JP4544278B2 - 波形生成システム - Google Patents
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Description
また、DAWアプリにも、ネットワーク接続された複数台のPCに処理を分散させて実行させることにより、負荷分散を実現し、より負荷の大きな処理を実行させることができるようにしたものが知られている。
このようなDAWアプリとしては、例えば非特許文献1,2に記載のものが挙げられる。
例えば、音源回路を搭載したプラグインボードを波形生成装置に装着できるようにするためには、専用のソケットや通信回路、電源等を設ける必要があり、コストアップや、デザイン上の制約になった。また、プラグインボードにより拡張された音源は、本体に搭載された音源とは異なるユニットであると取り扱われ、拡張された音源を適切に動作させるためには、本体に搭載された音源とは別にパラメータの設定を行う必要があった。
また、非特許文献1や2に記載の技術も、単に複数のPC間で処理負荷を分散するのみであり、波形生成装置における音源機能の拡張という点では、十分な効果を得られるものではなかった。
まず、図1に、この発明の波形生成装置の実施形態であるシンセサイザ及び、そのシンセサイザに音源機能を提供可能なPCのハードウェア構成を示す。
図1に示すように、シンセサイザ10は、CPU11,フラッシュメモリ12,RAM13,MIDI(Musical Instruments Digital Interface:登録商標)I/O(入出力部)14,演奏操作子15,パネル操作子16a,パネル表示器16b,音源部17,ミキサ18,通信I/F19を備え、これらがバスライン22により接続されている。また、この他に、DAC(デジタル/アナログコンバータ)20及びサウンドシステム21も備えている。
RAM13は、CPU11のワークメモリとして使用したり、一時的に使用するパラメータの値等を記憶したりする記憶手段である。
演奏操作子15は、鍵盤やペダル等、ユーザによる演奏操作を受け付けるための操作子である。
パネル表示器16bは、液晶ディスプレイ(LCD)や発光ダイオード(LED)ランプ等によって構成され、シンセサイザ10の動作状態や設定内容あるいはユーザへのメッセージ、ユーザからの指示を受け付けるためのグラフィカル・ユーザ・インタフェース(GUI)等を表示するための表示手段である。
なお、LCDにタッチパネルを積層して、パネル表示器16bとパネル操作子16aとを一体に構成することもできる。
そして、この音源部17による波形データの生成動作は、音源制御手段として機能するCPU11が、発音を行わせる発音chと対応したchレジスタに、発音させる音の音色、音高、強度、エンベロープ等に応じた適当なパラメータの値を設定すると共に、発音開始や停止、急速減衰等の指示をすることにより、制御する。
サウンドシステム21は、スピーカ等により構成され、DAC20から供給される楽音信号に従った音声を出力する音声出力手段である。
以上のようなシンセサイザ10は、ユーザの演奏操作に従い、ユーザが指定した音色の楽音を発生させて出力することができる。自動演奏の楽音についても、同様に出力することができる。
ただし、通信I/F39としては、シンセサイザ10において採用されている通信経路50を介して、シンセサイザ10との間の通信が可能な規格のものを用いる。
なお、このPC30は、常にシンセサイザ10と接続されている必要はなく、シンセサイザ10の音源機能を拡張したい場合に、任意のタイミングでシンセサイザ10に接続すればよい。そして、この接続を行うことにより、シンセサイザ10とPC30とに楽音(波形)生成システムを構成させることができる。
この図において、MIDIデータの伝達経路は太い実線の矢印で、波形データの伝送経路は太い破線の矢印で示している。
図2に示す通り、シンセサイザ10は、図1に示したMIDI_I/O14〜サウンドシステム21の各構成要素により実現される機能(この図では、パネル操作子16aとパネル表示器16bは、まとめて操作パネル16として示している)に加え、MIDIデータ生成部101,音源制御部102,カレント音色データメモリ103,カレント音色データ送信部104,接続処理部105,音色ライブラリ106,主制御部107の機能を有する。これらのMIDIデータ生成部101〜主制御部107の機能は、CPU11が所要のプログラムを実行し、シンセサイザ10が備える各種ハードウェアを制御することにより実現されるものである。
また、PC30は、主制御部301及び、音源サーバ310の機能を有する。
