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Marco Faella Università di Napoli “Federico II”

effetti sonori, musica e linguaggio naturale

Audio

esempi


1985: Super Mario Bros

http://www.youtube.com/watch?v=VgjAt1VZBVo


1987: Street Fighter

http://www.youtube.com/watch?v=UNdzDETPDBM


1993: Doom

http://www.youtube.com/watch?v=DqcfXM_08xI


2011: Skyrim

http://www.youtube.com/watch?v=B6uVksblx-w


Giochi musicaliCrypt of the Necrodancer, PC 2015

http://www.youtube.com/watch?v=TOcBdl1elTc


Giochi musicaliPlanet Quest, iOS 2015

http://www.youtube.com/watch?v=4twiB_Lhk6s


Tipi di suoni

Effetti sonori

Musica

Parlato

campionato

ibrida

sintetizzato


Suoni campionati vs sintetizzati

Suono campionato:

un file contiene la registrazione digitale di un suono reale

Suono sintetizzato:

il programma contiene istruzioni per generare un suono


Il suono del Commodore 128

Dal manuale del Commodore 128 (1985):

7.1 INTRODUCTION[...]

Here are the new sound and music statements available on the Commodore 128:

● SOUND● ENVELOPE● VOL● TEMPO● PLAY● FILTER


Istruzione “SOUND”

7.2 THE SOUND STATEMENTThe SOUND statement is designed primarily for quick and easy sound effects in your programs. You will learn a more intricate way of playing complete musical arragements with the other sound statements later in this section.

[...]

100 SOUND 1, 49152, 240, 1, 0, 100, 1, 0 ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ | | | | | | | |Voice ---------+ | | | | | | |Frequency ----------+ | | | | | |Duration -----------------+ | | | | |Sweep Direction --------------+ | | | |Minimum Sweep Frequency ---------+ | | |Step Value for Sweep ----------------+ | |Waveform --------------------------------+ |Pulse Width for variable width | waveform --------------------------------+


Le tecnologie

Audio campionato:

digital-analog converter (DAC)

Audio sintetizzato:

sintetizzatori in modulazione di frequenza (FM synthesizer)

Commodore 64/128 (1982): sintetizzatore con 3 “voci”

Sound Blaster (1989): sintetizzatore con 11 “voci” e riproduzione di file campionati a 8 bit, fino a 22khz


Il difetto del sintetizzatore C64

Un rumore di fondo può essere modulato usando il volume (4 bit)

Sfruttato per riprodurre il parlato!

Impossible Mission, Epyx, C64 1984

http://www.youtube.com/watch?v=ivHFP3dJAkM

effetti sonori campionati


Formati audio campionato

lossy: mp3, ogg vorbis, aac

lossless: wav, flac

parametri lossless:frequenza di campionamento: 22, 40, 44.1, 48, 96 khzbit per campione: 8, 16, 24

parametri lossy:bit-rate (mp3, aac): costante o variabile, da 8 a 320 kbpsqualità (ogg vorbis): da -1 a 10


Dimensioni

Formato Configurazione Byte al minuto

PCM (wav) 16bit, 44.1khz 10MB

16bit, 22khz 5MB

mp3 16kbps 120KB

32kbps 240KB

64kbps 480KB

ogg vorbis qualità 0 ~480KB

qualità 3 (default) ~780KB

musica


Musica sintetizzata

Il file contiene solo lo spartito, il computer sintetizza i suoni

Formato: MIDI

+ Estremamente compatto+ Adattabile dinamicamente alle situazioni- Qualità media


Musica campionata

File di grandi dimensioni

Per lo storage: compressione

Per l’occupazione di memoria: streaming

+ Qualità alta- Grande dimensione

parlato


Interazione vocale

Parlato campionato

onnipresente nei titoli maggiori

Parlato sintetizzato (text-to-speech)

non usato per la qualità/range emotivo limitato (link)

Riconoscimento vocale (speech-to-text)

poco usato, ma in crescita

http://neospeech.com/


Giochi con riconoscimento vocaleThere came an echo, PC+console 2015

http://www.youtube.com/watch?v=4qS2gUhy2t8

in Android


Formati supportati

lossless: PCM/WAV, FLAC

lossy: mp3, AAC, ogg vorbis

musica sintetizzata: MIDI

Collocazione tipica:res/raw/ oppure assets/


API Android per l’audio

● SoundPool: API Java di livello alto

● MediaPlayer: API Java di livello intermedio

● AudioTrack: API Java di livello basso

● JetPlayer: API Java per riprodurre musica dinamica

● OpenSL ES: API C per audio di basso livello (maggiore controllo e

performance)


SoundPool

Un insieme di brevi suoni campionati

Può riprodurre più suoni contemporaneamente

il costruttore accetta il numero massimo di suoni simultanei

se si supera il massimo, il suono più “vecchio” viene soppresso

Ideale per gli effetti sonori di un gioco


Caratteristiche di SoundPool

Parametri di un suono:

● numero di ripetizioni (looping)● volume● velocità di riproduzione (da 0.5 a 2.0)

Altre funzionalità:

● sospendere un suono (pause)● fermare un suono (stop)● riprendere un suono (resume)


Usare un SoundPool

int SIMULTANEOUS_CHANNELS = 5;

SoundPool soundPool = new SoundPool(SIMULTANEOUS_CHANNELS, AudioManager.STREAM_MUSIC, 0);

