Afinador de guitarra

Crear un proyecto en Anjuta

Antes de empezar a programar, deberá configurar un proyecto nuevo en Anjuta. Esto creará todos los archivos que necesite para construir y ejecutar el código más adelante. También es útil para mantener todo ordenado.

Inicie Anjuta y pulse ArchivoNuevoProyecto para abrir el asistente de proyectos.

Elija GTKmm (simple) de la pestaña C++, pulse Adelante y rellene los detalles en las siguientes páginas. Use afinador-guitarra como nombre de proyecto y de carpeta.

Asegúrese de que Configurar paquetes externos está seleccionada. En la siguiente página, seleccione gstreamermm-0.10 de la lista para incluir la biblioteca GStreamermm en su proyecto.

Pulse Terminado y se creará el proyecto. Abra src/main.c desde las pestañas Proyecto o Archivo. Debería ver algo de código que comience con las líneas:


#include <gtkmm.h>
#include <iostream>

Construir el código por primera vez

Esto es una configuración de código C++ usando GTKmm. Se ofrecen más detalles a continuación; omita esta lista si entiende los conceptos básicos:

Las tres líneas #include en la parte superior incluyen las bibliotecas config (definiciones últiles para construcción con autoconf), gtkmm (interfaz de usuario) iostream (STL). Las funciones de estas bibliotecas se usan en el resto del código.

La función main crea una ventana nueva abriendo un archivo de GtkBuilder (src/guitar-tuner.ui, definido unas pocas líneas más arriba) y mostrándolo en una ventana. El archivo de GtkBuilder contiene una descripción de la interfaz de usuario y de todos sus elementos. Puede usar el editor Anjuta para diseñar interfaces de usuario con GtkBuilder.

Después llama a algunas funciones que configuran y después ejecutan la aplicación. La función kit.run inicia el bucle principal de GTKmm, que ejecuta la interfaz de usuario y empieza a escuchar eventos (como pulsaciones del ratón y del teclado).

Este código está listo para usarse, por lo que puede compilarlo pulsando ConstruirConstruir proyecto (o pulsando MayúsF7).

Pulse Ejecutar en la siguiente ventana que aparece para configurar una construcción de depuración. Esto sólo necesita hacer una vez para la primera construcción.

Crear la interfaz de usuario

El archivo de GtkBuilder contiene una descripción de la interfaz de usuario (IU). Para editar la interfaz de usuario, abra src/guitar_tuner.ui. Esto cambiará al diseñador de interfaces. La ventana de diseño está en el centro; los widgets y sus propiedades están a la izquierda, y la paleta de los widgets disponibles está a la derecha.

La distribución de cualquier IU en GTK+ se organiza usando cajas y tablas. Aquí se usará una GtkButtonBox vertical para asignar seis GtkButtons, uno para cada una de las cuerdas de la guitarra.

Seleccione una GtkButtonBox de la sección Contenedor de la Paleta de la derecha y póngalo en la ventana. En el panel de Propiedades, establezca el número de elementos a «6» (para las seis cuerdas) y la orientación a «vertical».

Ahora, elija un GtkButton de la paleta y póngalo en la primera parte de la caja.

Mientras el botón esté seleccionado, cambie la propiedad Etiqueta en la pestaña Widgets a E. Esta será la cuerda Mi grave. Cambie también la propiedad Nombre a button_E. Este es el nombre al que se hará referencia más tarde en el código.

Repita los pasos anteriores para el resto de botones, añadiendo las 5 cuerdas restantes con las etiquetas A, D, G, B, y e y los nombres boton_A, etc.

Guarde el diseño de la IU (pulsando ArchivoGuardar) y cierre el archivo.

Tuberías de Gstreamer

GStreamer es el entorno multimedia de trabajo de GNOME: puede usarlo para reproducir, grabar y procesar vídeo, sonido, flujos de la cámara web y similares. En este caso, se usará para generar tonos de frecuencia única. GStreamermm es la implementación de GStreamer en C++ que se usará aquí.

