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ZOOM MS-50G 用パッチ操作ユーティリティ実験中

May 11, 2017, 12:39 pm
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さて、前回 ZOOM のマルチエフェクター MS-50G の MIDI 機能についてちょっと書きましたけど、その後少し調べた結果それなりに有用なツールが作れる程度にはわかってきました。まあまだ謎な部分も多いのですけどね。 WebMIDI API を使った Chrome で動作する Web アプリになっています。 まだこれは実験段階の非常に基本的なツールですが、MS-50G のパッチに対して、ファイルへの保存、ファイルからのロード、リネームができます。PC上での各エフェクトのパラメータ編集はまだできませんが、頑張れば実装できそうな感じはしています。 MS-50G は結構評判も良く数出ているのではないですかね。MS-50GとPC/Macをお持ちの方は是非試してみてください。 また、今の所わかっているMS-50G の MIDI機能について知りたい方はソースコードを見てください。多分読めばわかると思います。 GitHub : g200kg/zoom-ms-utility
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ZOOM MS-50G のMIDI制御ユーティリティ

May 13, 2017, 12:31 pm
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軽い気持ちで始めた割には力が入ってしまっている ZOOM MS-50G の MIDI 制御なんだけど、なかなか良い感じのものになってしまった。 * 50種のパッチが一覧できて、ローカルファイルとのやり取りやリネームができます * パッチをドラッグ&ドロップして配置を編集できます * 本体操作のパッチ選択に追従します * PCのキーボード ←→、数字キーでパッチを選択できます TODO : パッチを全部丸ごと保存/リストア、パッチのパラメータ編集 PCを動かしておかないといけないから実用的には問題あるけど、キーボードからのパッチ選択は、安いUSBフットスイッチを繋いでキーアサインしておけば、凄いエフェクトシステムを組んでいるような気分になれるかも知れない。 ※なお、Windowsで動作中にUSBケーブルを引っこ抜くとフリーズしたりする事があります。そのうちなおるかも。 https://g200kg.github.io/zoom-ms-utility/
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Googleがニューラルネットを使ったシンセの実験中

May 19, 2017, 6:58 am
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Google I/O 開催中なので Google 関係のニュースが色々飛び回っているのですが、こいつは見過ごすわけにはいかない「TensorFlowを使ってニューラルシンセサイザーを作ってます!」という奴。そうかー、ついにそこに来たかー。 これは機械学習をアートに応用しようという「Magenta」プロジェクトの一部のようで、去年までは自動作曲なんかのデモをやっていたのですが、この4月にシンセサイザーへの応用の話を出していて5月18日に実際に演奏可能なデモ (NSynth) を発表したという事のようです。まだ色々と可能性を試しつつ基本的な実験を進めているという段階だと思いますが、取りあえずどういうものかブラウザ上で音がだせるデモページと MAX および Live で使用できる MAXforLiveデバイスが公開されています。 これは2つの音を入力して音の特徴を表すパラメータを抽出し、補間して再構成する事でいわゆる音色のモーフィングを行うというものです。猫の鳴き声とフルートの音を入力すると猫っぽいフルートになる、と。これはもちろん単純にミックスするというような話ではなく、猫の鳴き声とフルートの音の特徴を併せ持った新しい音色を生成するという意味です。 構造的にはパラメータを抽出する部分を Temporal Encoder、パラメータから波形の再構築を行う部分を WaveNet と呼んでいるようです。 取りあえずニューラルシンセサイザーのページにアクセスして、図の上にある「AI Experiment」のリンクから飛ぶとデモページに行けます。赤い四角と青い四角でそれぞれ音色を選んでその中間をモーフィングできるというデモですね。また実際に Ableton Liveで使える MAXforLiveデバイスは図の下にある DOWNLOAD リンクからダウンロードできます。 https://magenta.tensorflow.org/nsynth-instrument
 さて、ニューラルシンセサイザーなんて語感だけで強そうですが、実は言葉としては初出ではなく、2000 年代初頭に Hartmann Neuron というニューラルシンセサイザーが商品化された事があります。商業的にはうまく行きませんでしたが。まだちゃんと資料も読めていませんが、基本的なアプローチとしてはそれと「今の所」近いものがあるかなという感じです。ただ、Google の NSynth はまだこれがほんの入り口ですね。 いわゆる音色モーフィングについて私が思うのは、ここまでの元の音色を幾つか入力してその間で補間をするというのは基本的に両端の決まった線分上の変化なので、まったく存在していなかったものを作り出しているわけではないかな、という事です。Google の資料にも今後の可能性について色々書かれていますが、例えば、オルガンの音がベルの音に変化するのと同じ「変化」をストリングスに適用したらどうなるか? みたいな話は興味を惹かれますね。 今後どういう方向に進んでいくのかわかりませんが、面白いものが出てくるのを期待したいと思います。
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TFoM Cafe Deluxe #2 が開催されました

