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2013年4月12日金曜日

16. オペレーション・レコード

この記事では、VGS音源の音源ドライバ・音源モジュール間のオペレーション仕様を示します。

(1)モジュール間I/F
13. 基礎アーキテクチャ」でも解説しましたが、VGSの場合、音源ドライバが音源モジュールに対して、オペレーションを入力し、音源モジュールが発音処理を行います。
音源ドライバ・音源モジュール間のI/F

(2)オペレーション
オペレーションとは、「発音せよ」「消音せよ」といった感じの指令です。
実際、VGSのオペレーションには幾つかの種類がありますが、先ずは最低限必要な発音(KEY-ON)消音(KEY-OFF)待機(WAIT)のオペレーションだけ実装することを目標にします。

(3)WAITオペレーション
楽譜記号のオタマジャクシには、全音符(白い丸)、半音符(白抜きの♩)、四分音符(♩)、八分音符(♪)などの種類があります。その名の通り、半音符は全音符の1/2の長さ、四分音符は全音符の1/4の長さ、八分音符は全音符の1/8の長さという具合です。全音符の長さはテンポにより異なります。
つまり、WAITオペレーションというのは、音や無音(休符)の長さを待機する為のパラメータです。
「それならば、KEY-ONオペレーションに長さのパラメータを持たせれば良いのでは?」と思われるかもしれませんが、「逐次オペレーション」で複数のチャネル(声部)のKEY-ONとKEY-OFFを並列に管理する場合、WAITオペレーションを分離しておいた方が、シンプルに実装できます。(この理屈は、現段階では理解できなくても問題ありません)

(4)音源ドライバの状態遷移
音源ドライバは、下図のような状態遷移をします。
音源ドライバの処理の状態遷移
WAIT以外のオペレーションが発生した場合、連続逐次的にオペレーションの処理を行い、WAITオペレーションが発生した時は待機状態になるようにします。つまり、WAITオペレーションが状態遷移のキーになります。

(5)オペレーション・レコードの設計
それでは、オペレーション・レコードの構造体について考えてみます。
レコード設計をする場合、主キーとそれに関連するプロパティが何かを考えます。
主キーは「オペレーションの種類」です。
そして、オペレーションの種類毎に必要なプロパティ情報(=オペランド)は、次の通りです。
  • Wait: ①時間(周波数と同じとする:1秒=22,050)
  • KEY-ON: ①チャネル番号(0~5)、②音程(0~84)
  • KEY-OFF: ①チャネル番号(0~5)
上記を踏まえて、次のような構造体でオペレーション・レコードを宣言することにします。
/* オペレーションレコード */
#define NOTE_WAIT       0       /* WAIT */
#define NOTE_KEYON      1       /* KEY-ON */
#define NOTE_KEYOFF     2       /* KEY-OFF */
struct _NOTE {
    unsigned char type;         /* 種別 */
    unsigned char op1;          /* オペランド1 */
    unsigned char op2;          /* オペランド2 */
    unsigned char op3;          /* オペランド3 */
    unsigned int val;           /* 値 */
};
256未満で収まるオペランドはop1、op2、op3に持たせ、大きな数値(時間)はvalに持たせる仕様です。なお、1秒=22050で、int=2の32乗-1なので、ひとつの音符または休符の最大長は194,783秒という制約が生じることになりますが、バッソ・コンティヌオでもそんな長い音符はこの世に存在しないので、問題ありません。

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