Swan's Quest　第4章：シークエンスの完了

Swift Playgroundsはすべての世代に向けて4章から成るインタラクティブな冒険、"Swan's Quest"をお届けします。いよいよグランドフィナーレへと向かいます。あなたは身に着けたスキルを音で磨きをかけてきました。ただしこの章では、ヒーローは複数のパートから成るハーモニーをシークエンスしなくてはなりません。 MIDIコードを使い、音程を持つ楽器を演奏する方法を見つけましょう。そうすればあなたは、ヒーローがリズムを見つけ・・・そして、クエストが攻略する手助けができるかもしれません。 Swan's QuestはiPadとMacのSwift Playgroundsのために作成されており、Sonic Workshop、Sensor Arcade、Augmented RealityなどのPlaygroundsの多くで教育的体験を生むフレームワークとリソースを統合しています。Playgroundを作成するには、"Create Swift Playgrounds content for iPad and Mac"をご覧ください。 Developer Forumに立ち寄るのも忘れずに。Swan's Questへのご意見をぜひお聞かせください。

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こんにちは WWDCへようこそ “Swan's Quest 第4章：シークエンスの完了” Swan's Questへようこそ司会のロブですクエストの最後のチャプターの内側をご案内しますここまではお楽しみいただけましたか最後のチャプターでは ToneOutputから離れて― 楽器のサンプリングについてご説明しますこのチャプターはトカゲに会える最後のチャンスですスワンの宝箱は謎のまま… 見てからのお楽しみです今回のチャレンジで重要な役割を果たすのは― シーケンサーとだけ言っておきましょうまずはシーケンサーの入門からそしてSwiftで構築するためのいくつかのヒントがありますスティーブンが再びコンテンツSDKのAPIを説明してくれますサンプリングされた楽器の演奏と― SDKで提供される楽器のライブラリの概要の説明ですまた GarageBandでサンプリングした方法も教えてくれますよそして最後のサイドクエストでまとめます名残惜しいですねステップシーケンサーについてご説明しましょう３回目のチャレンジの最後で― スワンからもらった巻物には２つのパートがありましたすごいよスワン前回のチャレンジと違って― 複数の楽器を同時に演奏しなければなりません複数のパートを同時に演奏するために― ステップシーケンサーの構築方法をご説明します驚くべきことに― このシーケンサーに必要なタイマーは１つだけです ToneOutputの代わりに利用するのは― コンテンツSDKに含まれるサンプリングされた楽器ですシーケンサーは複数トラックのタイミングループです等しいチャンクあるいはステップに分割されていて― あらかじめ定義された長さを順番に演奏しますそれぞれのトラックはピッチ付きの楽器のインスタンスですまたシーケンサーはパーカッションのようなピッチなしの楽器も使用します

とても汎用的ですよね背景の雰囲気を出すループを作るのにもってこいですそれにメロディを伴奏するドラムのビートもステップシーケンサーでは複数のトラックを重ねてレイヤ化できますここに示す例では― 管楽器のトラックギターのトラックパーカッションのトラックがありますこのシーケンスの各カラムは４分音符分の長さですこれは８ビートつまり4/4拍子の２小節ですまたは音楽用語では “コモンタイム”と言います

シーケンサーのタイミングループの例を見てみましょうタイマーのインターバルの決め方は― 全体の長さである４秒をビート数つまり― このシーケンスでは８で分割しますトラックとコードを追加して各トラックの中の楽器を演奏しますスティーブンと一緒にやってみましょうありがとうロブコンテンツSDKには豊富なAPIと― 楽器のライブラリを用意しておきましたまず “Sensor Arcade”に Instruments APIを導入し― “Sensor Create”というテンプレートを含めました自分で音楽を書くことができますそして昨年“Sonic Workshop”と― その入門編として “Sonic Create”をリリースしましたどちらにも７種類の楽器のサンプルが３オクターブ分入っています基本となるAPIは playInstrumentメソッドですこのAPIでは７種類の楽器のうちどれか１つを参照する必要があります PlaygroundsのコンテンツSDKに含まれる楽器つまり― エレキギターベースギターピアノウォームベルセブンシンセベースシンセそしてクリスタルシンセです playInstrumentメソッドに必要なもう１つの項目は― MIDINoteProtocolの値です MIDI音には８ビットの整数値が含まれますこれらは適切なMIDIコードに対応していますこちらの実装例は第２オクターブのエンコードされたMIDI音ですここに restという値を含めていますこれはシーケンスの中で楽器を無音にすることを表します

コードを更新する前にトラックについてお話しします Sequencer.Swiftには TrackProtocolというプロトコルも含めておきましたこれには楽器の値トラックの長さそして― シーケンス内の任意のステップの MIDI音を提供するメソッドが含まれます実装例はこのようになります音のプロパティの有無をチェックするようにそしてインデックス付きの― ステップがシーケンスの境界を超えないように注意してくださいすべての要素が揃いましたので基本のコードに戻りましょうまず２つのトラックを作りますベースとピアノですこれらを組み合わせて配列にします作成できたらそれぞれのトラックに音のパターンを割り当てます最後に選択したトラックをループして― 割り当てられた楽器の音を演奏しますシーケンスが一巡したところで必ずendPerformanceメソッドを呼んでください答えの確信が得られますではコードを更新しましょうシーケンスのループが完了するとインデックスを再利用しますインデックスを0にリセットした後 endPerformanceを呼び出しますそれでチャレンジを完成させたことがスワンに伝わります次に GarageBandでのサンプリングについてご説明します楽器を自作する方法の１つが― GarageBandから自分のサンプルを作成することですまず GarageBandを開き “キーボード”を選択しますまたはサンプリングしたい別の楽器でも構いませんキーボードの中にはたくさんの楽器のオプションがありますここでは日本の伝統楽器 “琴”を選択しました他にもたくさんの楽器のプロパティを変更できますトーンやレゾナンスなどです