May 21, 2017, 12:01 pm
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昨年末に第1回が開催され今回が2回目のCafe Deluxeです。今回は LUNA SEA / X JAPAN の SUGIZO氏がライブに参加と言う事でなかなか大事になっていましたが、私の方は慎ましくブースをだしてきました。 日時 : 2017年5月21日(日)　16:00 - 22:00 会場 : 六本木 SuperDeluxe https://www.super-deluxe.com/
という事でとにかくブースを準備します
いつもに増してシンプルな構成になってしまいましたが、まあこんな感じで RedLine SUSHI を並べます
お隣はHikari Instrumentsさん。
更に隣はCentre Villageさん。このあたりの国内組はもう定位置になっているような...
お手頃木製ケースのVivicat Greenさん
Quicco Sound さんもいます。Bluetooth CV/GATE I/F の mi.1e の発売を待っているのだけど今忙しそう...
モジュラープレーヤー兼デベロッパーのX Fade Modularさん
dotRed Audio Design さん。今まではケースと電源だけでしたが、2017年中には色々なモジュールが準備されるようです
そして 米本実氏のいつもの謎システム SYSTEM-Y
MI7 さんは ROLI Blocks 推しです
Waldorf kb37 もありました。今のモジュラープレーヤーの多くがキーボードを必要としていないスタイルだけどこれはこれでアリだと思うんだけどね
ローランドさんの SYSTEM 500モジュール。これは米国製なのですが...
こちらが日本製造に切り替えたバージョン。見分けるには赤いボタンに注目との事
大手販売店から宮路楽器 WURLY'S!さん
モジュラー使いはみんな行く FiveG さん
Clockface Modularさんのでっかいシステム。これくらいの明るさだと綺麗でいいな
さて、マーケットタイムをはさみつつライブも進行して行きます
ライブステージ準備中
トップバッター、Naoki Nomoto さん。モジュラーイベントでは珍しくTidalCycles使いのライブコーディングです
UA726の3人でブックラ3台ラッシュ。これはレアです。
今回の目玉、SUGIZO x HATAKEN ライブ。
という事で無事終了しました。 Nomoto さんの TidalCycles、現在は TidalCycles はアカデミック、Modular はアンダーグラウンドな雰囲気でシーンとしての交わりが少ないなという気がするのだけど、多分目指すところに共通するものは多いと思うのだよね。 そして、SUGIZO 氏参加の SUGIZOxHATAKEN ライブ、どういうものになるのか興味深かったけどやはり音の組み立て方とか凄いです。そして観客の数も凄い。こちらもモジュラーの世界に別のエッセンスを持ち込んで新たな反応を起こすという側面があります。 パフォーマーによってスタイルは様々ですけど、Modular 界隈もまだまだ何が起こるかわかんないので期待していましょう。
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ZOOMエフェクターMS-50G用のパッチエディタができました

May 27, 2017, 8:30 pm
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しばらく調査中だった MS-50G の SysEX 周りの挙動がようやく把握できたので、ChromeでWeb MIDI APIを使って動作するパッチエディタが動くようになりました。 MS-50G を持っていない人には何の役にも立たないのですけどね。MS-50G は発売されてからもうかなり経っていますが先日アップデートがリリースされて172種類のエフェクトが使えるようになっています。このサイズでこれだけ遊べるのはなかなかないんじゃないかと思います。お勧めですね。 ただパッチをPCから編集する等の機能はなく、MIDI経由で操作できそうではあるのだけど仕様不明という状態だったのですが、これでPCからパッチをいじれるようになりました。フォーマットについてはそのうちドキュメントをまとめたいと思うのですが、長年の増築の所以かなかなかやっかいな事になっているようです。ある程度は GitHub リポジトリのソースを見ればわかると思います。 それから作ってみてから何ですが、慣れるとパラメータは本体のツマミで操作する方がやりやすいです。やはり物理ツマミは偉大です。ただ一覧性は圧倒的に有利なので、併用するのが良いかも知れません。 https://g200kg.github.io/zoom-ms-utility/
 なおできたばかりで公式なツールでもないしまだ色々不具合があるかも知れません。何しろエフェクトが多すぎて全てのパラメータの動作をちゃんと検証しようとするととんでもない時間がかかりそうです。
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WebAudio API 初心者向けハンズオン参加者募集開始

May 28, 2017, 10:33 am
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6月11日(日) に渋谷で第二回 WebAudio API 初心者向けハンズオンが開催されます。 昨年末に開催された第一回と同じ内容で、WebAudio API に興味はあるけど触るのはまだこれからという人向けで、 実際にコードをいじりながら、音を出して簡単なプログラムを作ってみる、というあたりまでの内容になります。 日時 : 2017年6月11日 (日) 12:45～ 場所 : 渋谷ヒカリエ レバレジーズ(株)本社 参加費無料(懇親会費500円) 参加者の募集を開始していますので詳細は以下からどうぞ (適当なエディタとローカルWebサーバーが必要になりますので、あらかじめ環境の確認をしておくとスムーズにすすめられます) https://connpass.com/event/57668/
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ZOOM MS-50G のMIDIメッセージ詳細

May 31, 2017, 4:46 pm
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さて、ZOOMのエフェクター、MS-50GのMIDI制御ですが現在こんな感じで、パッチの入れ替えや保存、エフェクトの編集など一通りできるようになっています。

https://g200kg.github.io/zoom-ms-utility/

問題のMIDIコマンドですが、PrgChgでパッチの切り替えができるというのはかなり知られているようなのですがそれ以上はなかなか判明せず、ちょっと難しいかと思っていた所、ガレスタさんのDIY日記に突っ込んだ情報があると教えていただいたのを手がかりに、詳細まで踏み込んで調べてみました。

PrgChgと一部にCtlChgが使われている以外はすべてSysExです。

パッチのやり取りをする際のメインとなる 146bytesのメッセージには全てのエフェクトのパラメータとパッチ名が含まれていて、この構造が肝心な部分なのですが、これがちょっと困った事に各パラメータのビットがバラバラに切り刻まれて配置されています。隠すためにスクランブルしているという風でもなく、見た感じでは機能の増築を繰り返した結果なのですかね?

