Отправить устойчивые MIDI часы на Mac с CoreMIDI
Я работаю над небольшой программой, чтобы "перевести" дрожащие входящие MIDI-часы в устойчивый ритм. Дрожащие часы MIDI генерируют ужасный звук тремоло.
Идея состоит в том, чтобы "прослушать" входящие миди-часы и, после определения темпа, отправить устойчивые MIDI-часы на виртуальное устройство IAC, чтобы я мог синхронизировать свою DAW (NI Machine) с тем же устройством IAC. MIDI поступает от Korg Electribe, поэтому я застрял на MIDI-кабеле. Я использую Komplete Audio 6 для получения MIDI Clock.
Первая часть (прослушивание и определение темпа) уже рассмотрена, но теперь мне нужно генерировать устойчивые часы для этого темпа.
Я попытался использовать поток с высоким приоритетом для отправки миди-часов. Приведенная ниже процедура тестирования дает мне темп дрожания между 119,8 и 120,2.
Я сделал что-то не так в этой процедуре или я должен использовать другую стратегию? Любая помощь очень ценится.
С уважением, Роб
dispatch_source_t CreateDispatchTimer(uint64_t interval,
uint64_t leeway,
dispatch_queue_t queue,
dispatch_block_t block)
{
dispatch_source_t timer = dispatch_source_create(DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER,
0, 0, queue);
if (timer)
{
dispatch_source_set_timer(timer, DISPATCH_TIME_NOW, interval, leeway);
dispatch_source_set_event_handler(timer, block);
dispatch_resume(timer);
}
return timer;
}
- (void) testTimer{
IAC = MIDIGetDestination(0); // 0 is the MAC IAC device on my system
MIDIPacket pkt;
MIDIPacketList l;
pkt.timeStamp = 0;
pkt.length = 1;
pkt.data[0] = 0xF8;
l.numPackets = 1;
l.packet[0] = pkt;
dispatch_queue_t q = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH, 0);
aTimer = CreateDispatchTimer(20833 * NSEC_PER_SEC/1000000, // 20.8333 ms will give me tempo 120
0,
q,
^{
MIDISend(outPort, IAC, &l ); // outport was already created outside this code
});
ОБНОВИТЬ
Выяснили стратегию, которая работает. Код ниже дает идеальный результат в моей системе. Я уже использовал его на концерте с группой, и он работал нормально.
Решение для меня было:
- Отправка списка пакетов с 24 часами вместо отправки одного часа
- Установите только отметку времени с текущим временем обработки в самых первых часах, а затем просто продолжайте увеличивать отметку времени с вычисленным количеством тактов. (когда в каждом первом пакете списка пакетов установлено текущее время обработки, результат не был устойчивым!)
- Округлите рассчитанные тики в микросекунды! Это удивило меня, потому что вы подумали, что чем точнее результат, тем лучше результат, но когда я использую наносекундную точность, темп на экране моей DAW (NI Maschine) был стабильным, но все еще был "дрожащий" звук. Не знаю, связано ли это с CoreMidi, виртуальным устройством IAC или NI Machine.
Есть некоторые проблемы, когда темп меняется.. Изменения темпа не отсылаются гладко... но основной вопрос (как отправить устойчивые часы с CoreMidi) решен.
dispatch_source_t CreateDispatchTimer(uint64_t interval,
uint64_t leeway,
dispatch_queue_t queue,
dispatch_block_t block)
{
dispatch_source_t timer = dispatch_source_create(DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER,
0, 0, queue);
if (timer)
{
dispatch_source_set_timer(timer, DISPATCH_TIME_NOW, interval, leeway);
dispatch_source_set_event_handler(timer, block);
dispatch_resume(timer);
}
return timer;
}
- (void) timerTempo:(double) tempo{
if (ignoreTempoChange) return; // ignoreTempoChange is set when a MIDI start is received
_inTempo = tempo;
if (aTimer)
{
nTicks = ticks_per_second / (tempo * 24 / 60); //number of ticks for one beat.
nTicks = nTicks/1000;
nTicks = nTicks*1000;
dispatch_source_set_timer(aTimer, DISPATCH_TIME_NOW, nTicks * 24, 0);
}
}
- (void) startTimer:(double) tempo{
_inTempo = tempo;
mach_timebase_info_data_t mach_timebase_info_data_t;
mach_timebase_info( &mach_timebase_info_data_t ); //denum and numer are always 1 on my system???
ticks_per_second = mach_timebase_info_data_t.denom * NSEC_PER_SEC / mach_timebase_info_data_t.numer;
nTicks = ticks_per_second / (tempo * 24 / 60); //number of ticks for one beat.
nTicks = nTicks/1000;
nTicks = nTicks*1000; // rounding the nTicks to microseconds was THE trick to get a rock solid clock in NI Maschine
clocktTimeStamp = mach_absolute_time();
dispatch_queue_t q = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
aTimer = CreateDispatchTimer(nTicks * 24,
0,
q,
^{
const int packetListSize = sizeof(uint32)+ (25 *sizeof(MIDIPacket));
MIDIPacketList *packetList= malloc(packetListSize);
MIDIPacket *packet = MIDIPacketListInit( packetList );
Byte clock = 0xF8;
for( int i = 0; i < 24; i++ )
{
packet = MIDIPacketListAdd( packetList, packetListSize, packet, clocktTimeStamp, 1, &clock );
clocktTimeStamp+= nTicks;
}
MIDISend(outPort, IAC, packetList );
free(packetList);
});
timerStarted = true;
}
ОБНОВИТЬ
Сделал некоторую прогрессию в ответ на изменения темпа.