まず、シンセサイザ10のMIDIデータ生成部101は、演奏操作子15に対してなされた演奏操作の内容を検出し、その操作内容を示すMIDIデータ(ノートオン、ノートオフ等)を生成する機能を有する。そして、MIDIデータ生成部101は、これらの生成したMIDIデータを音源制御部102に供給し、そのMIDIデータに従った音源部17の制御を行わせる。
なお、図2では、通信I/F19,39が、それぞれMIDI_I/O19a,39a、波形I/O19b,39b、その他I/O19c,39cの3つのI/Oを備えるように示しているが、これらのI/Oが物理的に独立したものである必要はなく、通信経路50を介したデータ転送の帯域を、これら3種のデータ入出力の用途に適宜配分して用いればよい。
また、音源制御部102は、カレント音色データメモリへのカレント音色データの登録及び編集に関連する機能も有するが、この点についてはカレント音色データメモリ103及びカレント音色データ送信部104の説明において述べる。
そして、音源部17は、サンプリング周期毎に、このカレント音色データメモリ103の、chレジスタに設定されたパラメータの値に従って決定される読み出しアドレスから波形データを読み出し、これに補間やエンベロープ処理を行って、波形データを生成する。
この図に示すように、カレント音色データは演奏パート毎に記憶可能であり、ここではカレント音色データメモリ103には16パート分の音色データを記憶させることができる。従って、音源部17にも、演奏パート毎に異なる音色の波形データを生成させることができる。また、カレント音色データメモリ103には、各パートについて、カレント音色データの音色番号も記憶させておく。
音源部312の情報については、主制御部107が定期的に音源サーバ310に問い合せて必要な情報を取得するか、音源サーバ310に必要な情報を定期的に主制御部107に送信する機能を設けるかして、主制御部107がその情報をカレント音色データメモリ103に登録すればよい。シンセサイザ10においては、前者の構成を採用している。
カレント音色データ送信部104は、シンセサイザ10と音源サーバ310との間にデータ転送のための論理接続が確立されている状態で、カレント音色データメモリ103の内容が変更された場合に、音源制御部102からの変更内容の通知に基づき、音源サーバ310にその変更内容を送信し、音源サーバ310に設けたカレント音色データメモリ314の内容にも、カレント音色データメモリ103側と同じ変更を行わせる機能を有する。この変更には、プログラムチェンジイベントに応じた新たな音色の選択によるものと、操作パネル16の操作に応じた音色パラメータの編集によるものとがある。
また、カレント音色データ送信部104は、シンセサイザ10と音源サーバ310との間に論理接続が新たに確立された場合、接続処理部105からの通知に基づき、カレント音色データメモリ103の内容をその音源サーバ310に送信し、カレント音色データメモリ314に記憶させる機能も有する。
なお、発音chの状態の情報については、カレント音色データメモリ314に記憶させる必要はない。
主制御部107は、シンセサイザ10の各部を制御し、以上説明してきた機能を適切に発揮させる機能を有する。また、操作パネル16における操作の検出や表示も行う。
音源サーバ310の機能を実現するためのプログラムをPC30に複数インストールしておき、これらを選択的に起動/停止して、機能の異なる複数の音源サーバ310を任意に使い分けることができるようにしてもよい。
また、ミキサ313は、音源部312の各発音chで生成された同じサンプリング周期の波形データを、ステレオのLとRの各系統毎に音量制御して累算し、生成されたステレオの波形データを、シンセサイザ10に対して送信し、サンプリング周期毎に、ミキサ18における波形データ合成処理に供する。この波形データは、通信I/F39が備える波形_I/O39bから送信し、シンセサイザ10側の通信I/F19が備える波形_I/O19bが受信する。
まず、図4に、シンセサイザ10のCPU11が定期的に実行する接続確認処理のフローチャートを示す。また、図5に、PC30のCPU31が実行する音源デーモン処理のフローチャートを、図6に、その処理中で実行する受信コマンドに応じた処理の具体例を示す。
CPU31は、音源デーモンが音源制御プロセスの起動を指示すると、バックグラウンドサービスあるいはシステムプロセスとしてこの処理の実行を開始する。
CPU11は、PC30からの返答により音源サーバ機能が起動されたと判断すると(S16)、起動された音源サーバ(ここでは音源サーバ310)に対し、カレント音色データメモリ103に記憶している全パートの音色番号及びカレント音色データを、パート番号の指定と共に送信する(S17)。