基本的にこのデータを送り込むとエフェクトの種類、パラメータの指定、Effect/Bypassの切り替え、画面に表示されるエフェクトの番号などをまとめて設定できます。

146bytesの表が下の方にありますが、この中で「1p2b3」のような表記になっているのは、
[エフェクト番号]p[パラメータ番号]b[ビット]

を表し、パラメータ値を構成するビットを表します。ここで、エフェクト番号は 0-5、パラメータ番号は3ページ分で 0-8 となります。

表の抜けている部分等にもまだ詳細不明な部分も残っていますが、取りあえずここまで。

ZOOM MS-50G MIDI Mesasges

This is a non-official document based on a personal and non-strict experiments.

Short messages

Patch Select

[0xc0,pp] : Program Change

Select a patch. pp=patch number (0-49)

Tuner Mode On/Off

[0xb0,0x4a,mm] : Control Change CC#74

Tuner Mode On/Off. mm<64:off, mm="">=64:on64:off,>

System Exclusives

Identity Request

[0xf0,0x7e,0x00,0x06,0x01,0xf7] : Identity Request

This is a MIDI Universal System Exclusive message, 'Identity Request'. MS-50G returns ID code and version number : [0xf0,0x7e,0x00,0x06,0x02,0x52,0x58,0x00,0x00,0x00,0x33,0x2e,0x30,0x30,0xf7]

Send Patch

[0xf0,0x52,0x00,0x58,0x28,effect1,effect2,...effect6,patch-name,0xf7] (146bytes)

Write 146bytes patch-data to current program. It consist of effect1-6 parameters and patch-name. Details are described later.

Request Patch

[0xf0,0x52,0x00,0x58,0x29,0xf7]

Request patch-data of current program. it returns 146 bytes patch-data (same as Send Patch command)

Parameter Edit

[0xf0,0x52,0x00,0x58,0x31,nn,pp,vvLSB,vvMSB,0xf7]

Parameter value edit. nn=effect#(0-5) pp=param#(0-10) vv=value. It seems effective only for effect1-3
value range is depends on each effect.

pp=0 : switch Effect/Bypass vv=0:off / vv=1:on.
pp=2 : page1-knob1
pp=3 : page1-knob2
.
.
pp=10: page3-knob3

Store Patch

[0xf0,0x52,0x00,0x58,0x32,0x01,0x00,0x00,0x2c,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0xf7]

Force store to memory. Message [Storing...] is displayed

Request Current Program

[0xf0,0x52,0x00,0x58,0x33,0xf7]

Request current bank & program. MS-50G returns bank select and program change :
[0xb0,0x00,0x00, 0xb0,0x20,0x00, 0xc0,pp]
here the pp=program#(0-49), bank is always 0

Parameter Edit Enable

[0xf0,0x52,0x00,0x58,0x50,0xf7]

Parameter value edit enable. This is needed before Parameter Editing.

Parameter Edit Disable

[0xf0,0x52,0x00,0x58,0x51,0xf7] Parameter value edit disable.

??? :

[0xf0,0x52,0x00,0x58,0x60,0xf7]

Not yet sure

Patch Data Format

Patch-data is MIDI system exclusive data. It starts with F0 and ends with F7 consist of :

F0 52 00 58 28.. eff1 eff2,... eff5 eff6 patchName F7

eff1 to eff6 include the on/off state, type of each effect, parameter values. bit arrangement is scrambled rather than fixed format

In the following table, the notation like '1p2b3' means [Effect number(0-5)] p [Parameter number(0-8)] b [bit].
Other notation means :
0t ... Effect1 Type Bits
0EfOn ... Effect1 On/Off
c0 ... Current Effect Focus 6-n => 0-5
n0 ... Max Effect Number
N0-N9 ... Patch Name (max 10char)

