СуперКоллайдер

Эта статья о языке программирования. Чтобы узнать о других значениях, см. Supercollider .

Оригинальный автор(ы)	Джеймс Маккартни
Первоначальный выпуск	1996 год ( 1996 )
Стабильная версия	3.13.0 / 19 февраля 2023 г ( 19.02.2023 )
Репозиторий	github .с /суперколлайдер /суперколлайдер
Написано в	С++
Операционная система	FreeBSD , Linux , MacOS , Windows
Тип	Язык аудио программирования
Лицензия	GPL-3.0 или новее
Веб-сайт	суперколлайдер .github .что

SuperCollider — это среда и язык программирования, первоначально выпущенный в 1996 году Джеймсом Маккартни для в реальном времени синтеза звука и алгоритмической композиции .

С тех пор она превратилась в систему, используемую и развиваемую как учеными, так и художниками, работающими со звуком. Это динамический язык программирования , обеспечивающий основу для акустических исследований , алгоритмической музыки , интерактивного программирования и живого кодирования .

Первоначально выпущенный на условиях GPL-2.0 или более поздней версии в 2002 году, а начиная с версии 3.4 — под лицензией GPL-3.0 или более поздней версии , SuperCollider является бесплатным программным обеспечением с открытым исходным кодом .

Архитектура

Начиная с версии 3, среда SuperCollider разделена на два компонента сервер ; scsynth : и клиент , скланг . Эти компоненты взаимодействуют с помощью OSC ( Open Sound Control ).

Язык SC сочетает в себе -ориентированную структуру Smalltalk и функции функциональных языков программирования с C. семейства синтаксисом объектно

Приложение SC Server поддерживает простые плагинов API-интерфейсы C и C++ , что позволяет легко писать эффективные звуковые алгоритмы ( генераторы единиц измерения ), которые затем можно объединять в графики вычислений. Поскольку все внешнее управление на сервере происходит через OSC, его можно использовать с другими языками или приложениями.

Сервер синтеза SuperCollider ( scsynth )

Генерация звука SuperCollider включена в оптимизированный исполняемый файл командной строки (названный scsynth ). В большинстве случаев им управляют из языка программирования SuperCollider, но его можно использовать и независимо. Аудиосервер имеет следующие возможности:

• Открыть доступ к управлению звуком
• Простые ANSI C и C++11. плагинов API
• Поддерживает любое количество входных и выходных каналов, включая многоканальные конфигурации.
• Предоставляет доступ к упорядоченной древовидной структуре узлов синтеза, которые определяют порядок выполнения.
• Система шин, позволяющая динамически реструктурировать поток сигналов.
• Буферы для записи и чтения
• Расчет с разными скоростями в зависимости от потребностей: скорость звука, скорость управления, скорость запроса.

Supernova, независимая реализация Серверной архитектуры, добавляет поддержку многопроцессорности посредством явной параллельной группировки узлов синтеза.

Язык программирования SuperCollider ( sclang )

Язык программирования SuperCollider — это динамически типизированный , со сборкой мусора , с одним наследованием, объектно-ориентированный и функциональный язык похожий на Smalltalk . с синтаксисом, подобным Lisp или языку программирования C. Его архитектура обеспечивает баланс между потребностями вычислений в реальном времени и гибкостью и простотой абстрактного языка. Как и многие функциональные языки, он реализует функции как первоклассные объекты, которые можно компоновать . Функции и методы могут иметь значения аргументов по умолчанию и списки аргументов переменной длины и могут вызываться с любым порядком аргументов ключевых слов. Замыкания являются лексическими, а область видимости одновременно лексической и динамической. Поддерживаются дополнительные функции, типичные для функциональных языков, включая создание замыканий посредством частичного применения (явное каррирование ), хвостовых вызовов оптимизацию , понимание списков и сопрограммы . Особенности включают неявное расширение кортежей и систему шаблонов без сохранения состояния. Его постоянный поиск сообщений и сбор мусора в реальном времени позволяют большим системам быть эффективными и гибко обрабатывать сигналы.

Поддерживая методы рефлексивного , разговорного и грамотного программирования , SuperCollider позволяет относительно легко находить новые звуковые алгоритмы. и разрабатывать индивидуальное программное обеспечение, а также специальные платформы. Что касается знаний, специфичных для предметной области, они являются как общими (например, они позволяют представлять такие свойства, как время и шаг, с различной степенью абстракции), так и имеют множество примеров реализации для конкретных целей.

Система графического интерфейса

Снимок экрана SuperCollider, на котором запущены инструменты графического интерфейса ixiQuarks.

Язык SuperCollider позволяет пользователям создавать кроссплатформенные графические пользовательские интерфейсы для приложений. Стандартная библиотека классов с компонентами пользовательского интерфейса может быть расширена за счет ряда доступных платформ. Для интерактивного программирования система поддерживает программный доступ к файлам с форматированным текстом. Его можно использовать для алгоритмического создания векторной графики .