キーボードで使用するスケールも選べます演奏したい音を出すのがずっと簡単になりますここではメジャースケールを選択します

個々の音を録音したら― 再生して期待どおりの音になっているか確認します

必要ならば GarageBandエディタで修正してから― 書き出します準備ができたら曲を書き出します最もロスが少ないフォーマットは非圧縮WAVですが― 圧縮フォーマットでも書き出すことができます書き出したら個々の音をトリムして― プロジェクトに読み込み自分の楽器を作成しますロブここで最後のサイドクエストをやらないとねそうだねスティーブン皆さん準備はいいですか？大丈夫？

今回はネタバレなしですこの最後のサイドクエストではこれまでの― ４つのチャプターで学んだすべてを組み合わせます ToneOutputを楽器としてステップシーケンサーに追加します今回のエピソードでは Swan's Questの最終チャレンジを― 達成するヒントについてご説明しましたステップシーケンサーの基本と― 複数パートのハーモニーを作成するための使い方を学びました Swift Playgroundsに含まれているあらかじめサンプリングされた楽器の紹介と自分の楽器をサンプリングして作成する方法をお教えしました Swan's Questをお楽しみいただき Swift Playgroundsと― 埋め込みコンテンツSDKでできることを学んでいただけますと幸いです復習が必要な時またはもう一度やってみたい時は前回までのエピソードをチェックしてください幸運を祈りますそしてぜひ― フォーラムに参加して皆さんのサイドクエストの答えを共有してくださいお待ちしています

2:26 - Barebones example of a sequencer

// A barebones example of a sequencer

let numberOfBeats = 8   // two bars of 4/4
let duration = 4.0      // seconds

let interval = duration / Double(numberOfBeats)

var index = 0
Timer.scheduledTimer(withTimeInterval: interval, repeats: true) { timer in
    // Play each track's Instrument
    // ...
    
    index = (index + 1 < numberOfBeats) ? index + 1 : 0
}

3:16 - Introduction to playInstrument(_:note:volume:)

// Sequencer.swift

func playInstrument(_ kind: Instrument.Kind, note: MIDINoteProtocol, volume: Double = 75)


// Instrument.swift

public class Instrument {

    /// The kind of included instruments
    public enum Kind: String {
        case electricGuitar, bassGuitar, piano, warmBells, sevenSynth, 
            bassSynth, crystalSynth
    }
    
    // ...
}

3:38 - MIDINoteProtocol

// Sequencer.swift 

protocol MIDINoteProtocol {
    
    /// note as an 8-bit MIDI code
    var midiCode: UInt8 { get }
}

3:48 - Example implementation for Notes

// Example implementation for Notes

enum MIDINotes: UInt8, MIDINoteProtocol {
    case rest = 0
    
    case C2 = 36
    case D2 = 38
    case E2 = 40
    case F2 = 41
    case G2 = 43
    case A2 = 45
    case B2 = 47
        
    var midiCode: UInt8 {
        return self.rawValue
    }
}

4:03 - TrackProtocol

// Sequencer.swift

protocol TrackProtocol {
    associatedtype NoteType : MidiNoteProtocol
    
    /// The kind of instrument that the track sequences
    var instrument: Instrument.Kind { get }
    
    /// Number of beats contained in the sequence
    var length: Int { get }
    
    /// MIDI code for the sequence frame
    func note(for frame: Int) -> NoteType
}

4:21 - Example implementation for Tracks

// Example implementation for Tracks

struct Track : TrackProtocol {
    var instrument: Instrument.Kind
    var length: Int
    
    var notes: [MIDINotes]? = nil
    
    func note(for frame: Int) -> MIDINotes {
        guard let n = notes, frame < n.count else {
            return .rest
        }
        return n[frame]
    }
}

4:34 - Implementing a Sequencer

// A barebones example of a sequencer

let numberOfBeats = 8   // two bars of 4/4
let duration = 4.0      // seconds

var bass = Track(instrument: .bassGuitar, length: numberOfBeats)
var piano = Track(instrument: .piano, length: numberOfBeats)
let tracks = [bass, piano]

bass.notes =  [.rest, .C2, .A2, .rest, .C2, .A2, .D2, .C2 ]
piano.notes = [.A2, .A2, .C2, .F2, .A2, .C2, .none, .F2]

let interval = duration / Double(numberOfBeats)
var index = 0
Timer.scheduledTimer(withTimeInterval: interval, repeats: true, block: { timer in
    for track in tracks {
        playInstrument(track.instrument, note: track.note(for: index))
    }
    index = (index + 1 < numberOfBeats) ? index + 1 : 0
})

5:00 - // Getting credit for our work

// Getting credit for our work

Timer.scheduledTimer(withTimeInterval: interval, repeats: true, block: { timer in
    for track in tracks {
        playInstrument(track.instrument, note: track.note(for: index))
    }
    
    if index + 1 < numberOfBeats {
        index = index + 1
    }
    
    else {
        index = 0
        owner.endPerformance()
    }
})

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