Fredagsfordypning uke 6
Frist for innlevering: Mandag 2. oktober kl. 23:59
Denne uken skal vi jobbe med lyd i Python. Vi kommer til ? snakke om lyd i gruppetimen, og vil se at lyd egentlig bare er b?lger, og at vi enkelt kan representere slike b?lger ved hjelp av en liste i Python (der hvert element representerer b?lgeh?yden p? et gitt tidsrom).
For ? gj?re denne innleveringen trenger du ? ha numpy
installert p? pc-en din. Ta kontakt dersom du har problemer med ? installere disse!
NB: Oppgaven bygger p? oppgavene for uken (vi jobber og g?r gjennom disse p? fredag) og det anbefales ? gj?res disse f?r du gj?r oppgaven. Oppgaven fortsetter p? konseptene og koden som blir introdusert i undervisningen.
Prekode
Lag en fil lyd.py hvor du importerer numpy og numpy slik:
import numpy as np
Alle oppgavene kan gj?res i filen lyd.py.
P? gruppetimen har vi skrevet (eller vil skrive) en funksjon for ? lage en liste som representerer en tone med en gitt frekvens i et gitt antall sekunder:
Legg denne funksjonen, som vi kaller lag_tone
i lyd.py:
def lag_tone(antall_sekunder, antall_svingninger_i_sekundet):
lyd = []
for i in range(int(44100 * antall_sekunder)):
lyd.append(16000 * (1 + np.sin(antall_svingninger_i_sekundet * i/44100 * 2 * np.pi)))
return lyd
Du trenger ogs? funksjonen skriv_lyd_til_fil
:
import numpy as np
import wave
def skriv_lyd_til_fil(data, sample_rate, filnavn):
# tatt fra https://stackoverflow.com/a/64376061
audio = np.array([data, data]).T
audio = audio.astype("<h")
with wave.open(filnavn, "w") as f:
f.setnchannels(2)
f.setsampwidth(2)
f.setframerate(sample_rate)
f.writeframes(audio.tobytes())
Test at du f?r laget en tone og skrevet denne til fil og spilt den av (NB: det kan v?re lurt ? ikke ha p? for h?yt volum f?rste gang du pr?ver, i tilfelle lyden er h?y/ubehagelig):
skriv_lyd_til_fil(lag_tone(3, 440), 44100, "filnavn.wav")
Hvis koden over fungerer og du f?r spilt av lyden, er du klar til ? begynne p? oppgavene.
Oppgave 1: Lese noter fra fil
Vi ?nsker n? lage et lite program som kan spille musikk som er skrevet ved hjelp av tekst i en fil. Sangen v?r ser slik ut (se under). Hver linje inneholder navnet p? en note og varigheten til noten (hvor lenge den skal spilles).
Kopier innholdet her og lagre innholdet i en fil sang.txt
:
E 0.3
- 0.1
E 0.3
- 0.1
E 0.7
- 0.1
E 0.3
- 0.1
E 0.3
- 0.1
E 0.7
- 0.1
E 0.3
- 0.1
G 0.3
- 0.1
C 0.5
- 0.1
D 0.2
E 1.5
- 0.1
F 0.3
- 0.1
F 0.3
- 0.1
F 0.5
- 0.1
F 0.2
F 0.3
- 0.1
E 0.3
- 0.1
E 0.3
- 0.1
E 0.1
- 0.1
E 0.1
- 0.1
E 0.3
- 0.1
D 0.3
- 0.1
D 0.3
- 0.1
E 0.3
- 0.1
D 0.7
- 0.1
G 0.8
PS: Pass p? at du ikke f?r noen ekstra tomme linjer til slutt n?r du lagrer filen.
Hver note tilsvarer en frekvens (antall svingninger i sekundet). For eksempel tilsvarer A frekvensen 440.
Vi kan bruke denne ordboken for ? representere hvilke noter som tilsvarer hvilke frekvenser:
noter = {
"A": 440,
"G": 392,
"F": 349,
"E": 330,
"D": 294,
"B": 247,
"C": 261,
"-": 0
}
PS: Vi bruker "-" til ? representere en stille tone (pause). Denne har frekvens 0, og vil ikke gi noen lyd.
Lag en funksjon les_sang_fra_fil
som tar filnavn
som parameter, leser sangen fra filen og returnerer en liste
der hvert element i listen er en ny liste best?ende av to elementer: frekvens og varighet. Denne listen som returneres
vil representere sangen i filen p? et format som vi kan bruke til ? spille av sangen senere.
Test funksjonen les_sang_fra_fil
p? filen sang.txt. Print listen som returneres, og sjekk at den
starter slik:
[[330, 0.3], [0, 0.1], [330, 0.3], [0, 0.1], ...
Sjekk at du forst?r dette formatet (hva denne n?stede listen betyr og representerer) f?r du g?r videre.
Oppgave 2:
Lag en funksjon lag_sang_fra_noter
.
- Denne funksjonen skal i motsetning til
les_sang_fra_fil
ikke ta et filnavn som parameter, men i stedet ta en liste av den typenles_sang_fra_fil
returnerer. - Oppgaven til denne funksjonen er ? lage en "sang", dvs. én enkelt liste som representerer lydb?lgene til sangen, og som kan sendes rett inn til
skriv_lyd_til_fil
for ? lagre en komplett sang som senere kan spilles av. - Funksjonen m? alts? ta inn den n?stede listen med noter, g? gjennom hver note for ? lage lydb?lgene til den noten og sl? alt sammen til én enkelt liste som kan lagres.
Test funksjonen med sangen du lagret i sang.txt, og spill av lyden som blir generert. Kjenner du igjen hvilken sang det er?
Oppgave 3:
Lag en funksjon fade_ut
som tar en komplett lyd (en liste av typen som kan sendes inn til skriv_lyd_til_fil
) og fader den ut (senker volumet gradvis).
Volum er rett og slett hvor h?ye verdier det er i lyden. Du kan derfor fade sangen ut ved ? gange verdiene med gradvis lavere og lavere tall. Det er ulike m?ter ? gj?re dette p?. Pr?v deg frem til du f?r noe du er forn?yd med.
Oppgave 4
Lag en funksjon forenkle_lyd
som tar en lyd (en liste) og endrer hver verdi i lyden slik:
- Hvis verdien er under 16000: Sett verdien til ? v?re 0
- Hvis verdien er over 16000: Sett verdien til ? v?re 32000
Test funksjonen p? lyden generert fra sangen i oppgave 2. F?r du h?rer p? resultatet, gjett om du tror du kommer til ? kjenne igjen sangen eller ikke.
Krav til innlevering
- Kun .py-filene skal leveres inn.
- Sp?rsm?lene til innleveringen (nedenfor) skal besvares i kommentarfeltet.
- Koden skal inneholde gode kommentarer som forklarer hva programmet gj?r.
- Programmet skal inneholde gode utskriftssetninger som gj?r det enkelt for bruker ? forst?.
For ? levere:
- Logg inn p? Devilry.
- Lever alle .py-filene.
- Husk ? trykke lever/add delivery og sjekk deretter at innleveringen din er komplett. Du kan levere flere ganger, men alle filer m? v?re med i hver innlevering.