quantum/audio/voices.c

   1 /* Copyright 2016 Jack Humbert
   2  *
   3  * This program is free software: you can redistribute it and/or modify
   4  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
   5  * the Free Software Foundation, either version 2 of the License, or
   6  * (at your option) any later version.
   7  *
   8  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
   9  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  10  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  11  * GNU General Public License for more details.
  12  *
  13  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  14  * along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  15  */
  16 #include "voices.h"
  17 #include "audio.h"
  18 #include "stdlib.h"
  19
  20 // these are imported from audio.c
  21 extern uint16_t envelope_index;
  22 extern float note_timbre;
  23 extern float polyphony_rate;
  24 extern bool glissando;
  25
  26 voice_type voice = default_voice;
  27
  28 void set_voice(voice_type v) {
  29     voice = v;
  30 }
  31
  32 void voice_iterate() {
  33     voice = (voice + 1) % number_of_voices;
  34 }
  35
  36 void voice_deiterate() {
  37     voice = (voice - 1 + number_of_voices) % number_of_voices;
  38 }
  39
  40 float voice_envelope(float frequency) {
  41     // envelope_index ranges from 0 to 0xFFFF, which is preserved at 880.0 Hz
  42     __attribute__ ((unused))
  43     uint16_t compensated_index = (uint16_t)((float)envelope_index * (880.0 / frequency));
  44
  45     switch (voice) {
  46         case default_voice:
  47             glissando = false;
  48             note_timbre = TIMBRE_50;
  49             polyphony_rate = 0;
  50                 break;
  51
  52     #ifdef AUDIO_VOICES
  53
  54         case something:
  55             glissando = false;
  56             polyphony_rate = 0;
  57             switch (compensated_index) {
  58                 case 0 ... 9:
  59                     note_timbre = TIMBRE_12;
  60                     break;
  61
  62                 case 10 ... 19:
  63                     note_timbre = TIMBRE_25;
  64                     break;
  65
  66                 case 20 ... 200:
  67                     note_timbre = .125 + .125;
  68                     break;
  69
  70                 default:
  71                     note_timbre = .125;
  72                     break;
  73             }
  74             break;
  75
  76         case drums:
  77             glissando = false;
  78             polyphony_rate = 0;
  79                 // switch (compensated_index) {
  80                 //     case 0 ... 10:
  81                 //         note_timbre = 0.5;
  82                 //         break;
  83                 //     case 11 ... 20:
  84                 //         note_timbre = 0.5 * (21 - compensated_index) / 10;
  85                 //         break;
  86                 //     default:
  87                 //         note_timbre = 0;
  88                 //         break;
  89                 // }
  90                 // frequency = (rand() % (int)(frequency * 1.2 - frequency)) + (frequency * 0.8);
  91
  92             if (frequency < 80.0) {
  93
  94             } else if (frequency < 160.0) {
  95
  96                 // Bass drum: 60 - 100 Hz
  97                 frequency = (rand() % (int)(40)) + 60;
  98                 switch (envelope_index) {
  99                     case 0 ... 10:
 100                         note_timbre = 0.5;
 101                         break;
 102                     case 11 ... 20:
 103                         note_timbre = 0.5 * (21 - envelope_index) / 10;
 104                         break;
 105                     default:
 106                         note_timbre = 0;
 107                         break;
 108                 }
 109
 110             } else if (frequency < 320.0) {
 111
 112
 113                 // Snare drum: 1 - 2 KHz
 114                 frequency = (rand() % (int)(1000)) + 1000;
 115                 switch (envelope_index) {
 116                     case 0 ... 5:
 117                         note_timbre = 0.5;
 118                         break;
 119                     case 6 ... 20:
 120                         note_timbre = 0.5 * (21 - envelope_index) / 15;
 121                         break;
 122                     default:
 123                         note_timbre = 0;
 124                         break;
 125                 }
 126
 127             } else if (frequency < 640.0) {
 128
 129                 // Closed Hi-hat: 3 - 5 KHz
 130                 frequency = (rand() % (int)(2000)) + 3000;
 131                 switch (envelope_index) {
 132                     case 0 ... 15:
 133                         note_timbre = 0.5;
 134                         break;
 135                     case 16 ... 20:
 136                         note_timbre = 0.5 * (21 - envelope_index) / 5;
 137                         break;
 138                     default:
 139                         note_timbre = 0;
 140                         break;
 141                 }
 142
 143             } else if (frequency < 1280.0) {
 144
 145                 // Open Hi-hat: 3 - 5 KHz
 146                 frequency = (rand() % (int)(2000)) + 3000;
 147                 switch (envelope_index) {
 148                     case 0 ... 35:
 149                         note_timbre = 0.5;
 150                         break;
 151                     case 36 ... 50:
 152                         note_timbre = 0.5 * (51 - envelope_index) / 15;
 153                         break;
 154                     default:
