Суперколлайдер - SuperCollider
 | |
| Оригинальный автор (ы) | Джеймс Маккартни |
|---|---|
| Первый выпуск | 1996 |
| Стабильный выпуск | 3.12.1 / 5 сентября 2021 г .
|
| Репозиторий | github |
| Написано в | C ++ |
| Операционная система | FreeBSD , Linux , macOS , Windows |
| Тип | Язык программирования аудио |
| Лицензия | GPL-3.0 или новее |
| Веб-сайт | суперколлайдер |
SuperCollider - это среда и язык программирования, первоначально выпущенный в 1996 году Джеймсом Маккартни для синтеза звука и алгоритмической композиции в реальном времени .
С тех пор он превратился в систему, используемую и развивающуюся как учеными, так и художниками, работающими со звуком. Это эффективный и выразительный язык динамического 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 с версии 3.4 - на условиях GPL-3.0 или более поздней версии , SuperCollider является бесплатным программным обеспечением с открытым исходным кодом .
Архитектура
Начиная с версии 3, среда SuperCollider была разделена на две части: на сервере , scsynth ; и клиент , sclang . Эти компоненты взаимодействуют с помощью OSC ( Open Sound Control ).
Язык SC сочетает в себе объектно-ориентированную структуру Smalltalk и особенности из функциональных языков программирования с C -family синтаксиса .
Приложение SC Server поддерживает простые API-интерфейсы плагинов C и C ++, что упрощает написание эффективных звуковых алгоритмов ( генераторов единиц ), 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 объединена в оптимизированный исполняемый файл командной строки (названный scsynth ). В большинстве случаев он управляется из языка программирования SuperCollider, но его можно использовать независимо. Аудиосервер имеет следующие особенности:
- Открыть доступ к управлению звуком
- Простые API-интерфейсы подключаемых модулей ANSI C и C ++ 11
- Поддерживает любое количество входных и выходных каналов, в том числе многоканальные конфигурации
- Предоставляет доступ к упорядоченной древовидной структуре узлов синтеза, которые определяют порядок выполнения.
- Шинная система, которая позволяет динамически реструктурировать поток сигналов
- Буферы для записи и чтения
- Расчет с различной скоростью в зависимости от потребностей: скорость звука, скорость управления, скорость запроса
Supernova, независимая реализация серверной архитектуры, добавляет поддержку многопроцессорности за счет явного параллельного группирования узлов синтеза.
Язык программирования SuperCollider ( sclang )
Язык программирования Supercollider является динамически типизированных , сборку мусора , одного наследования объектно-ориентированного и функциональный язык похож на Smalltalk , с синтаксисом , аналогичным Lisp или языка программирования . 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 составлять . 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 другие функции, типичные для функциональных языков, включая создание замыканий через частичное приложение (явное каррирование ), оптимизацию хвостового вызова , понимание списков и сопрограммы . Особенности включают неявное расширение кортежей и систему шаблонов без сохранения состояния. Его поиск сообщений в постоянном времени и сборка мусора в реальном времени позволяют большим системам быть эффективными и гибко обрабатывать сигналы.
Поддерживая методы рефлексивного , диалогового и грамотного программирования , SuperCollider позволяет относительно легко находить новые звуковые алгоритмы и разрабатывать собственное программное обеспечение, а также настраиваемые фреймворки. Что касается знаний, специфичных для предметной области, они являются как общими (например, позволяют представлять такие свойства, как время и шаг в различных степенях абстракции), так и содержат множество примеров реализации для конкретных целей.
Система графического интерфейса пользователя
Язык SuperCollider позволяет пользователям создавать кроссплатформенные графические пользовательские интерфейсы для приложений. Стандартная библиотека классов с компонентами пользовательского интерфейса может быть расширена рядом доступных фреймворков. Для интерактивного программирования система поддерживает программный доступ к файлам с расширенным текстовым кодом. Его можно использовать для алгоритмической генерации векторной графики .
Интерфейс и системная поддержка
Клиенты
Поскольку сервер управляется с помощью Open Sound Control (OSC), для управления сервером можно использовать множество приложений. Обычно используются языковые среды SuperCollider (см. Ниже), но могут использоваться и другие системы с поддержкой OSC, такие как Pure Data .
Существуют «сторонние» клиенты для сервера SuperCollider, включая rsc3, клиент Scheme , hsc3 на основе Haskell , ScalaCollider на основе Scala , Overtone на основе Clojure и Sonic Pi . Они отличаются от сред разработки, упомянутых ниже, потому что они не предоставляют интерфейс для языка программирования SuperCollider, вместо этого они взаимодействуют напрямую с аудиосервером и предоставляют свои собственные подходы к облегчению пользовательского самовыражения.
Поддерживаемые операционные системы
SuperCollider работает на macOS , Linux , Windows и FreeBSD . Для каждой из этих операционных систем существует несколько сред и клиентов для редактирования языков, которые можно использовать с SuperCollider (см. Ниже).
Также было продемонстрировано, что SuperCollider может работать на Android и iOS .
Редактирование среды
Код SuperCollider чаще всего редактируется и используется в его собственной кроссплатформенной среде IDE, которая основана на Qt и поддерживает Linux, Mac и Windows.
Другие среды разработки с поддержкой SuperCollider включают:
- Emacs (Linux, Mac, Windows)
- Vim (Linux, Mac)
- Атом (Linux, Mac, Windows)
- gedit (Linux, Windows)
- Кейт (Linux, Windows)
Примеры кода
// Print "Hello world!"
"Hello world!".postln;
// Play a mixture of an 800 Hz sine tone and pink noise
{ SinOsc.ar(800, 0, 0.1) + PinkNoise.ar(0.01) }.play;
// Modulate a sine frequency and a noise amplitude with another sine
// whose frequency depends on the horizontal mouse pointer position
{
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 } };
Живое кодирование
Как универсальный язык динамического программирования SuperCollider может использоваться для живого кодирования , то есть для выступлений, в которых исполнитель изменяет и выполняет код на лету. Определенные виды прокси служат в качестве заполнителей высокого уровня для объектов синтеза, которые могут быть заменены и удалены или изменены 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 в реальном времени создавать и изменять псевдоклассы и псевдообъекты.