Rename interpretor to interpreter.
[Faustine.git] / interpreter / preprocessor / faust-0.9.47mr3 / architecture / music.lib
diff --git a/interpreter/preprocessor/faust-0.9.47mr3/architecture/music.lib b/interpreter/preprocessor/faust-0.9.47mr3/architecture/music.lib
new file mode 100644 (file)
index 0000000..c837389
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,377 @@
+/************************************************************************
+ ************************************************************************
+       FAUST library file
+       Copyright (C) 2003-2011 GRAME, Centre National de Creation Musicale
+    ---------------------------------------------------------------------
+    This program is free software; you can redistribute it and/or modify
+    it under the terms of the GNU Lesser General Public License as 
+       published by the Free Software Foundation; either version 2.1 of the 
+       License, or (at your option) any later version.
+
+    This program is distributed in the hope that it will be useful,
+    but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
+    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
+    GNU Lesser General Public License for more details.
+
+    You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
+       License along with the GNU C Library; if not, write to the Free
+       Software Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA
+       02111-1307 USA. 
+ ************************************************************************
+ ************************************************************************/
+
+declare name "Music Library";
+declare author "GRAME";
+declare copyright "GRAME";
+declare version "1.0";
+declare license "LGPL"; 
+
+import("math.lib");
+
+//-----------------------------------------------
+//                                     DELAY LINE
+//-----------------------------------------------
+frac(n)                 = n-int(n);
+index(n)                = &(n-1) ~ +(1);                // n = 2**i
+//delay(n,d,x)  = rwtable(n, 0.0, index(n), x, (index(n)-int(d)) & (n-1));
+delay(n,d,x)    = x@(int(d)&(n-1));
+fdelay(n,d,x)   = delay(n,int(d),x)*(1 - frac(d)) + delay(n,int(d)+1,x)*frac(d);
+
+
+delay1s(d)             = delay(65536,d);
+delay2s(d)             = delay(131072,d);
+delay5s(d)             = delay(262144,d);
+delay10s(d)            = delay(524288,d);
+delay21s(d)            = delay(1048576,d);
+delay43s(d)            = delay(2097152,d);
+
+fdelay1s(d)            = fdelay(65536,d);
+fdelay2s(d)            = fdelay(131072,d);
+fdelay5s(d)            = fdelay(262144,d);
+fdelay10s(d)   = fdelay(524288,d);
+fdelay21s(d)   = fdelay(1048576,d);
+fdelay43s(d)   = fdelay(2097152,d);
+
+millisec       = SR/1000.0;
+
+time1s         = hslider("time", 0, 0,  1000, 0.1)*millisec;
+time2s         = hslider("time", 0, 0,  2000, 0.1)*millisec;
+time5s         = hslider("time", 0, 0,  5000, 0.1)*millisec;
+time10s = hslider("time", 0, 0, 10000, 0.1)*millisec;
+time21s = hslider("time", 0, 0, 21000, 0.1)*millisec;
+time43s = hslider("time", 0, 0, 43000, 0.1)*millisec;
+
+
+echo1s  = vgroup("echo  1000", +~(delay(65536,   int(hslider("millisecond", 0, 0,      1000, 0.10)*millisec)-1) * (hslider("feedback", 0, 0,  100, 0.1)/100.0)));
+echo2s  = vgroup("echo  2000", +~(delay(131072,  int(hslider("millisecond", 0, 0,      2000, 0.25)*millisec)-1) * (hslider("feedback", 0, 0,  100, 0.1)/100.0)));
+echo5s  = vgroup("echo  5000", +~(delay(262144,  int(hslider("millisecond", 0, 0,      5000, 0.50)*millisec)-1) * (hslider("feedback", 0, 0,  100, 0.1)/100.0)));
+echo10s = vgroup("echo 10000", +~(delay(524288,  int(hslider("millisecond", 0, 0,  10000, 1.00)*millisec)-1) * (hslider("feedback", 0, 0,  100, 0.1)/100.0)));
+echo21s = vgroup("echo 21000", +~(delay(1048576, int(hslider("millisecond", 0, 0,  21000, 1.00)*millisec)-1) * (hslider("feedback", 0, 0,  100, 0.1)/100.0)));
+echo43s = vgroup("echo 43000", +~(delay(2097152, int(hslider("millisecond", 0, 0,  43000, 1.00)*millisec)-1) * (hslider("feedback", 0, 0,  100, 0.1)/100.0)));
+
+
+//--------------------------sdelay(N,it,dt)----------------------------
+// s(mooth)delay : a mono delay that doesn't click and doesn't 
+// transpose when the delay time is changed. It takes 4 input signals 
+// and produces a delayed output signal
+//
+// USAGE :     ... : sdelay(N,it,dt) : ...