OffsetData
00xF0
10x52
20x00
30x58
40x28
b7b6b5b4b3b2b1b0
500t0p0b20p0b100p1b50p2b0
600t0t0t0t0t0t0EfOn
700t0t0t
80
900p0b10p0b00t0t0t0t0t
1000p0b90p0b80p0b70p0b60p0b50p0b40p0b3
1100p1b40p1b30p1b20p1b10p1b00p0b11
1200p1b100p1b90p1b80p1b70p1b6
1300p2b80p3b30p4b30p5b30p6b30p7b3
1400p2b70p2b60p2b50p2b40p2b30p2b20p2b1
1500p3b20p3b10p3b00p2b100p2b9
1600p4b20p4b10p4b00p3b70p3b60p3b50p3b4
1700p5b20p5b10p5b00p4b70p4b60p4b50p4b4
1800p6b20p6b10p6b00p5b70p5b60p5b50p5b4
1900p7b20p7b10p7b00p6b70p6b60p6b50p6b4
2000p7b80p7b70p7b60p7b50p7b4
2100p8b71t
220
230
2400p8b60p8b50p8b40p8b30p8b20p8b10p8b0
250
2601t1t1t1t1t1t1EfOn
2701t1t1t
28
2901p0b21p0b101p1b51p2b01p2b81p3b31p4b3
3001p0b11p0b01t1t1t1t1t
3101p0b91p0b81p0b71p0b61p0b51p0b41p0b3
3201p1b41p1b31p1b21p1b11p1b01p0b11
3301p1b101p1b91p1b81p1b71p1b6
3401p2b71p2b61p2b51p2b41p2b31p2b21p2b1
3501p3b21p3b11p3b01p2b101p2b9
3601p4b21p4b11p4b01p3b71p3b61p3b51p3b4
3701p5b31p6b31p7b31p8b7
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12105p6b25p6b15p6b05p5b75p5b65p5b55p5b4
12205p7b25p7b15p7b05p6b75p6b65p6b55p6b4
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1240
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1260
12705p8b65p8b55p8b45p8b35p8b25p8b15p8b0
1280
1290c2
1300n2n1n0c0
1310
132N0
1330x00
134N1
135N2
136N3
137N4
138N5
139N6
140N7
1410x00
142N8
143N9
1440x00
1450xF7
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WebAudioAPI初心者向けハンズオン#2

June 13, 2017, 11:30 pm
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先週日曜日 6月11日にWebAudioAPI初心者向けハンズオン#2が開催されました。昨年11月に開催された第一回と同じくプログラムを打ち込んで音を出しつつちょっとした加工をするあたりまでの内容をテキストに従って進める形式です。 Web Audio API 初心者向けハンズオン #2 主催はWebAudio.tokyoとかWebMusicDevelopersJPとかxsoundsjsとかWebAudioAPI関係でごにょごにょやってる人たちが適当に集まった感じです。会場は渋谷ヒカリエ17Fのイケてるオフィスをレバレジーズ様が提供してくださっています。 という事で私もメンター兼デモ担当をやってきましたが、当日のデモを録画してくれていましたので貼っておきます。WebAudio API、Web Speech Synthesis API、WebGL + Shader program、WebMIDI APIでエフェクターを制御という思いつくものをごった煮にして使っています。このプログラムは、いつも増築したりしながらドキュメントがまるで整備されていないので役に立たないかも知れませんが一応GitHub上に置いてあります。 https://github.com/g200kg/LiveBeats なおテキストは@ryoyakawaiさんがまとめたものが公開されていますので、ハンズオンに参加できなくても、初めてWebAudio APIを触ってみるにはちょうど良い教材になると思います。 https://webmusicdevelopers.appspot.com/codelabs/webaudio/index.html
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ZOOM MS-50G/70CDR パッチエディタ

June 15, 2017, 12:29 am
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ちょっと何やってんだかという気もしなくはないのですが、ZOOM用パッチエディタが、ついにMS-50GだけじゃなくてMS-70CDRにも対応しました。 最新版にファームをアップデートすると両者のエフェクトにかなりの重複が出てきますので、どちらにも入っているエフェクトに関しては、パッチをファイルに落としてから他方に読み込めば、両者の間でパッチを交換する事も可能です。 後はどこかにMS-60Bは落ちてないかな... https://g200kg.github.io/zoom-ms-utility/
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ZOOM パッチエディタが MSシリーズ3機種に対応

June 21, 2017, 7:16 am
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思いのほか手こずったのだけど、ZOOM MS用のパッチエディタが MS-60Bにも対応し、これで MS-50G / MS-60B / MS-70CDR の3機種対応になりました。 MS-50G と MS-70CDR は実はデータの形式がほとんど同じで多分も 60B も似たようなものだろうと思っていたのですが、50G と 70CDR は同時使用エフェクト数が6なのに対して 60B は4、これに起因してデータフォーマットが少し違います。 詳細はここに書いてあります : https://github.com/g200kg/zoom-ms-utility/blob/master/midimessage.md なぜわざわざ変えたのかはいまいちわかりません。エフェクト数が4なのはDSP能力とかに違いがあるのか? とも思ったがそうでもなく、他の機種にも入っている同じエフェクトを処理できる数で比較しても同じようです。ベース用だから4つもあれば良いだろ、的な? 後少し気になる所は * 古いバージョンのファームでもちゃんと動くか未検証、本体をアップデートすると戻せないのだよ * オートセーブ周りの挙動が本体とリンクしない。このあたりの状態が取れるかはまだ不明 * 新しいエフェクトは重い奴が多くて「DSPフル」になりやすいのでこのあたりを定量的に表示できんかな Zoom MS-50G / MS-60B / MS-70CDR Patch Editor
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やたら変数の多い連立一次不等式を解きたい

