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Come mostrare il tempo di una MusicSequence come nel display LCD di GarageBand

Con un nostro precedente post abbiamo già accennato a questo problema: ora approfondiamo le motivazioni tecnico/teoriche che sono alla base.

Il formato ha 4 valori:

– la misura (bar)
– la battuta (beat)
– la nota di sedicesimo nella battuta
– sottodivisioni della battuta (subbeatdivision)

Il framefork AudioToolbox (Core Audio) offre alcuni strumenti per gestire la divisione del tempo a
supporto di una MusicSequence: i principali sono le seguenti:

  • MusicTimeStamp
  • CABarBeatTime

Il primo è un valore temporale la cui unità è la misura musicale (bar): quindi posto 1 il tempo di durata di una misura, tutto è multiplo o sottomultiplo di questo: ne consegue che MusicTimeStamp è un valore in virgola mobile con la necessità di una certa precisione.

La seconda è una struttura utilizzata per le conversioni (vedi le funzioni MusicSequenceBeatsToBarBeatTime e MusicSequenceBarBeatTimeToBeats), ma la scarsa documentazione non fornisce quanto serve a che queste funzioni facciano a pieno il loro dovere.

Il lato oscuro di queste funzione è il parametro inSubbeatDivisor (per la funzione MusicSequenceBeatsToBarBeatTime) o il campo subbeatDivisor nella struttura CABarBearTime (da passare alla funzione MusicSequenceBarBeatTimeToBeats).

Nella soluzione proposta nel precedente post utilizzavamo la risoluzione della sequenza (ppq) come parametro, e sembrava funzionare egregiamente: invero su divisioni di tempo differenti avremmo potuto avere problemi di rappresentazione.

Infatti il subbeatDivisor è un valore in relazione non solo alla risoluzione (in ppq), ma anche alla divisione del tempo corrente (time signature) e per la precisione al denominatore della divisione del tempo, secondo la sequente relazione:

subbeatDivisor = ( (ppq >> 2) << sig_denominator )

dove sig_denominator è espresso come l’esponente di una potenza di 2 che determina il denominatore della divisione temporale corrente. Una breve nota: il memorizzare l’esponente è un meccanismo utilizzato anche nel meta evento di una SMF o di una MusicTrack: la Tempo Track di una MusicSequence è una MusicTrack, pertanto la divisione è registrata in questa mediante meta eventi (di tipo kMIDIMetaEvent_Time_Signature).

La risoluzione è espressa in parti (tick o pulse) di una nota di quarto (ppq o ppqn), ma quando cambia il denominatore della divisione temporale, allora per avere medesima “precisione” occorre ampliare o ridurre questo valore quando esprimiamo una posizione nel tempo al fine di consentire di avere lo stesso numero di parti nel beat (che ha cambiato dimensione per il diverso denominatore della divizione del tempo).

Dato la divisione di 6/8 e una risoluzinone di 240 ppq:

UInt8    tsig_num = 6;
UInt8    tsig_den = 3;        // 2^3 = 8
UInt16    resolution = 240;    // PPQ

allora avremo:

UInt16  subbeatDivisor = ( (resolution >> 2) << tsig_den );

Le dimensioni delle variabili sono conformi a quanto atteso dalle strutture o funzioni in AudioToolbox.

Il penultimo valore da mostrare è il numero della nota di sedicesimo corrente, e come abbiamo visto l’altra volta è ottenibile mediante la seguente:

subbeat / (subbeatDivisor / 4) + 1

dove subbeat rappresente il “pulse” corrente di una nota di quarto, quindi rapportanto alla divisione corrente (subbeatDivisore) se ne prende la quarta parte: 4 * 4 = 16 !

Per eseguire qualche esperimento ecco come scrivere un beat di tanti eventi quanti i tick indicati dalla risoluzione prescelta.

MusicTrack outTrack;
UInt8    tsig_num = 6;
UInt8    tsig_den = 3;
UInt16    resolution = 240;    // PPQ
UInt16  subbeatDivisor = ( (resolution >> 2) << tsig_den );
CABarBeatTime inBarBeatTime;
MIDINoteMessage aNoteMessage;
MusicTimeStamp       outBeats ;

MusicSequenceNewTrack (mainSequence, &outTrack);

aNoteMessage.channel = 1;
aNoteMessage.note = 23 & 0x0f;
aNoteMessage.velocity = 80 & 0x0f;
aNoteMessage.releaseVelocity = 0;
aNoteMessage.duration = 1/960;

for(int i = 0; i < resolution; i++){
inBarBeatTime.bar = 1;
inBarBeatTime.beat = 1;
inBarBeatTime.subbeat = i;
inBarBeatTime.subbeatDivisor = subbeatDivisor;

MusicSequenceBarBeatTimeToBeats(mainSequence, &inBarBeatTime, &outBeats);
MusicTrackNewMIDINoteEvent (outTrack, outBeats, &aNoteMessage);
}

Ovviamente non abbiamo detto della cosa più importante: come leggere il denominatore della divisione in relazione al tempo corrente di riproduzione (o visualizzazione).

Questo sarà oggetto di un altro post che introdurrà la descrizione di un mio progetto di ampliamento del framework AudioToolkit che presto pubblicherò su github.

Per ora basta.

cocoa_cup

OSX e le risorse dinamiche

Molte applicazioni di piccole dimensioni nascono e muoiono con il solo contributo delle risorse definite nel nib/xib MainMenu contenuto nel bundle dell’applicazione.
Ma la disponibilità di risorse nella programmazione macOS è molto più articolata e al crescere della dimensione e funzionalità di una applicazione questa disponibilità verrà prima o poi a convergere nella nostra applicazione.