+//
+// Where :
+//     <N>  = maximal delay in samples (must be a constant power of 2, for example 65536)
+//     <it> = interpolation time (in samples) for example 1024
+//     <dt> = delay time (in samples)
+//  <  > = input signal we want to delay
+//--------------------------------------------------------------------------
+
+sdelay(N, it, dt) = ctrl(it,dt),_ : ddi(N)
+
+       with {
+
+               //---------------------------ddi(N,i,d0,d1)-------------------------------
+               //      DDI (Double Delay with Interpolation) : the input signal is sent to two
+               //      delay lines. The outputs of these delay lines are crossfaded with 
+               //      an interpolation stage. By acting on this interpolation value one 
+               //      can move smoothly from one delay to another. When <i> is 0 we can 
+               //      freely change the delay time <d1> of line 1, when it is 1 we can freely change
+               //      the delay time <d0> of line 0.
+               //
+               //      <N>  = maximal delay in samples (must be a power of 2, for example 65536)
+               //      <i>  = interpolation value between 0 and 1 used to crossfade the outputs of the 
+               //                 two delay lines (0.0: first delay line, 1.0: second delay line)
+               //      <d0> = delay time of delay line 0 in samples between 0 and <N>-1
+               //      <d1> = delay time of delay line 1 in samples between 0 and <N>-1
+               //  <  > = the input signal we want to delay
+               //-------------------------------------------------------------------------
+               ddi(N, i, d0, d1) = _ <: delay(N,d0), delay(N,d1) : interpolate(i);
+
+
+               //----------------------------ctrl(it,dt)------------------------------------
+               //      Control logic for a Double Delay with Interpolation according to two 
+               //
+               //      USAGE : ctrl(it,dt)
+               //  where : 
+               //      <it> an interpolation time (in samples, for example 256)
+               //      <dt> a delay time (in samples)
+               //
+               //      ctrl produces 3 outputs : an interpolation value <i> and two delay 
+               //      times <d0> and <d1>. These signals are used to control a ddi (Double Delay with Interpolation). 
+               //      The principle is to detect changes in the input delay time dt, then to 
+               //      change the delay time of the delay line currently unused and then by a
+               //      smooth crossfade to remove the first delay line and activate the second one.
+               //
+               //      The control logic has an internal state controlled by 4 elements
+               //      <v> : the interpolation variation (0, 1/it, -1/it)
+               //      <i> : the interpolation value (between 0 and 1)
+               //      <d0>: the delay time of line 0
+               //      <d1>: the delay time of line 1
+               //
+               //      Please note that the last stage (!,_,_,_) cut <v> because it is only 
+               //      used internally.
+               //-------------------------------------------------------------------------
+               ctrl(it, dt) = \(v,ip,d0,d1).( (nv, nip, nd0, nd1) 
+                       with {
+
+                               // interpolation variation
+                               nv = if (v!=0.0,                                                        // if variation we are interpolating
+                                               if( (ip>0.0) & (ip<1.0), v , 0),        //              should we continue or not ?