具体的には、まず、CPU11とCPU31とが協同して、ネットワーク50に、シンセサイザ10からPC30へのMIDIデータのリアルタイムの伝送路(MIDI伝送路)と、PC30からシンセサイザ10への波形データのリアルタイムの伝送路(波形伝送路)を設定すると共に、音源制御部102からのMIDIデータがMIDI伝送路に供給されるよう接続し、波形伝送路からの波形データがミキサ18に供給されるよう接続する。そして、CPU31に対し、起動した音源サーバ310のこれらMIDI伝送路および波形伝送路への論理接続を要求する。
音源+ミキサプロセスが生成した波形データを波形I/O39bから接続要求元に出力するデータ伝送経路の論理接続を行う。
なお、ステップS15の後所定時間以内に起動OKの返答がない場合には、ステップS16で起動失敗と判断し、そのまま処理を終了する。
まず、図9に、シンセサイザ10のCPU11がノートオンイベントの検出時に実行する処理のフローチャートを示す。
この処理は、音源制御部102の機能に関する処理であり、音源制御部102にノートオンイベントを示すMIDIデータが供給された場合に開始される。なお、ノートオンイベントを示すMIDIデータには、発音させる音のパート番号p,ノートナンバnn,ベロシティvelが記載されている。
なお、全ての発音chが使用中であった場合には、出力レベルの低い発音chや、既にノートオフしてある発音chを適宜選択して出力を急速減衰させ(トランケート処理)、その発音chを割り当てる。この割り当ては、カレント音色データメモリ103が記憶する発音ch状態のデータに基づいて行うことができる。また、ステップS51でNc個の発音chから具体的にどの発音chを割り当てるかを決定する手法は、適当な公知の手法を、Nc個の発音ch全てがシンセサイザ10側の音源部17のものであると仮定して適用すればよい。
そして、ステップS52でNOであれば、ノートオンイベントに応じた発音を自機の音源部17に行わせるべく、音源部17のa番目の発音chのchレジスタに、カレント音色データメモリ103に記憶している第pパートのカレント音色データとノートナンバnnとベロシティvelとに基づくパラメータの値を設定し(S53)、そのa番目の発音chの発音開始を指示して(S54)、処理を終了する。
これに対し、PC30側では、音源制御プロセスを実行するCPU31が、シンセサイザ10からステップS56の処理で送信されてくるch番号a′の付されたノートオンイベントを受信すると、図8に示すように、音源+ミキサプロセスが参照するa′番目の発音chのchレジスタに対し、パラメータの設定と発音開始指示を行う。
この処理は、使用するカレント音色データがカレント音色データメモリ314に記憶されているものである点を除けば、シンセサイザ10側の音源部17に波形データの生成を行わせる場合のステップS53の処理と同じものである。
なお、シンセサイザ10と音源サーバ310との間に論理接続が確立されていない場合には、発音には必ず音源部17の発音chが割り当てられることになるから、ステップS52の判断は常にNOとなり、ステップS55,S56の処理は実行されない。
CPU31は、音源デーモンが起動を指示すると、バックグラウンドサービスあるいはシステムプロセスとしてこの処理の実行を開始する。
そして、所要の初期処理を行った後(S131)、所定時間毎に、各発音chにつき、chレジスタに設定されているパラメータの値に従い、その所定時間に対応した複数サンプリング周期分の波形データを生成する(S132)と共に、各発音chで生成した各サンプリング周期の波形データを重み付け合成して、合成されたステレオの波形データを、論理接続されている出力先(ここではシンセサイザ10)に、サンプリング周期毎に1サンプルずつ出力する(S133)。
従って、波形データの生成を音源部17に行わせた場合でも、音源部312に行わせた場合でも、同等な波形データを得ることができる。
この処理は、主制御部107及びカレント音色データ送信部104の機能に関する処理であり、主制御部107がMIDI_I/O14から音源制御部102を介してプログラムチェンジを示すMIDIデータを受け取った場合、ないし、操作パネル16で第pパートについて音色番号pnの音色データの選択操作が行われた場合に開始される。なお、プログラムチェンジを示すMIDIデータには、音色を設定するパートのパート番号p及び、設定する音色の音色データ番号を示すプログラムナンバpnが記載されており、プログラムチェンジのMIDIイベントと音色データの選択操作とは等価である。