Conceptualmente. GStreamer funciona de la siguiente manera: puede crear una tubería que contenga varios elementos de procesado que van desde la fuente hasta el sumidero (salida). La fuente puede ser, por ejemplo, un archivo de imagen, un vídeo o un archivo de música, y la salida puede ser un widget o la tarjeta de sonido.

Entre la fuente y el sumidero, puede aplicar varios filtros y conversores para manejar efectos, conversiones de formato, etc. Cada elemento de la tubería tiene propiedades que se pueden usar para cambiar este comportamiento.

Un ejemplo de tubería de GStreamer.

Usar GStreamermm

Para usar GStreamermm, se debe inicializar. Esto se hace añadiendo la siguiente línea de código junto a la línea Gtk::Main kit(argc, argv); en main.cc:

Gst::init (argc, argv);

Mientras está con esto, asegúrese de que gstreamermm.h se incluye correctamente en main.cc.

En este sencillo ejemplo se usará un generador de tonos llamado audiotestsrc y se enviará la salida al dispositivo de sonido predeterminado del sistema, autoaudiosink. Sólo es necesario configurar la frecuencia del generador de tonos; esto es accesible a través de la propiedad freq de audiotestsrc.

Para simplificar el manejo de la tubería, se definirá una clase Sound auxiliar. Esto se hace en main.cc para mantener la sencillez de este ejemplo, pero puede querer usar un archivo aparte.


class Sound
{
	public:
		Sound();

		void start_playing(double frequency);
		bool stop_playing();

	private:
		Glib::RefPtr<Gst::Pipeline> m_pipeline;
		Glib::RefPtr<Gst::Element> m_source;
		Glib::RefPtr<Gst::Element> m_sink;
};

Sound::Sound()
{
	m_pipeline = Gst::Pipeline::create("note");
	m_source = Gst::ElementFactory::create_element("audiotestsrc",
	                                               "source");
	m_sink = Gst::ElementFactory::create_element("autoaudiosink",
	                                             "output");
	m_pipeline->add(m_source);
	m_pipeline->add(m_sink);
	m_source->link(m_sink);
}

void Sound::start_playing (double frequency)
{
	m_source->set_property("freq", frequency);
	m_pipeline->set_state(Gst::STATE_PLAYING);

	/* stop it after 200ms */
	Glib::signal_timeout().connect(sigc::mem_fun(*this, &Sound::stop_playing),
	                               200);
}

bool Sound::stop_playing()
{
	m_pipeline->set_state(Gst::STATE_NULL);
	return false;
}

El código tiene el propósito siguiente:

En el constructor se crean los elementos «fuente» y «sumidero» de GStreamer (GstElement), y un elemento de tubería (que se usará como contenedor de los otros dos elementos). A la tubería se le asigna el nombre «note»; la fuente se llama «source» y se asocia a la fuente audiotestsrc y el sumidero se llama «output» y se asocia con el sumidero autoaudiosink (la salida de la tarjeta de sonido predeterminada). Después de añadir los elementos a la tubería y de enlazarlos unos con otros, la tubería está lista para ejecutarse.

start_playing configura el elemento fuente para reproducir una frecuencia determinada e inicia la tubería, por lo que el sonido empieza a reproducirse. Como no se quiere reproducir un sonido molesto durante mucho tiempo, se establece un tiempo de expiración para detener la tubería después de 200 ms, llamando a stop_playing.

En stop_playing a la que se llama cuando ha transcurrido el tiempo, se detiene la tubería y como tal, ya no habrá ninguna salida de sonido. Ya que GStreamermm usa una referencia continua a traves del objeto Glib::RefPtr, la memoria se libera automáticamente una vez que la clase Sound se ha destruido.