June 26, 2017, 5:23 am
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「太郎君は、1000円持ってりんごを3個とみかんを2個買ってきました。 りんごとみかんを3個ずつ買いたかったのですが1000円では足りませんでした。 みかん6個なら1000円で買えたのに。」 こんな奴。ただし、変数が200個ほどある。こういうのが得意なのはMathematicaだっけ? とか思いつつ取りあえず使えそうなMaximaとかWolframAlphaなんかを試しつつ、ちょっと求めてるものとは違うので、手作業で地道に進めていい感じに収束してきたかと思った所で解が存在しなくなるという致命的な間違いに気づいた。どうやらどこかで計算間違いをしてエラーが混入してそれが伝播したらしく、日曜日の半分くらいを費やしたデータがゴミクズと化した。 これはやはり人間が手作業でやるべき事ではなかった...と更に半日ほど反省しつつ、この問題を解くためだけのプログラムを書く。一般的に使えるように実装すると大変な事になるのはわかっているので、式の形式を固定して x + 2*y + 3*z ... > 0 みたいな奴だけ。左辺は 数値 * 変数の積算、不等号は > または < のどちらかで右辺は定数。これをバカバカと逐次で入れていって変数の取り得る値を収束させるという感じのもの。
何でこんな事を、と言うとマルチエフェクターの各エフェクトのDSP消費量の見積もりなのだけどな。相当脱線している。 「OrangeLimとSweetDriveを入れたらもうShimmerReverbはDSPがフル状態で入んないや」 とか 「SeeetDriveをGreatMuffに変えたら入るな」 みたいな事態が頻発するので、それぞれの正確なDSP消費状況を把握しようとしてこのざまです。
多分真面目に実装すれば、何か使い道があるソフトになるかも知れないけど、とりあえずいいや。 http://www.g200kg.com/demo/inequalitysolver/
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NPD NGD NBD NAD NSD NDD

June 28, 2017, 8:15 pm
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最近ギターエフェクター系の海外コミュニティなんかを覗くようになったのですが、NPDとかNGDとか言う謎の略語が頻出していて何のことやらわからなかったのですが、ようやく判明しました。 「New Pedal Day」、「New Guitar Day」、なるほど!! この N*D という言い回しには幾つか種類があるのですがすべて「New *** Day」の略で「新しい楽器を手に入れたぜ!!」という報告で使われるようです。 そう言えばTwitterでは新しい楽器(楽器以外の場合もある)を手に入れた時には「New Gear!!」というのが流行りだったと思うのですが、ギターコミュニティにはギターコミュニティの文化があるのかなあ、とかw NPD ... New Pedal Day 「新しいペダル(エフェクター)を手に入れたぜ!」頻出する NGD ... New Guitar Day「新しいギターを手に入れたぜ!」頻出する NBD ... New Bass Day 「新しいベースを手に入れたぜ!」ギター程ではないけど時々見る NAD ... New Amp Day 「新しいアンプを手に入れたぜ!」時々見る NSD ... New Synth Day 「新しいシンセを手に入れたぜ!」あまり使われない NDD ... New Drum Day 「新しいドラムを手に入れたぜ!」あまり使われない なお、NSD NDD については使われないことはないのですが多分あまり通じないと思います。大抵「NSD(New Synth Day)」みたいに注釈付きだったりします(それでようやくあーそういう事か、と理解したのですが)。
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たかがピンヘッダー...

July 4, 2017, 8:22 am
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同じ2.54mmピッチのものなら何を使っても変わらんだろ...と思いきや 入らねえ... やっちまったなぁ。 ちなみに2.54mmピッチピンヘッダーのコンタクト部分は0.64mm角で規格化されていて同じようなピンヘッダーに見えますが、基板側に出ている足の部分はメーカーによって微妙に違いがあります。 ヒロセのボックスヘッダーは基板側に出ている部分は0.5mm角なので対角0.707mm、基板の推奨穴径はφ0.8。 秋月なんかでよく売ってるヘッダーだと基板側も0.64mm角のままで対角0.905mm、推奨穴径はφ1.02。 JSTなんかは精度に自信があるのか0.64mm角ですが推奨穴径はφ0.9だったりします。 推奨サイズだと余裕を見て結構ゆるゆるなので、差し込んだだけでは固定されずに裏返すと落ちてくるのですが、ギリギリの所を狙うと差し込んだだけで結構かっちりはまって作業性がとても良いので狙いすぎたというのもあるんですが、こんな事で余計な仕事が増える。
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RedLine SUSHI

July 12, 2017, 11:47 am
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DSP搭載のユーロラックモジュール「RedLine SUSHI」を高円寺の前衛派珈琲処マッチングモヲル様で取り扱い開始しました。
  • Glitch Oscillator
  • Osc+Lpf
  • Vocoder
  • Chrus/Flanger+Delay
の4種類の顔を持つマルチファンクションモジュールです。デモ機もありますので是非どうぞ。 仕様詳細はこちら
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WebAudio APIでの過大振幅信号処理の闇

July 16, 2017, 11:51 am
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とある WebAudio を使ったアプリで思うような音が出ない現象があり、少し調べた所信号がレベルオーバーした時の挙動がブラウザによって違うのが原因のようです。

