Мелодии на D через системный динамик

Программирование мелодий с использованием системного динамика — это занятие, которое позволяет лучше понять основные концепции работы с частотами звуков и временными интервалами. В этой статье мы рассмотрим, как можно создать и проиграть мелодию на языке программирования D, используя системный динамик.

Основные концепции

Частоты нот

Музыкальные ноты имеют определенные частоты, измеряемые в Герцах (Гц). Например, нота «A4» (ля первой октавы) имеет частоту 440 Гц. Для создания мелодий важно знать частоты основных нот. Вот несколько частот для основных нот:

• C4 (до первой октавы) — 261.63 Гц
• D4 (ре первой октавы) — 293.66 Гц
• E4 (ми первой октавы) — 329.63 цГ
• F4 (фа первой октавы) — 349.23 Гц
• G4 (соль первой октавы) — 392.00 Гц
• A4 (ля первой октавы) — 440.00 Гц
• B4 (си первой октавы) — 493.88 Гц

Структура данных для хранения частот

Для удобства работы с нотами и их частотами м можем использовать ассоциативный массив (словарь), где ключами будут названия нот, а значениями — их частоты. Это позволит нам легко обращаться к частотам нот по их именма.

Пример кода

Давайте рассмотрим пример кода на языке D, который создает мелодию и проигрывает её с использованием системного динамика.

import core.stdc.stdio : printf;
import core.thread : Thread;
import std.datetime : Duration, msecs;
import std.string : format;
import std.array : Appender;

enum Note : string
{
    C4 = "C4",
    D4 = "D4",
    E4 = "E4",
    F4 = "F4",
    G4 = "G4",
    A4 = "A4",
    B4 = "B4",
    C5 = "C5"
}

immutable double[string] noteFrequencies = [
    Note.C4 : 261.63,
    Note.D4 : 293.66,
    Note.E4 : 329.63,
    Note.F4 : 349.23,
    Note.G4 : 392.00,
    Note.A4 : 440.00,
    Note.B4 : 493.88,
    Note.C5 : 523.25
];

struct NoteDuration
{
    string note;
    Duration duration;
}

void playTone(double frequency, Duration duration)
{
    int durationMs = cast(int)duration.total!"msecs";
    printf("Playing frequency: %.2f Hz for %d ms\n", frequency, durationMs);
    // Здесь следует добавить код для генерации звука через системный динамик
    Thread.sleep(duration); // Временно используем задержку
}

void playMelody(NoteDuration[] melody)
{
    foreach (noteDuration; melody)
    {
        double frequency = noteFrequencies[noteDuration.note];
        playTone(frequency, noteDuration.duration);
    }
}

void main()
{
    NoteDuration[] melody = [
        NoteDuration(Note.C4, 500.msecs),
        NoteDuration(Note.D4, 500.msecs),
        NoteDuration(Note.E4, 500.msecs),
        NoteDuration(Note.F4, 500.msecs),
        NoteDuration(Note.G4, 500.msecs),
        NoteDuration(Note.A4, 500.msecs),
        NoteDuration(Note.B4, 500.msecs),
        NoteDuration(Note.C5, 500.msecs)
    ];

    playMelody(melody);
}

Пояснение кода

1. Импорт библиотек: Мы импортируем необходимые модули, такие как core.stdc.stdio для вывода на экран, core.thread для задержки выполнения, std.datetime для работы с временными интервалами, и std.string для форматирования строк.
2. Перечисление онт: Создаем перечисление Note, содержащее ноты, которые мы бдем использовать.
3. Ассоциативный массив частот нот: Создаем immutable ассоциативный массив noteFrequencies, в котором ключами являются ноты, а значениями — их частоты.
4. Структура NoteDuration: Определяем структуру NoteDuration, которая хранит ноту и её продолжительность.
5. Функция playTone: Эта функция принимает частоту и продолжительность, проигывая тон с заданной частотой в течение указанного времени. В данной реализации звуковой сигнал не генерируется, вместо этого выводится сообщение и используется задержка.
6. Функция playMelody: Принимает массив нот с продолжительностями и последовательно проигрывает их, вызывая playTone.
7. Функция main: Создает массив нот и их продолжительностей, а затем вызывает playMelody для проигрывания мелодии.

---

---