Conectar las señales

Se quiere reproducir el sonido correcto cuando el usuario pulsa un botón. Lo que significa que hay que conectar la señal disparada cuando el usuario pulsa el botón. También se quiere proporcionar información a la función llamada dependiendo del tono que reproducir. GTKmm hace que esto sea fácil ya que se puede vincular información con la biblioteca sigc.

La función a la que se llama cuando el usuario pulsa un botón puede ser muy sencilla, ya que todo lo interesante se hace ahora en la clase auxiliar:


static void
on_button_clicked(double frequency, Sound* sound)
{
	sound->start_playing (frequency);
}

Sólo llama a la clase auxiliar definida anteriormente para reproducir las frecuencias correctas. Con algo de código más inteligente, se podría haber conectado directamente con la clase sin usar la función, pero esto se dejará como ejercicio.

El código para configurar las señales de debe añadir a la función main(), justo después de la línea builder->get_widget("main_window", main_win);:


Sound sound;
Gtk::Button* button;

builder->get_widget("button_E", button);
button->signal_clicked().connect (sigc::bind<double, Sound*>(sigc::ptr_fun(&on_button_clicked),
                                              329.63, &sound));

En primer lugar, se crea una instancia de la clase auxiliar que se quiere usar ahora y se declara una variable para el botón al que se quiere conectar.

Después se recibe el objeto de botón desde la interfaz de usuario que se creó fuera del archivo de la interfaz de usuario. Recuerde que button_E es el nombre que se dio al primer botón.

Por último, se conecta la señal clicked. Esto no es del todo sencillo porque se hace de manera completamente segura para el tipo, y actualmente se quiere pasar la frecuencia y la clase auxiliar al manejador de la señal. sigc::ptr_fun(&on_button_clicked) crea un slot para el método on_button_clicked definido anteriormente. Con sigc::bind es posible pasar argumentos adicionales al slot y, en este caso, se pasa la frecuencia (como «double») y la clase auxiliar.

Ahora que se ha establecido el botón E, se debe conectar el resto de botones de acuerdo con sus frecuencias: 440 para A, 587.33 para D, 783.99 para G, 987.77 para B y 1318.5 para E agudo. Esto se hace de la misma manera, pasando simplemente una frecuencia diferente al manejador.

Construir y ejecutar la aplicación

Todo el código debería estar listo para ejecutarse. Pulse ConstruirConstruir proyecto para construir todo otra vez y pulse EjecutarEjecutar para iniciar la aplicación.

Si todavía no lo ha hecho, elija la aplicación Debug/src/afinador-guitarra en el diálogo que aparece. Finalmente, pulse Ejecutar y disfrute.

Implementación de referencia

Si tiene problemas con este tutorial, compare su código con este código de referencia.

Lecturas adicionales

La mayor parte de lo que se ha visto anteriormente se explica detalladamente en el libro de GTKmm que también cubre muchos más conceptos clave para usar todo el potencial de GTKmm. Es posible que también le interese la documentación de referencia de GStreamermm.

Siguientes pasos

Aquí hay algunas ideas sobre cómo puede extender esta sencilla demostración:

Hacer que el programa recorra las notas automáticamente.

Hacer que el programa reproduzca grabaciones de cuerdas de guitarras que se están afinando.

PAra hacer esto, debe configurar una tubería de GStreamer más complicada, que le permite cargar y reproducir archivos de música. Deberá elegir un los elementos decodificador y demultiplexor de GStreamer basándose en el formato del archivo de sus sonidos grabados; los MP3 usan elementos diferentes de los de los archivos Ogg Vorbis, por ejemplo.

Puede querer conectar los elementos de maneras más complicadas. Esto puede implicar usar conceptos de GStreamer que no se han comentado en este tutorial, tales como interfaces. Es posible que encuentre útil el comando gst-inspect.

Analizar automáticamente las notas que toca el músico.

Puede conectar un micrófono y grabar sonidos con él usando una fuente de entrada. ¿Es posible que algún tipo de análisis de espectro le permita saber qué notas se están reproduciendo?