WebAudio API では通常、音声信号を -1.0 ～ +1.0 の範囲の値で扱います。これは単なる数値データですのでオーディオグラフの処理の途中段階ではどのような値になっても良いのですが、最終的に AudioContext の destination に接続する際には -1.0～+1.0 が 0dBFS つまりフルスイングの信号となります。

問題はこの範囲外のデータを生成してしまった時にその値がどう扱われるかなのですが、WebAudio API のスペックでは今の所規定されておらず実装依存になっています。実際にはクリップしてしまったり強制的に振幅を調整するなど、ブラウザや OS によって処理の仕方がバラバラで場合によってはまずい事になる可能性があります。

ざっとまとめたのが次の表です。

OS Browser Description
Windows Chrome 長い時定数でコンプレッションがかかり振幅が強制的に調整される
Firefox 短い時定数でコンプレッションがかかり振幅が強制的に調整される
Edge destinationに接続された時点で信号が -1.0 ～ +1.0 の範囲にクリップされる
Mac(内蔵スピーカー) Chrome そのままMacの音量調整を通して出力可能な範囲で出力される
Firefox そのままMacの音量調整を通して出力可能な範囲で出力される
Safari destinationに接続された時点で信号が -1.0 ～ +1.0 の範囲にクリップされる
Mac(USB-I/F) Chrome destinationに接続された時点で信号が -1.0 ～ +1.0 の範囲にクリップされる
Firefox destinationに接続された時点で信号が -1.0 ～ +1.0 の範囲にクリップされる
Safari destinationに接続された時点で信号が -1.0 ～ +1.0 の範囲にクリップされる

Edge と Safari の処理が素直と言えば素直なのですが、WebAudio API の処理グラフから destination に出力される時点で信号が範囲を超えているとハードクリップされ、歪みが発生します。アプリとしてはこの Edge、Safari で歪みが発生しないようにオーディオグラフ内で適切に信号の振幅を管理するのが本来の姿だと思います。

Mac での Chrome、Firefox の場合は、内蔵スピーカーか USB 接続オーディオI/Fかによって挙動が異なるようです。USB 接続のオーディオI/Fの場合は Safari や Windows の Edge 同様に destination に接続された出力が -1.0～+1.0 の範囲にクリッピングされ、それ以上の振幅の信号は歪みが発生します。しかしどういうわけか内蔵スピーカーを選択している場合はクリッピングされず、信号の振幅が大きくてもそれに合わせて Mac のボリュームを下げていると歪みが発生しません。もちろんこの状態で Mac のボリュームを上げていくと歪みが発生しますが、これはアナログ回路的な出力振幅の限界のようです。

Windows の Chrome および Firefox の場合はまた少し違った挙動があります。出力信号が範囲を超えている場合は自動的にコンプレッションがかかり、ピークがクリップしないように自動的に調整されるようです。Windows でだけ起こる現象のため、OS 側のカーネルミキサー等が関わっているのかも知れませんが、Chrome と Firefox では過大信号がなくなった後の復帰時間、いわゆるコンプレッサーのリリースタイムが明らかに異なるので、どこでこの処理が行われているのかは良くわかりません。

と言う事で、とにかく気を付けないといけないのは、Windows で Chrome / Firefox を使っている場合、また Mac で内蔵スピーカーを使っている場合には、信号の振幅が -1.0 ～ +1.0 を超えていても歪まないので気が付かない可能性があるという事です。いい感じに鳴っていると思ってもブラウザや再生環境が変わるとバリバリに歪んでいるという事が起こるかも知れません。

割とやりがちなのが下の図のように複数のオシレータを並列に繋いでしまった時のピークの最大値をちゃんと考えていない、とかですね。そもそもオシレータの出力は -1.0～+1.0 のフルスイング信号で、並列接続した場合には単純に加算されますので、ワーストケースではピークが重なるとオシレータの数だけ出力ピークが上昇します。

なお、ポリフォニックシンセのような同時発音数が多い音を扱う場合は全てのサウンドソースのピークが重なるようなワーストケースを考えると1音あたりの音量が取れなくなってしまいますのである程度のヘッドルームを作りつつワーストケースではソフトサチュレーションさせたり、ゲーム系の音処理のような場合には明示的に DynamicsCompressor を使ってピークを抑えたりするのが一般的かと思います。

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黒板をひっかく音はシンセ的に合成できるのか?