この処理も、図11の処理と同様、主制御部107及びカレント音色データ送信部104の機能に関する処理であり、主制御部107がMIDI_I/O14から音源制御部102を介してカレント音色データのパラメータの値を変更する要求(システム・エクスクルーシブのパラメータ・チェンジ)を示すMIDIデータを受け取った場合、ないし、操作パネルで第pパートのカレント音色データのep番目のパラメータの値をevに変更する操作が行われた場合に開始される。
なお、上記のパラメータ・チェンジには、どのパートのカレント音色データのパラメータの値を変更するかを示すパート番号p、どのパラメータの値を変更するかを示すパラメータ番号ep及び、変更後のパラメータの値を示す変更値evが記載されている。
また、シンセサイザ10側でも、CPU11が、カレント音色データメモリ103に記憶している第pパートのカレント音色データのep番目のパラメータの値をevに変更し(S43)、処理を終了する。
シンセサイザ10のCPU11は、論理接続が確立されていた音源サーバから波形データの受信がなくなった場合に、音源サーバとの接続が切断されたと判断する。そして、図13に示す処理を実行し、発音ch数Ncから、接続が切断された音源サーバの発音ch数Npcを減じる(S61)。この場合、接続が切断された音源サーバの発音chにおいて発音が実行中であったとしても、この発音に対する発音chの再割り当てを行う必要はない。
以上の処理により、PC30との物理的な接続切断や、PC30の動作停止等により、音源サーバとの論理接続が切断された場合でも、シンセサイザ10が有する能力の範囲内での波形データ生成を、切断前と同様に継続することができる。また、再度PC30との接続が回復された場合には、図4に示した処理により再度接続を確立することができる。
例えば、上述した実施形態では、PC30側で動作させる音源デーモンや、音源サーバ310の機能を実現するプロセスを、バックグラウンドサービスあるいはシステムプロセスとして実行させる例について説明したが、アプリケーションであるDAWアプリをこのような用途で利用できるようにしてもよい。
これらの場合において、1台の装置が複数の音源サーバの機能を提供しても、複数の装置が各々音源サーバの機能を提供してもよい。
また、以上述べてきた変形例は、矛盾しない範囲で任意に組み合わせて適用することができる。
従って、利便性の高い波形生成システムを提供することができる。
Claims (5)
- ネットワークを介して相互に接続可能な波形生成装置と1のコンピュータとで構成される波形生成システムであって、
前記コンピュータは、
該コンピュータにおいて実行可能なプログラムであって、前記波形生成装置が利用可能な、各発音チャンネルになされている設定に基づいて複数の発音チャンネルで波形データを生成する拡張音源手段として前記コンピュータを機能させるための音源プログラムを記憶するとともに、
前記ネットワークを介して前記波形生成装置と相互に通信を行うための手段を備え、
前記波形生成装置は、
各発音チャンネルになされている設定に基づいて複数の発音チャンネルで波形データを生成する音源手段と、
前記音源手段に生成させる波形データの音色を規定する音色データを記憶する記憶手段と、
前記コンピュータと前記ネットワークを介して接続されているときに該コンピュータと相互に通信を行うための通信手段と、
発音開始を指示するノートオンデータを含む演奏データをリアルタイムで取得し、該演奏データに応じて前記音源手段と前記コンピュータが実行している前記音源プログラムに基づく前記拡張音源手段の少なくとも1つを制御して該演奏データに基づく波形データの生成を行わせる制御手段と、
前記音源手段が生成した波形データと、前記コンピュータが実行している前記音源プログラムに基づく前記拡張音源手段が生成して前記コンピュータによって前記通信手段に対して送信されてきた波形データとをミキシングして出力する波形出力手段とを有し、
前記通信手段が前記ネットワークに接続されている状態では、前記制御手段が、前記コンピュータの前記ネットワークへの接続状態に応じて以下の(1)乃至(3)のように動作する、すなわち、
(1)前記コンピュータが新たに前記ネットワークに接続された際には、
(1−a)前記通信手段を介して、前記コンピュータに、該コンピュータに前記音源プログラムを起動させるための起動コマンドを送信し、
(1−b)前記ネットワーク内に、前記コンピュータに対して前記通信手段から前記演奏データを転送すると共に前記コンピュータから前記通信手段へ前記起動した音源プログラムに基づく前記拡張音源手段が生成した波形データを転送するための通信経路を設定し、
