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基本波形の生成
オーディオやマルチメディア関連のプログラムを書いていると、手早くノコギリ波や矩形波を生成したいことがある。 そこで、簡単にいろいろな波形を生成する方法をまとめる。 1. ノコギリ波 1サンプルごとに少しずつ値を足していくと、直線的に増加していく波形ができる。 値が 1.0 を超えた瞬間に 0.0 へ戻すことで、ノコギリ状の周期波形が生成できる。 これは、値の小数点以下のみを取り出すことで実装できる。 実装してみる。 以下のコードでは、オーディオ信号として扱いやすいよう出力値の範囲を 0〜1 から -1〜1 へ変換している。 double sawtooth(double 周波数, double サンプルレート) { static double phase = 0.0; // 初期値 phase += 周波数 / サンプルレート; phase -= floor(phase); // 整数部分を引き算 return 2.0 * (phase - 0.5); // -1.0～1.0 の範囲に広げる } 「小数点以下を取り出す」を「1.0で割ったときの剰余」として実装する方法もある。 double another_sawtooth(double 周波数, double サンプルレート) { static double phase = 0.0; // 初期値 phase += 周波数 / サンプルレート; phase = fmod(phase, 1.0); // 小数部分を取り出す return 2.0 * (phase - 0.5); // -1.0～1.0 の範囲に広げる } プログラミング言語によっては（C# など）、浮動小数点数（float や double）に対して剰余演算子 % が使えるので、この実装方法のほうがシンプルに書ける。 2. 矩形波 ノコギリ波が 0.5 を超えたら 1.0、超えなければ -1.0 を出力する。 条件を「0.75 を超えたら 1.0 を出力」に変えれば、デューティ比25%の矩形波になる。 double pulse(double 周波数, double サンプルレート) { static double phase =
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