 155                         note_timbre = 0;
 156                         break;
 157                 }
 158
 159             }
 160             break;
 161         case butts_fader:
 162             glissando = true;
 163             polyphony_rate = 0;
 164             switch (compensated_index) {
 165                 case 0 ... 9:
 166                     frequency = frequency / 4;
 167                     note_timbre = TIMBRE_12;
 168                         break;
 169
 170                 case 10 ... 19:
 171                     frequency = frequency / 2;
 172                     note_timbre = TIMBRE_12;
 173                         break;
 174
 175                 case 20 ... 200:
 176                     note_timbre = .125 - pow(((float)compensated_index - 20) / (200 - 20), 2)*.125;
 177                         break;
 178
 179                 default:
 180                     note_timbre = 0;
 181                         break;
 182             }
 183             break;
 184
 185         // case octave_crunch:
 186         //     polyphony_rate = 0;
 187         //     switch (compensated_index) {
 188         //         case 0 ... 9:
 189         //         case 20 ... 24:
 190         //         case 30 ... 32:
 191         //             frequency = frequency / 2;
 192         //             note_timbre = TIMBRE_12;
 193         //         break;
 194
 195         //         case 10 ... 19:
 196         //         case 25 ... 29:
 197         //         case 33 ... 35:
 198         //             frequency = frequency * 2;
 199         //             note_timbre = TIMBRE_12;
 200                //          break;
 201
 202         //         default:
 203         //             note_timbre = TIMBRE_12;
 204         //              break;
 205         //     }
 206                //  break;
 207
 208         case duty_osc:
 209             // This slows the loop down a substantial amount, so higher notes may freeze
 210             glissando = true;
 211             polyphony_rate = 0;
 212             switch (compensated_index) {
 213                 default:
 214                     #define OCS_SPEED 10
 215                     #define OCS_AMP   .25
 216                     // sine wave is slow
 217                     // note_timbre = (sin((float)compensated_index/10000*OCS_SPEED) * OCS_AMP / 2) + .5;
 218                     // triangle wave is a bit faster
 219                     note_timbre = (float)abs((compensated_index*OCS_SPEED % 3000) - 1500) * ( OCS_AMP / 1500 ) + (1 - OCS_AMP) / 2;
 220                         break;
 221             }
 222                 break;
 223
 224         case duty_octave_down:
 225             glissando = true;
 226             polyphony_rate = 0;
 227             note_timbre = (envelope_index % 2) * .125 + .375 * 2;
 228             if ((envelope_index % 4) == 0)
 229                 note_timbre = 0.5;
 230             if ((envelope_index % 8) == 0)
 231                 note_timbre = 0;
 232             break;
 233         case delayed_vibrato:
 234             glissando = true;
 235             polyphony_rate = 0;
 236             note_timbre = TIMBRE_50;
 237             #define VOICE_VIBRATO_DELAY 150
 238             #define VOICE_VIBRATO_SPEED 50
 239             switch (compensated_index) {
 240                 case 0 ... VOICE_VIBRATO_DELAY:
 241                     break;
 242                 default:
 243                     frequency = frequency * vibrato_lut[(int)fmod((((float)compensated_index - (VOICE_VIBRATO_DELAY + 1))/1000*VOICE_VIBRATO_SPEED), VIBRATO_LUT_LENGTH)];
 244                     break;
 245             }
 246             break;
 247         // case delayed_vibrato_octave:
 248         //     polyphony_rate = 0;
 249         //     if ((envelope_index % 2) == 1) {
 250         //         note_timbre = 0.55;
 251         //     } else {
 252         //         note_timbre = 0.45;
 253         //     }
 254         //     #define VOICE_VIBRATO_DELAY 150
 255         //     #define VOICE_VIBRATO_SPEED 50
 256         //     switch (compensated_index) {
 257         //         case 0 ... VOICE_VIBRATO_DELAY:
 258         //             break;
 259         //         default:
 260         //             frequency = frequency * VIBRATO_LUT[(int)fmod((((float)compensated_index - (VOICE_VIBRATO_DELAY + 1))/1000*VOICE_VIBRATO_SPEED), VIBRATO_LUT_LENGTH)];
 261         //             break;
 262         //     }
 263         //     break;
 264         // case duty_fifth_down:
 265         //     note_timbre = 0.5;
 266         //     if ((envelope_index % 3) == 0)
 267         //         note_timbre = 0.75;
 268         //     break;
 269         // case duty_fourth_down:
 270         //     note_timbre = 0.0;
 271         //     if ((envelope_index % 12) == 0)
 272         //         note_timbre = 0.75;
 273         //     if (((envelope_index % 12) % 4) != 1)
 274         //         note_timbre = 0.75;
 275         //     break;
 276         // case duty_third_down:
 277         //     note_timbre = 0.5;
 278         //     if ((envelope_index % 5) == 0)
 279         //         note_timbre = 0.75;
 280         //     break;
 281         // case duty_fifth_third_down:
 282         //     note_timbre = 0.5;
 283         //     if ((envelope_index % 5) == 0)
 284         //         note_timbre = 0.75;
 285         //     if ((envelope_index % 3) == 0)
 286         //         note_timbre = 0.25;
 287         //     break;
 288
 289     #endif
 290
 291                 default:
 292                         break;
 293     }
 294
 295     return frequency;
 296 }