(1―c)前記記憶手段が記憶している音色データを前記通信手段を介して前記コンピュータに転送し、前記コンピュータに該音色データを記憶させ、
(2)前記コンピュータがネットワークに接続され、前記通信経路が設定されている状態では、
(2−a)前記ノートオンデータに応じて、前記音源手段の複数の発音チャンネル及び前記コンピュータが実行している前記音源プログラムに基づく前記拡張音源手段の複数の発音チャンネルの中から少なくとも1つの発音チャンネルを割り当て、
(2−b)前記音源手段の発音チャンネルを割り当てた場合には、前記記憶手段が記憶している音色データ及び前記ノートオンデータに基づいて、前記音源手段の前記割り当てた発音チャンネルにパラメータを設定すると共に、該割り当てた発音チャンネルを制御して該発音チャンネルに設定したパラメータに基づく波形データの生成を開始させ、
(2−c)前記拡張音源手段の発音チャンネルを割り当てた場合には、前記ノートオンデータを、前記割り当てた発音チャンネルの情報と共に、前記通信手段を介して前記コンピュータに送信することにより、前記コンピュータに、該コンピュータが記憶している音色データ及び前記送信したノートオンデータに基づいて、前記拡張音源手段の前記割り当てた発音チャンネルにパラメータを設定させると共に、該割り当てた発音チャンネルを制御させて該発音チャンネルに設定したパラメータに基づく波形データの生成を開始させ、
(3)前記コンピュータが前記ネットワークに接続されていない状態では、
(3−a)前記ノートオンデータに応じて、前記音源手段の複数の発音チャンネルの中から少なくとも1つの発音チャンネルを割り当て、
(3−b)前記記憶手段が記憶している音色データ及び前記ノートオンデータに基づいて、前記音源手段の前記割り当てた発音チャンネルにパラメータを設定すると共に、該割り当てた発音チャンネルを制御して該発音チャンネルに設定したパラメータに基づく波形データの生成を開始させる
ことを特徴とする波形生成システム。 - 請求項1に記載の波形生成システムであって、
前記コンピュータは
複数の音源種別に対応する複数の前記音源プログラムを記憶し、
前記波形生成装置から前記起動コマンドを受け取ったことに応じて、該起動コマンドに基づいて、前記複数の音源プログラムのうち前記波形生成装置に対応する1の音源プログラムを選択的に起動し、
該選択的に起動した音源プログラムに基づいて、前記コンピュータを波形生成装置に対応した拡張音源手段として機能させることを特徴とする波形生成システム。 - 請求項1又は2に記載の波形生成システムであって、
前記波形生成装置は、
ユーザによる前記音色データの編集操作を受け付けるための編集操作部と、
該編集操作部の操作に応じて前記記憶手段が記憶している音色データを編集する音色編集手段とを備え、
前記コンピュータが前記ネットワークに接続され、かつ前記ネットワーク内に前記通信経路が設定されている場合、前記音色編集手段は、前記記憶手段が記憶している音色データを編集する際に、さらに、前記操作部の操作に応じて前記通信手段を介して前記コンピュータを制御し、該コンピュータが記憶している音色データに対し、前記記憶手段が記憶している音色データに対して行う編集と同じ編集を行わせることを特徴とする波形生成システム。 - 請求項1乃至3のいずれか一項に記載の波形生成システムであって、
前記波形生成装置は、
複数の音色データを記憶する音色ライブラリと、
ユーザによる音色選択操作を受け付ける選択操作部と、
前記選択操作部の操作に応じて前記音色ライブラリが記憶する複数の音色データの1つを選択し、該選択した音色データを前記記憶手段に記憶させる音色選択手段とを有し、
前記コンピュータが前記ネットワークに接続され、かつ前記ネットワーク内に前記通信経路が設定されている場合、前記音色選択手段は、前記選択した音色データを前記記憶手段に記憶させる際に、さらに、前記コンピュータに前記選択した音色データを転送し、前記コンピュータにその転送した音色データを記憶させることを特徴とする波形生成システム。 - 請求項1乃至4のいずれか一項に記載の波形生成システムであって、
前記波形生成装置は、
前記コンピュータが前記ネットワークに接続され、かつ前記ネットワーク内に前記通信経路が設定された場合、ユーザに対し、前記第1の音源手段に加えて前記第2の音源手段が利用可能であり、波形データの生成に使用可能な発音チャンネルの数が増加したことを通知する通知手段を有することを特徴とする波形生成システム。
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