+                                        if ((ip==0.0) & (dt!=d0),  1.0/it,             // if true xfade from dl0 to dl1
+                                        if ((ip==1.0) & (dt!=d1), -1.0/it,             // if true xfade from dl1 to dl0        
+                                        0)));                                                                  // nothing to change
+                               // interpolation value
+                               nip = ip+nv : min(1.0) : max(0.0);
+
+                               // update delay time of line 0 if needed
+                               nd0 = if ((ip >= 1.0) & (d1!=dt), dt, d0);
+
+                               // update delay time of line 0 if needed
+                               nd1 = if ((ip <= 0.0) & (d0!=dt), dt, d1);
+
+                       } ) ~ (_,_,_,_) : (!,_,_,_);
+       };
+
+
+
+
+//-----------------------------------------------
+//                     Tempo, beats and pulses
+//-----------------------------------------------
+
+tempo(t)       = (60*SR)/t;                    // tempo(t) -> samples
+
+period(p)      = %(int(p))~+(1);               // signal en dent de scie de periode p
+pulse(t)       = period(t)==0;                 // pulse (10000...) de periode p
+pulsen(n,t) = period(t)<n;                     // pulse (1110000...) de taille n et de periode p
+beat(t)        = pulse(tempo(t));              // pulse au tempo t
+
+
+
+//-----------------------------------------------
+//     conversions between db and linear values
+//-----------------------------------------------
+
+db2linear(x)   = pow(10, x/20.0);
+linear2db(x)   = 20*log10(x);
+
+
+
+
+
+//===============================================
+//                     Random and Noise generators
+//===============================================
+
+
+//-----------------------------------------------
+//                     noise : Noise generator
+//-----------------------------------------------
+
+random                 = +(12345) ~ *(1103515245);
+RANDMAX                = 2147483647.0;
+
+noise          = random / RANDMAX;
+
+
+//-----------------------------------------------
+// Generates multiple decorrelated random numbers 
+// in parallel. Expects n>0.
+//-----------------------------------------------
+
+multirandom(n) = randomize(n) ~_
+with {
+       randomize (1)   = +(12345) : *(1103515245);
+       randomize (n)   = randomize(1) <: randomize(n-1),_;
+};
+
+
+//-----------------------------------------------
+// Generates multiple decorrelated noises
+// in parallel. Expects n>0.
+//-----------------------------------------------
+
+multinoise(n) = multirandom(n) : par(i,n,/(RANDMAX)) 
+with { 
+       RANDMAX = 2147483647.0; 
+};
+
+
+//------------------------------------------------
+
+noises(N,i) = multinoise(N) : selector(i,N);
+
+//-----------------------------------------------
+//                     osc(freq) : Sinusoidal Oscillator
+//-----------------------------------------------
+
+tablesize      = 1 << 16;
+samplingfreq   = SR;
+
+time           = (+(1)~_ ) - 1;                        // 0,1,2,3,...
+sinwaveform    = float(time)*(2.0*PI)/float(tablesize) : sin;
+
+decimal(x)     = x - floor(x);
+phase(freq)    = freq/float(samplingfreq) : (+ : decimal) ~ _ : *(float(tablesize));
+osc(freq)      = rdtable(tablesize, sinwaveform, int(phase(freq)) );
+osci(freq)     = s1 + d * (s2 - s1)
+               with {
+                       i = int(phase(freq));
+                       d = decimal(phase(freq));
+                       s1 = rdtable(tablesize+1,sinwaveform,i);
+                       s2 = rdtable(tablesize+1,sinwaveform,i+1);};
+
+
+//-----------------------------------------------
+//                     ADSR envelop
+//-----------------------------------------------
+
+// a,d,s,r = attack (#samples), decay (sec), sustain (percentage), release (sec)
+// t       = trigger signal
+
+adsr(a,d,s,r,t) = env ~ (_,_) : (!,_) // the 2 'state' signals are fed back
+with {
+    env (p2,y) =
+        (t>0) & (p2|(y>=1)),          // p2 = decay-sustain phase