Nota: a partire da API 21, usare un Builder al posto del costruttore

int soundId = soundPool.load(“prova.mp3”, 0);

float volume = 0.5f; // da 0 a 1int priority = 0; // 0 è il minimoint loops = 0; // riproduce una sola volta (-1 = infinito)float rate = 1; // velocità normale (va da 0.5 a 2)

soundPool.play(soundId, volume, volume, priority, loops, rate);


Caricare un file audio

A partire dal nome:

soundPool.load(“res/raw/explosion.ogg”, PRIORITY);

A partire dall’identificativo di risorsa:file “res/raw/explosion.ogg”

soundPool.load(context, R.raw.explosion, PRIORITY);

A partire da un descrittore:file “assets/explosion.ogg”

AssetFileDescriptor afd = assetManager.openFd(“explosion.ogg”);soundPool.load(afd, PRIORITY);


API Android per l’audio

● SoundPool: API Java di livello alto

● MediaPlayer: API Java di livello intermedio

● AudioTrack: API Java di livello basso

● JetPlayer: API Java per riprodurre musica dinamica sintetizzata

● OpenSL ES: API C per audio di basso livello (maggiore controllo e

performance)


MediaPlayer

Ogni istanza gestisce un unico suono

La sorgente può essere locale o remota

Supporta file di grandi dimensioni

Controllo fine sul caricamento


Lo stato di un MediaPlayer


Lo stato di un MediaPlayer (zoom)


Usare MediaPlayer

suono in assets/musica.ogg:

AssetManager assetManager = myActivity.getAssets();AssetFileDescriptor afd = assetManager.openFd(“musica.ogg”);FileDescriptor fd = afd.getFileDescriptor();

MediaPlayer mediaPlayer = new MediaPlayer();mediaPlayer.setDataSource(fd);mediaPlayer.prepare(); // bloccantemediaPlayer.start();


Usare MediaPlayer

suono in res/raw/musica.ogg:

MediaPlayer mediaPlayer = MediaPlayer.create(myActivity, R.raw.musica);

mediaPlayer.start();

Note:● create è bloccante● se il file è grande, sarebbe meglio caricarlo in modo asincrono


I suoni e il ciclo di vita dell’app

Di default, i suoni continuano anche se l’app è in pausa

Quindi:

sospendere i suoni in onPause

riprendere i suoni in onResume

framework B.A.G.


Architettura

Distingue suoni da musiche

Suoni: riprodotti tramite un unico SoundPool condiviso

Musiche: riprodotte tramite altrettanti oggetti MediaPlayer

Assume che tutti i file audio si trovino in assets/


Le interfacce

public interface Sound {

void play(float volume);

void dispose();

}

public interface Music {

void play();

void stop();

void pause();

void dispose();

...

}

public interface Audio {

Music newMusic(String filename);

Sound newSound(String filename);

}


L’implementazione di Sound

public class AndroidSound implements Sound { int soundId; SoundPool soundPool;

public AndroidSound(SoundPool soundPool, int soundId) { … } @Override public void play(float volume) { soundPool.play(soundId, volume, volume, 0, 0, 1); }

@Override public void dispose() { soundPool.unload(soundId); }}


L’implementazione di Music

public class AndroidMusic implements Music, OnCompletionListener { MediaPlayer mediaPlayer; boolean isPrepared = false;

public AndroidMusic(AssetFileDescriptor assetDescriptor) { mediaPlayer = new MediaPlayer(); try { mediaPlayer.setDataSource(assetDescriptor.getFileDescriptor()); mediaPlayer.prepare(); isPrepared = true; mediaPlayer.setOnCompletionListener(this); } catch (Exception e) { throw new RuntimeException("Couldn't load music"); } }

...

parlato


Speech-to-text

L’applicazione invoca il riconoscimento tramite un intento

Il riconoscimento avviene in un’altra attività

Alla fine, il controllo ritorna alla prima applicazione, tramite uno specifico entry point

A seconda della configurazione del telefono, il riconoscimento avviene in locale o in remoto

prima di JellyBean: in remotoa partire da JellyBean: in remoto o in locale (installando offline speech recognition pack)


Avviare il riconoscimento

all’interno di una Activity:

Intent intent = new Intent(RecognizerIntent.ACTION_RECOGNIZE_SPEECH);

intent.putExtra(RecognizerIntent.EXTRA_LANGUAGE_MODEL, "en-US");

try {

this.startActivityForResult(intent, REQUEST_OK);

} catch (Exception e) {

Log.e(“MyActivity”, “Error initializing speech to text engine.");

}


Ricevere il risultato del riconoscimento

all’interno di una Activity:

@Override

protected void onActivityResult(int requestCode, int resultCode, Intent data)

{

super.onActivityResult(requestCode, resultCode, data);

if (requestCode==REQUEST_OK && resultCode==RESULT_OK) {

ArrayList<String> parole =

data.getStringArrayListExtra(RecognizerIntent.EXTRA_RESULTS);

...

} else {

Log.w(“MyActivity”, “Speech recognition failed”);

}

}


Approfondimenti

● Karen Collins, Game Sound: An introduction to the History, Theory, and Practice of Video Game Music and Sound Design, MIT Press

○ taglio accademico

● Horowitz e Looney, The Essential Guide to Game Audio: The Theory and Practice of Sound for Games, Focal Press 2014

○ taglio pratico

● MacLean, Komatineni e Allen, Pro Android 5, Apress 2015

● GDC 2014 talk sul sound design di Grand Theft Auto V: link

http://www.apress.com/author/author/view/id/2033



https://www.youtube.com/watch?v=L4GuM15QOFE

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