- прекратить отправку списков пакетов, когда фиксированное значение MIDITimeStamp намного опережает mach_absolute_time()
- Отправка небольших списков пакетов только с 8 часами вместо 24
В моей системе изменения темпа передаются плавно и с минимальной задержкой, но небольшое смещение в такте отправляющего миди-устройства и DAW, прослушивающего сгенерированный MIDI-блок, может произойти после нескольких изменений темпа.
В живом исполнении это означало бы, что "барабанщик", использующий отправляющее миди-устройство, должен будет выполнить остановку и запуск на своем устройстве, чтобы снова получить синхронизированный звук. Для моей группы это не проблема. Внезапные остановки и пуски великолепны как эффект!
Ниже оптимизированный код. Я обернул это в классе для легкого использования. Пожалуйста, ответьте, если вы видите улучшения.
//
// MidiClockGenerator.h
// MoxxxClock
//
// Created by Rob Keeris on 17/05/15.
// Copyright (c) 2015 Connector. All rights reserved.
//
#import <Foundation/Foundation.h>
#import <CoreMIDI/CoreMIDI.h>
@interface MidiClockGenerator : NSObject
@property MIDIPortRef outPort;
@property MIDIEndpointRef destination;
@property (nonatomic, setter=setBPM:) float BPM;
@property (readonly) bool started;
@property int listSize;
- (id) initWithBPM:(float)BPM outPort:(MIDIPortRef) outPort destination:(MIDIEndpointRef) destination;
- (void) start;
- (void) stop;
@end
//
// MidiClockGenerator.m
// MoxxxClock
//
// Created by Rob Keeris on 17/05/15.
// Copyright (c) 2015 Connector. All rights reserved.
//
#import "MidiClockGenerator.h"
#import <CoreMIDI/CoreMIDI.h>
@implementation MidiClockGenerator
dispatch_source_t timer;
uint64_t nTicks,bTicks,ticks_per_second;
MIDITimeStamp clockTimeStamp;
bool timerStarted;
dispatch_source_t CreateDispatchTimer(uint64_t interval,
uint64_t leeway,
dispatch_queue_t queue,
dispatch_block_t block)
{
dispatch_source_t timer = dispatch_source_create(DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER,
0, 0, queue);
if (timer)
{
dispatch_source_set_timer(timer, DISPATCH_TIME_NOW, interval, leeway);
dispatch_source_set_event_handler(timer, block);
dispatch_resume(timer);
}
return timer;
}
- (void) initTemo{
nTicks = ticks_per_second / (_BPM * 24 / 60); // number of ticks between clock's.
nTicks = nTicks/100; // round the nTicks to avoid 'jitter' in the sound
nTicks = nTicks*100;
bTicks = nTicks * _listSize;
}
- (void) setBPM:(float)BPM{
_BPM = BPM;
// calculate new values for nTicks and bTicks
[self initTemo];
// Set the interval of the timer to the new calculated bTicks
if (timer)
dispatch_source_set_timer(timer, DISPATCH_TIME_NOW, bTicks, 0);
}
- (void) startTimer{
[self initTemo];
clockTimeStamp = mach_absolute_time();
// default queu is good enough on my iMac.
dispatch_queue_t q = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
timer = CreateDispatchTimer(bTicks,
0,
q,
^{
// avoid to much blocks send in the future to avoid latency in tempo changes
// just skip on block when the clockTimeStamp is ahead of the mach_absolute_time()
MIDITimeStamp now = mach_absolute_time();
if (clockTimeStamp > now && (clockTimeStamp - now)/(bTicks) > 0) return;
// setup packetlist
Byte clock = 0xF8;
uint32 packetListSize = sizeof(uint32)+ (_listSize *sizeof(MIDIPacket));
MIDIPacketList *packetList= malloc((uint32)packetListSize);
MIDIPacket *packet = MIDIPacketListInit( packetList );
// Set the time stamps
for( int i = 0; i < _listSize; i++ )
{
packet = MIDIPacketListAdd( packetList, packetListSize, packet, clockTimeStamp, 1, &clock );
clockTimeStamp+= nTicks;
}
MIDISend(_outPort, _destination, packetList );
free(packetList);
});
_started = true;
}
- (id) init{
return [self initWithBPM:0 outPort:0 destination:0];
}
- (id) initWithBPM:(float)BPM outPort:(MIDIPortRef) outPort destination:(MIDIEndpointRef) destination{
self = [super init];
if (self) {
_listSize = 4; // nr of clock's send in each packetlist. Should be big enough to deal with instability of the timer
// higher values will slowdown responce to tempochanges
_outPort = outPort;
_destination = destination;
_BPM = BPM;
// find out how many machtime ticks are in one second
mach_timebase_info_data_t mach_timebase_info_data_t;
mach_timebase_info( &mach_timebase_info_data_t ); //denum and numer are always 1 on my system???
ticks_per_second = mach_timebase_info_data_t.denom * NSEC_PER_SEC / mach_timebase_info_data_t.numer;
[self start];
}
return self;
}
- (void) start{
if (_BPM > 0 && _outPort && _destination){
if (!timer) {
[self startTimer];
} else {
if (!_started) {
dispatch_resume(timer);
_started = true;
}
}
}
}
- (void) stop{
if (_started && timer){
dispatch_suspend(timer);
_started = false;
}
}
@end