+        (y + p1*u - (p2&(y>s))*v*y - p3*w*y)   // y  = envelop signal
+       *((p3==0)|(y>=eps)) // cut off tails to prevent denormals
+    with {
+       p1 = (p2==0) & (t>0) & (y<1);         // p1 = attack phase
+       p3 = (t<=0) & (y>0);                  // p3 = release phase
+       // #samples in attack, decay, release, must be >0
+       na = SR*a+(a==0.0); nd = SR*d+(d==0.0); nr = SR*r+(r==0.0);
+       // correct zero sustain level
+       z = s+(s==0.0)*db2linear(-60);
+       // attack, decay and (-60dB) release rates
+       u = 1/na; v = 1-pow(z, 1/nd); w = 1-1/pow(z*db2linear(60), 1/nr);
+       // values below this threshold are considered zero in the release phase
+       eps = db2linear(-120);
+    };
+};
+
+
+//-----------------------------------------------
+//                     Spatialisation
+//-----------------------------------------------
+
+panner(c) = _ <: *(1-c), *(c);
+
+bus2 = _,_;
+bus3 = _,_,_;
+bus4 = _,_,_,_;
+bus5 = _,_,_,_,_;
+bus6 = _,_,_,_,_,_;
+bus7 = _,_,_,_,_,_,_;
+bus8 = _,_,_,_,_,_,_,_;
+
+gain2(g) = *(g),*(g);
+gain3(g) = *(g),*(g),*(g);
+gain4(g) = *(g),*(g),*(g),*(g);
+gain5(g) = *(g),*(g),*(g),*(g),*(g);
+gain6(g) = *(g),*(g),*(g),*(g),*(g),*(g);
+gain7(g) = *(g),*(g),*(g),*(g),*(g),*(g),*(g);
+gain8(g) = *(g),*(g),*(g),*(g),*(g),*(g),*(g),*(g);
+
+
+//------------------------------------------------------
+//
+//                                         GMEM SPAT
+//     n-outputs spatializer
+//     implementation of L. Pottier 
+//
+//------------------------------------------------------
+// 
+//  n = number of outputs
+//     r = rotation (between 0 et 1)
+//     d = distance of the source (between 0 et 1)
+//
+//------------------------------------------------------
+spat(n,a,d)    = _ <: par(i, n, *( scaler(i, n, a, d) : smooth(0.9999) ))
+       with {
+               scaler(i,n,a,d) = (d/2.0+0.5) 
+                                               * sqrt( max(0.0, 1.0 - abs(fmod(a+0.5+float(n-i)/n, 1.0) - 0.5) * n * d) );
+               smooth(c) = *(1-c) : +~*(c);
+       };
+
+
+
+//--------------- Second Order Generic Transfert Function -------------------------
+// TF2(b0,b1,b2,a1,a2)
+//
+//---------------------------------------------------------------------------------
+
+TF2(b0,b1,b2,a1,a2) = sub ~ conv2(a1,a2) : conv3(b0,b1,b2)
+       with {
+               conv3(k0,k1,k2,x)       = k0*x + k1*x' + k2*x'';
+               conv2(k0,k1,x)          = k0*x + k1*x';
+               sub(x,y)                        = y-x;
+       };
+
+
+/*************************** Break Point Functions ***************************
+
+bpf is an environment (a group of related definitions) tha can be used to 
+create break-point functions. It contains three functions : 
+  - start(x,y) to start a break-point function
+  - end(x,y) to end a break-point function
+  - point(x,y) to add intermediate points to a break-point function
+
+A minimal break-point function must contain at least a start and an end point :
+
+  f = bpf.start(x0,y0) : bpf.end(x1,y1);
+
+A more involved break-point function can contains any number of intermediate 
+points
+
+  f = bpf.start(x0,y0) : bpf.point(x1,y1) : bpf.point(x2,y2) : bpf.end(x3,y3);
+
+In any case the x_{i} must be in increasing order (for all i, x_{i} < x_{i+1})
+
+For example the following definition :
+
+  f = bpf.start(x0,y0) : ... : bpf.point(xi,yi) : ... : bpf.end(xn,yn);
+
+implements a break-point function f such that :
+
+  f(x) = y_{0} when x < x_{0}
+  f(x) = y_{n} when x > x_{n}
+  f(x) = y_{i} + (y_{i+1}-y_{i})*(x-x_{i})/(x_{i+1}-x_{i}) when x_{i} <= x and x < x_{i+1} 
+
+******************************************************************************/
+
+bpf = environment 
+{
+  // Start a break-point function
+  start(x0,y0) = \(x).(x0,y0,x,y0);
+
+  // Add a break-point
+  point(x1,y1) = \(x0,y0,x,y).(x1, y1, x , if (x < x0, y, if (x < x1, y0 + (x-x0)*(y1-y0)/(x1-x0), y1)));
+
+  // End a break-point function
+  end  (x1,y1) = \(x0,y0,x,y).(if (x < x0, y, if (x < x1, y0 + (x-x0)*(y1-y0)/(x1-x0), y1)));
+
+  // definition of if
+  if (c,t,e) = select2(c,e,t);
+};
+
+
+