July 19, 2017, 10:30 pm
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誰でも経験があると思うのだけど、黒板をひっかく音を聴いた時の背中がぞわぞわする感覚、何なんでしょうね? 一説には、とある種類の猿が危険を知らせる時の叫び声に近く、人間のDNAに刻まれた太古の記憶なんていう話もあるみたいですが、実際の所どういうメカニズムで起こっているのかは良くわかっていないようです。 2.5kHz-4.0kHz付近で起こるという分析もあるようですが、その辺の周波数の音はどこにでもありふれたものですし、単なる周波数成分的な要因ではないという事なんでしょうね。ただ、2.5kHz-4.0kHzというと人間の外耳道で共振によるピークが起きやすい周波数ではあり、ざっくり外耳道をl = 25mm～30mmとすると λ/4 共振の周波数は 340/(l*4) = 3.4kHz-2.8kHz くらいにピークが発生しますので思った以上に大きく聴こえる音ではあります。 不思議な事にあの音をサンプリングして持続音として再生してもいまいちあのぞわぞわ感が出ないんですよね。というか、録音して再生しているという状況を認識している時点であのぞわぞわ効果はかなり薄れている気がします。どういう事でしょうか? 音響的なレベルよりももう少し上のレイヤーで避けなくてはならない何かだと脳が認識しているという事でしょうか。 どうもランダムな感じで断続するというのが要因の1つではないかという気がします。それが猿の叫び声っぽいのかどうかは良くわかりませんが。という事で、敢えてあれっぽい音をアルゴリズミックに合成しようとしたのが下のリンクです。個人差もあると思いますが「ちょっとぞわっとする感じがするかな」という程度の出来で、まだ何かが足りないような気もします。 感じ方は個人差もあると思いますので苦手な人は気を付けてください。 黒板をひっかく音っぽい奴
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Maker Faire Tokyo 2017

August 6, 2017, 11:13 am
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8月5日～6日に東京ビッグサイトでDIY系のビッグイベント、メイカーフェアが開催されました。ごく一部ですがMUSIC関係のエリアだけざっと回ってきました。 日時 : 2017年8月5日(土) 12:00〜19:00、6日(日) 10:00〜18:00 会場 : 東京ビッグサイト（東7・8ホール）
せんとれさんのブース。純粋なユーロラックシンセモジュールという形で出展しているのは少数派かも。
WOSKさん。ハンドスピナーでスクラッチプレイができるガジェット。時流に乗った新ネタの仕込みに抜かりはないようです。
これもWOSKさんで物理的なメトロノームからマスタークロックを出力するデバイス。DAWをメトロノームに同期させたりできます。これは面白い。
結構以前から謎楽器界では知名度があったSlapStickが日本上陸。「ヌードル」とも呼ばれるもので細長い鉄板を指で叩いてスラップベースっぽい音が出ます。会場での販売もしていたのですが心が揺れている間にSOLD OUTになってしまいました。
SlapStickオンステージ。ワウ系のエフェクトと相性が良いようです。かっけー。
パラレルキャスター。ギターなのだけど各弦のピックアップが独立していていわゆる「パラ出し」なので、弦毎に違うエフェクトを掛けたりできます。シールドが6本刺さっている見た目がなかなかファニー。取り回しが大変そうだけど。
@tadfmacさんの缶叩き機。今回は缶の数がいつもの2倍らしい。子供をひきよせる効果が高いのだよなこれ。
以前ネットでちらっと見た事があったのだけど実物を見る事ができました。個人が趣味でLSIを作るのはさすがにまだハードルが高いのだけど、複数の人が作りたいものを持ち寄って相乗りした1チップに収めるというアグレッシブな試みです。
そしてこれが試作されたチップを載せた基板。2umルールで、DSP処理とかではなくアナログ処理のエフェクトとの事です。
これはDigiLogさんのOCTAというシンセですが、基板を複数重ねて厚みを持った筐体を作っているという例。これは予想外。これなら複雑な立体構造も作れそうです。
GVSヘッドフォン。耳の後ろに電極を付けて電流を流すと、三半規管を刺激してフラフラした感覚が得られるらしいです。へー。
ヘッドフォンにこのGVSを仕込みVRシステムと連動させると没入感がヤバい事になるという試み。そういえばGoogleの偉い人が2030年代には仮想空間へのフルダイブが可能になるとか言ってたな、とかふと思いだしたり。
高エネルギー技術研究室さんのテスラコイルによる演奏。いいよね、テスラコイル。放電の生音はジージーいってる感じなのでピックアップで拾ってエフェクトかけたりしたくなる。
一方その頃ステージでは、米本さんとBBBの二人、「実ズ」のSYSTEM Yを使ったノイズ系ライブ。SYSTEM Yのブースは出していないのでステージのみの参加との事。
いやーメイカーフェアは会場が広くて暑いので体力削られる感じがあります。 MUSICエリアだけじゃなくて他にも面白そうなものはあるのだけど、とても全部は回りきれません。まあMUSICエリアに関してはシンセ系各種イベントなんかでお見掛けする人も多いのである意味世間は狭い。
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MIDI=>DMX変換:Webアプリから照明を制御する

August 12, 2017, 11:04 am
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ステージ用の照明機材はDMXという規格に対応したものが多く、専用の制御卓からコントロールできたりするのですが、これをWebアプリからやりたいな、と言う事でちょっと試してみました。

なお同様の試みは@toyoshimさんなんかも既にがっつりと基板から作っているので特に目新しいというものでもないのですが、工作が面倒だったので、ありものの組み合わせでなんとかしようという戦略です。

参考 : とよしま語録:照明機材を身近に

DMX?