Интерфейс и поддержка системы

Клиенты

Поскольку сервер управляется с помощью Open Sound Control (OSC), для управления сервером можно использовать различные приложения. Обычно используются языковые среды SuperCollider (см. ниже), но можно использовать и другие системы, поддерживающие OSC, например Pure Data .

Существуют «сторонние» клиенты для сервера SuperCollider, включая rsc3, клиент Scheme , hsc3, основанный на Haskell , ScalaCollider, на основе Scala , Overtone, на основе Clojure и Sonic Pi . Они отличаются от сред разработки, упомянутых ниже, поскольку они не предоставляют интерфейс к языку программирования SuperCollider, вместо этого они напрямую взаимодействуют с аудиосервером и предоставляют свои собственные подходы к облегчению пользовательского самовыражения.

Поддерживаемые операционные системы

Снимок экрана SuperCollider в Mac OS X с различными элементами пользовательского графического интерфейса.

SuperCollider работает на macOS , Linux , Windows и FreeBSD . Для каждой из этих операционных систем существует несколько сред и клиентов языкового редактирования, которые можно использовать с SuperCollider (см. ниже).

Также было продемонстрировано, что SuperCollider может работать на Android. и iOS .

Редактирование сред

Скриншот SuperCollider Vim на Puredyne Linux .

Код SuperCollider чаще всего редактируется и используется в собственной кроссплатформенной среде IDE, основанной на Qt и поддерживающей Linux, Mac и Windows.

Другие среды разработки с поддержкой SuperCollider включают:

• Emacs (Linux, Mac, Windows)
• Вим (Linux, Mac)
• Атом (Linux, Mac, Windows)
• gedit (Linux, Windows)
• Кейт (Linux, Windows)

Примеры кода

// play a mixture of pink noise and a sine tone of 800 Hz 
{ SinOsc.ar(800, 0, 0.1) + PinkNoise.ar(0.01) }.play;

// modulate the frequency of the sine tone as well as the amplitude of the noise signal with another sine signal,
// the frequency of which depends on the horizontal position of the mouse pointer 
(
{
	var x = SinOsc.ar(MouseX.kr(1, 100));
	SinOsc.ar(300 * x + 800, 0, 0.1)
	+
	PinkNoise.ar(0.1 * x + 0.1)
}.play;
)

// List iteration: multiply the elements of a collection by their indices
[1, 2, 5, 10, -3].collect { |elem, idx| elem * idx };

// Factorial function
f = { |x| if(x == 0) { 1 } { f.(x-1) * x } };

// «Pan Sonic emulation - Katodivaihe - lahetys» - Miguel Negrão 
(
{
	var a, b, c, d, n, e, f,  out;

	a = Impulse.ar(8)*1.5;

	b = WhiteNoise.ar * Env([1.0,1.0,0.0],[0.01,0.01],\step).ar(0, Impulse.ar(1 )) ;
	b = FreeVerb.ar(b, 0.5, 0.4)*2.5;

	c = SinOsc.ar(40) * Env.perc(0.01,0.2).ar(0, TDuty.ar(Dseq([1/4,1/2,1/8,1/8],inf)));
	5.do{ c = (c.distort + c)*0.75};
	c = c * 1.5;

	d = LPF.ar(Saw.ar([20,47]).sum , XLine.ar(4000,200,0.5)) * Env.perc.ar(0, Impulse.ar(1/16)) * 0.5;
	d = (GVerb.ar( d , roomsize:10, revtime:6) * 200).clip(-1.0,1.0) * 0.3;

	n = 12;
	e = ( Saw.ar( 40*(1..n) * ({ LFNoise1.ar(0.1).range(1,1.01) } ! n) ) *
		({ LFNoise1.ar(0.1).range(0.0,1.0) }!n)).sum * 10;
	e = CombC.ar(e, 0.1, 0.1, 4) + e;
	e = e.tanh * 0.3 * SinOsc.ar(0.05).range(0.5,1.0);
	e = e.dup;
	e = e * SinOsc.ar(0.03).range(0.2,1.0) * 0.5;

	f = Blip.ar(100) * Blip.ar(100) * Env([0.0,0.0,1.0],[8,8],[\step,\linear,\step])
	.ar(0, Impulse.ar(1/16)) * 2 ;

	out = ((a + b + c + f) ! 2) + d + e;
	out = out * 0.2

}.play
)

Живое кодирование

Будучи универсальным динамическим языком программирования , SuperCollider может использоваться для живого кодирования , то есть для действий, в которых исполнитель изменяет и выполняет код на лету. Определенные виды прокси служат заполнителями высокого уровня для объектов синтеза, которые можно заменять и удалять или изменять во время выполнения. Среды позволяют совместно использовать и изменять объекты и объявления процессов по сети. Различные библиотеки расширений поддерживают различную абстракцию и доступ к звуковым объектам, например dewdrop_lib. позволяет создавать и изменять псевдоклассы и псевдообъекты в реальном времени.

См. также

• Список музыкального программного обеспечения
• Сравнение сред синтеза звука

Внешние ссылки

• Официальный сайт