Vediamo di dare una guida ragionata all’uso di questa disponibilità di risorse.

Le diverse forme di disponibilità vanno scelte in ragione della tipologia di risorsa che intendiamo dinamizzare ed in ragione di quante istanze di questa abbiamo bisogno.

Una ulteriore scelta potrebbe essere fatta in ragione del budle che contiene le risorse che ci interessa utilizzare: potremmo infatti considerare l’uso di risorse collocate diversamente dal bundle dell’applicazione; ma per ora tralasciamo questa possibilità.

Iniziano con il distinguere in base alla dimensione della astrazione che intendiamo recuperare dinamicamente: una intera finestra o una vista custom.

All’interno di questa distinzione possiamo trovare una ulteriore dicotomia in relazione al numero di controller collegati alle viste: un solo controller o più controller.

Pur potendo il nib/xib contenere istanze di oggetti controller, quello che a noi interessa è l’istanza (o istanze) di controller che richiedano il caricamento dinamico di risorsa, e non quindi controller che subiscano essi stessi il meccanismo di caricamento dinamico stesso.

Dal punto di vista del nib/xib esiste un riferimento speciale ad un oggetto che è inteso sempre disponibile per le viste ivi contenute perché responsabile del caricamento dell’intero nib/xib: questo riferimento è il File’s Owner. Si può considerarlo spesso un oggetto di tipo controller o comunque un proxy di qualche genere a modello o azioni (a cui collegare le viste).

In virtù di questo il framework AppKit provvede a fornirci due implementazioni di controller con cui governare (prima delle altre cose accessorie in grado di fare) il caricamento dinamico di una intera finestra o di una specifica vista; sono: NSWindowController e NSViewController. L’implementazione di base è spesso sufficiente allo scopo del caricamento dinamico, comunque non è infrequente che si possa necessitare di una loro estensione per compiti poi specifici.
Perché le viste all’interno del nib/xib abbiano accesso ad un controller o model validi è sufficiente fare affidamento al File’s Owner, definendolo nel nib/xib come di classe scelta per il controllo del caricamento della risorsa rappresentata nel nib/xib (quindi NSWindowController o NSViewController, oppure loro derivazioni).
A questo punto una istanza di NSWindowController potrà tramite -(id)initWithWindowNibName:(NSString *)windowNibName
consentire il recupero di una intera finestra da un nib/xib (indicato per nome) con tutte le azioni, outlet o binding collegate a File’s Owner (e quindi NSWindowController) o suoi elementi.
La finestra stessa è ottenibile dall’istanza di NSWindowController mediante metodo -window, così come sono ottenibili altri strumenti propri del controller.

Esempio

NSWindowController * aWindowController = [[NSWindowController alloc] initWithWindowNibName:@"myWindow"];

[aWindowController showWindow: self];

Allo stesso modo un NSViewController potrà farsi carico del caricamento di un nib/xib che definisce una vista attraverso il metodo:

- (id)initWithNibName:(NSString *)nibNameOrNil bundle:(NSBundle *)nibBundleOrNil

L’idea di questo controller (contrariamente al precedente, orientata alla finestra/documento) è maggiormente sviluppata al supporto per le viste contenute nel nib/xib nella definizione di legami con il modello; a tale scopo fornisce una proprietà generica representedObject per consentire un facile collegamento tra il nib e un oggetto (modello) che ancora non è noto in fase di caricamento del nib/xib.

Esempio

NSViewController *viewCtlr = [[[NSViewController alloc] initWithNibName:@"myView" bundle:nil] autorelease];

[[window contentView] addSubview: [viewCtlr view]];

Questi due controller risolvono il problema di una vista più o meno complessa governata da un proprio controller. Ma come poter gestire istanze multiple di viste custom afferenti al medesimo controller?

Una derivazione da NSView può implementare la seguente:

- (BOOL)loadFromNib:(NSString *)nibName bundle:(NSBundle *)bundle controller:(id)controller
{
/*
 * Codice liberamente tratto da "Resource Programming Guide" di Apple
 *
 */

    NSNib *		aNib = [[NSNib alloc] initWithNibNamed:@"ReusableView" bundle:bundle];

    NSArray *	topLevelObjs;

    if (![aNib instantiateNibWithOwner:controller topLevelObjects:&topLevelObjs]) {

     NSLog(@"Warning! Could not load nib file.\n");

     return NO;

    }

    // Ricerca delle viste

   for(id obj in topLevelObjs) {

     if ( [obj isKindOfClass: [NSView class]] )

        [self addSubview: obj];

}

   // Release the raw nib data.

    [aNib release];

    // Release the top-level objects so that they are just owned by the array.

    [topLevelObjs makeObjectsPerformSelector:@selector(release)];

   // Do not autorelease topLevelObjs.

    return YES;

}

Esempio

ReusableView * reusable1  = [[ReusableView alloc] initWithFrame:NSMakeRect(0, 0, 100, 95)];

[reusable1 loadFromNib:@"ReusableView" bundle:nil controller: controller];

[reusable2 loadFromNib:@"ReusableView" bundle:nil controller: controller];

Un limite di questa implementazione è l’assenza di un meccanismo automatico per definire la catena dei risponditori sommando il contributo di ciascuna vista (e poter passare da una a l’altra, che detengono così catene indipendenti).
Per semplificare rapporto con model implementare una proprietà representedObject similmente a NSViewController.

Va da se che applicare questa forma di caricamento quando si collegano poi alle viste istanze di controller differenti è una inutile ripetizione della implementazione già in essere con NSViewController.
Con questa ultima osservazione chiudiamo la nostra guida al caricamento dinamico delle risorse in macOS.

Alla prossima.