DMXというのは電気的にはただのEIA485のシリアル通信で、これを使って512チャンネルに対して8ビット、0-255の値を順次送信するという非常に単純なプロトコルです。

各照明機材にはINとOUTの2つのDMXコネクタがありますので、制御卓等のマスターから順次デイジーチェーン接続してゆきます。各照明機材は例えば色の制御や光の方向の制御等、自分が使いたいだけの複数のチャンネルを使用して制御信号を受け取りますが、1本のケーブル上の機材がそれぞれどのチャンネルを使うかはユーザーの責任で各照明を設定する事になります。



MIDI=>DMX

PCをマスターにするためのDMXのインターフェイスですが、単なるUSBシリアル=>DMXへのインターフェース製品ならかなり出回っているようで、ネイティブアプリから使うならこれでも良いのですが、Webアプリから簡単に動かすには Web MIDI APIが使える MIDI => DMX の変換が欲しい所です。

という事で今回は Arduino で一度USB-MIDIを受けてDMXに変換するという方法で行きます。MIDI側は@morecat_labさんのmocoLUFAを入れてArduinoをUSB-MIDIデバイス化し、DMX側はTinkerKitからArduino用のDMXマスターシールドというのが販売されていますのでそのまま使用します。

MIDIからDMXに変換するには、MIDIのどのメッセージに対応させるかを決める必要があります。制御を自分で書くならどういう割り当てでも構わないのですが、今回は単純にコントロールチェンジのコントロール番号と値をDMXのチャンネルと値に割り当て、MIDIのコントロールチェンジの値は7ビットなので1ビットシフトして8ビットの値として使用します。これだと制御が微妙に粗くなるしコントロール番号の範囲も0～119でDMXの512チャンネル全てを制御できませんので、もう少し細工をしても良いのですが、まあ取りあえず単純に。

必要なもの(ハードウェア):
Arduino UNO R3これで MIDI メッセージから DMX への変換処理を行います。
DMX Master Shield TinkerKit の DMXインターフェイスシールドです
DMX対応照明機器 Amazon等で探すと数千円の非常に安価なものからあります。
ただし安いものはトラブルも多いようですのでそこは自己責任で
DMXケーブル DMX機器を接続するケーブルは規格上ではXLR 5ピンコネクタを使う事になっているのですが、どういうわけか現在出回っているDMX機器にはXLR 3ピンコネクタを使ったものが多くあります。
DMX Master Shieldは5ピンですので必要に応じて 5ピン-3ピン変換等が必要になります
MIDIコントローラ今回はスライダータイプのコントローラでDMXの各チャンネルを設定する感じにしましたが、これはWebApp次第です。


必要なもの(ソフトウェア):
Arduino IDEArduinoの開発環境です https://www.arduino.cc/en/main/software
DMXMaster LibraryDMX Master用ライブラリです https://github.com/TinkerKit/DmxMaster
mocoLUFAArduinoをUSB-MIDIデバイス化するライブラリです。これはArduinoのメインCPUではなくUSBシリアル部のコントローラの16u2に書き込む手順が必要でちょっと面倒ですが、ここのdualMOCOを使えば、Arduino本体のプログラムとUSB-MIDIでのテストを適宜切り替えながら進められます。
https://github.com/kuwatay/mocolufa

mocoLUFAの書き込みについてはこの辺りが参考になると思います。http://qiita.com/tadfmac/items/9136f47ae1eea99a4ef7
また、mocoLUFAの書き込みに際しては、https://dfu-programmer.github.io/やWindowsならhttp://www.atmel.com/ja/jp/tools/FLIP.aspxが必要になります
Arduino MIDI LibraryArduinoのメインCPU側の標準的なMIDIライブラリで、mocoLUFAでもこれを使用します http://playground.arduino.cc/Main/MIDILibrary


という事で全景はこんな感じになります。


構成を図にするとこうです。


Arduinoのスケッチはシンプルに、MIDIから受け取ったControlChangeの値を2倍してそのままDMXライブラリに渡すだけ。 
#include <MIDI.h>
#include <DmxMaster.h>

MIDI_CREATE_DEFAULT_INSTANCE();

void setup() {
  MIDI.begin();
  MIDI.turnThruOff();
}

void loop() {
  if(MIDI.read()){
    int type = MIDI.getType();
    int d1=MIDI.getData1();
    int d2=MIDI.getData2()*2;
    if(type==midi::ControlChange && d1<120){
      DmxMaster.write(d1,d2);
    }
  }
}


また今回使ったWebAppはここにあります。 http://www.g200kg.com/demo/dmx/

できました

動作テスト中です
今回はWebAppで中継してMIDIコントローラから制御しましたが、Arduinoは普通にMIDIデバイスとして見えているので、例えばDAWでコントロールチェンジを送るようなシーケンスを組んでおけば、曲と連動して照明を動かすなんて事もできますね。

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黒板をひっかくアプリ

August 21, 2017, 9:50 am
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Kouenji Modular Meeting

August 23, 2017, 7:35 am
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先週覗いてきたModular Meeting。なんというかカレーを食べながらモジュラーシンセをつつく会の様子をちょっとだけ。 場所はいつもお世話になっている高円寺マッチングモヲル様です。 　
マチモカレー、おいしいです。
@ankgw氏によるブレッドボードによるモジュラーDIY講座
ブレッドボードとユーロラックを接続した図
どうもこういう時って自分が持ち込んだものの写真を取り忘れがち。 DMX経由の照明制御システムを持って行ったのだけど。
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