模式中对 ProcessorDuplicator 的操作和对原处理器(比如这里的 Filter )的的操作极为类似。（在这里就是 ProcessorDuplicator 对应 Filter, ProcessorDuplicator 的参数字段 state 对应 Coefficients ）

整理思路

用 ProcessorDuplicator 代理 Filter，即 Filter 的 prepare、reset、process 都换成 ProcessorDuplicator 的。此外 ProcessorDuplicator 的 state 对象等同于 Filter 的 Coefficients的作用。

用 dsp::IIR::Coefficients::makePeakFilter 接口为 state（代理的Coefficients）参数赋值，用以设置滤波器参数。

在prepareToPlay中调用 prepare，releaseResources调用reset。

在Audio Plugin中输出和输入同源，输入输出都是 getWritePoint 这个数组，所以 process 采用 ProcessContextReplacing 这个参数，而 ProcessContextReplacing 也需要一个AudioBlock参数才能初始化。
（ProssContextReplacint(AudioBlock(buffer))

付诸行动

先要在JUCE工程中勾选DSP模块，才能打开DSP功能使用 dsp 命名空间。

声明推子

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// PluginEditor.h
...
MyEqAudioProcessor& processor;
Slider HF_Vol; // 声明一个推子 <-
JUCE_DECLARE_NON_COPYABLE_WITH_LEAK_DETECTOR (MyEqAudioProcessorEditor)
...

让推子影响变量

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// PluginEditor.cpp
...
MyEqAudioProcessorEditor::MyEqAudioProcessorEditor (MyEqAudioProcessor& p)
: AudioProcessorEditor (&p), processor (p)
{
HF_Vol.setRange(0.01, 1, 0.01);
HF_Vol.setBounds(0, 0, 100, 50);
HF_Vol.setSliderStyle(Slider::SliderStyle::LinearHorizontal);
HF_Vol.setTextBoxStyle(Slider::TextBoxBelow, true, 100, 30);;
addAndMakeVisible(HF_Vol);

HF_Vol.onValueChange = [this]
{
*(processor.myFilter.state) = *(dsp::IIR::Coefficients<float>::makePeakFilter(processor.getSampleRate(),2400.0f,0.7f,HF_Vol.getValue()));
};

setSize (400, 300);

*(processor.myFilter.state) = *(dsp::IIR::Coefficients<float>::makePeakFilter(processor.getSampleRate(), 2400.0f, 0.7f, HF_Vol.getValue()));
}
...

声明处理器

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// PluginProcessor.h
...
void setStateInformation (const void* data, int sizeInBytes) override;
dsp::ProcessorDuplicator<dsp::IIR::Filter<float>, dsp::IIR::Coefficients<float>> myFilter; // 声明一个处理器 <-
private:
...

prepare 与 reset

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// PluginProcessor.cpp
...
void MyEqAudioProcessor::prepareToPlay (double sampleRate, int samplesPerBlock)
{
dsp::ProcessSpec ps;
ps.maximumBlockSize = samplesPerBlock;
ps.numChannels = getTotalNumOutputChannels();
ps.sampleRate = sampleRate;

myFilter.prepare(ps);

}

void MyEqAudioProcessor::releaseResources()
{
myFilter.reset();
}
...

处理器处理信号

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// PluginProcessor.cpp
...
void MyEqAudioProcessor::processBlock (AudioBuffer<float>& buffer, MidiBuffer& midiMessages)
{
ScopedNoDenormals noDenormals;

myFilter.process(dsp::ProcessContextReplacing<float>(dsp::AudioBlock<float>(buffer)));
}
...

这样就完成了

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