P5 und P5.sound - Equalizer in Echtzeit



Zunächst werden im <head> der Seite die beiden Scripte für P5 und P5.sound eingebunden:

<script src="header/p5.js"></script>
<script src="header/p5.sound.js"></script>

Dann wird im <body> der Seite ein Container mit einer eindeutigen id mithilfe von DIV-Tags angelegt, in dem alles angezeigt werden soll. Dies geschieht via

<DIV id="p5container"></DIV>

über Style-Eigenschaften kann man diesen noch weiter im Aussehen verändern, z.B.

<DIV id="p5container" style="width:800;border: 1px solid #333;box-shadow: 8px 8px 5px #444;padding: 8px 12px;background-color:ffffff"></DIV>

Beim Equalizer-Modul lassen sich 3-8 Frequenzbereiche einstellen, die im Script vorab mit Hilfe eines Arrays und eriner Variable für den Index für das Array definiert werden sollten:

var eq_Band_Frequenzen_Array = [63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000]; // Array mit Frequenzbändern definieren
var eq_Band_Index = 0; // Index für das Array definieren

Danach ist das Script ist wie fast alle P5-Scripte aufgebaut:
Erst werden über die Funktion preload() größere Dateien vorausgeladen:

function preload(){
sound = loadSound('klang/fagott_toene.mp3'); // Audio vorausladen
}

Dann werden in der Funktion setup() die Grundkomponenten festgelegt:

function setup(){
var container = createCanvas(800,400); // Canvas erstellen
container.parent('p5container'); // an DIV-Container anhängen
container.mouseClicked(togglePlay); // auf Klick auf Canvas reagieren
fft = new p5.FFT(); // Fouriertransformation des Signals ermöglichen
sound.amp(0.5); // Amplitude des vorausgeladenen Klangs "sound" auf die Hälfte reduzieren
eq = new p5.EQ(eq_Band_Frequenzen_Array.length);// Equalizer 3-8 Bandpassfiltern erstellen, die im eq_Band_Frequenzen_Array definiert sind.
sound.disconnect(); // geladenen Klang (sound) von der direkten Audioausgabe trennen
eq.process(sound); // geladenen Klang (sound) an Filter anschließen
}

Daraufhin wird in der Funktion draw() beschrieben, was im Canvas dargestellt werden soll:

function draw(){
background(255, 255, 255); //zeichne weißen Hintergrund

cursor(HAND); // zeige den Cursor als Hand

var eq_Band_Index = round(map(mouseX, width-100, 100, 7, 0)); // skaliere
// die X-Koordinate der Maus zwischen 0 und der Weite des Canvas (-100) auf einen Wertebereich
// zwischen 7 und 0 und weise die Zahl der Variablen für den EQ-Band-Index zu.
if (eq_Band_Index<0){eq_Band_Index=0;} // Falls der Wert <0 ist, setze ihn auf 0.
if (eq_Band_Index>7){eq_Band_Index=7;} // Falls der Wert >7 ist, setze ihn auf 7.
var resonanz = map(mouseY, height, 0, 0, 5); // skaliere die Y-Koordinate der Maus
// zwischen 0 und der Höhe des Canvas auf einen Wertebereich zwischen 0 und 5 und weise die Zahl
// der Variablen für Filter-Resonanz des jeweiligen Freqenzbands zu.
noStroke(); // keine Strichfarbe
fill(188, 48, 47); // Füllfarbe auf ein dunkles rot setzen
text("Filterband: "+ eq_Band_Frequenzen_Array[eq_Band_Index] +' Hz', 20, 20); // Frequenz des gewählten Filterbands ausgeben
text("Resonanz: "+ round(resonanz), 20, 40); // Resonanz des gewählten Filterbands
// ausgeben

for (let i = 0; i < eq.bands.length; i++) { // Schleife für alle Filterbänder:
eq.bands[i].gain(-20); // verringere ihren Wert auf -20.
}
// für das jeweils ausgewälte Filterband stelle folgendes ein:
eq.bands[eq_Band_Index].setType("peaking"); // stelle das Filterband auf
// spitzflankingen Bandpass ein (andere Möglichkeiten: "lowpass", "highpass", "bandpass",
// "lowshelf", "highshelf", "notch" und "allpass")

eq.bands[eq_Band_Index].gain(60); // verstärke das ausgewählte Filterband um 60 Einheiten.
eq.bands[eq_Band_Index].freq(eq_Band_Frequenzen_Array[eq_Band_Index]);
// wähle über eq_Band_Index die entsprechende Filterfrequenz aus dem Array (-> mouseX).

eq.bands[eq_Band_Index].res(resonanz);
// stelle die ausgewählte Resonanzfrequenz ein (-> mouseY)

var waveform = fft.waveform(); // hole aus dem Klang alle Pegelwerte und schreibe sie
// ins Array waveform

noFill(); // keine Formen farblich ausfüllen (keine Füllfarbe)
beginShape(); // das Zeichnen einer Form beginnen
for (var i = 0; i < waveform.length; i++){ // hole in einer Schleife in der Länge
// des Arrays waveform jeden einzelnen Wert i aus dem Array

var x = map( i, 0, waveform.length, 0, width); // skaliere die aufsteigend
// gezählten Zahlen i (von 0 bis Ende des waveform Arrays) so, dass sie von 0 bis zur Weite des
// Canvas dargestellt werden und weise sie der Variablen x zu (Zeit auf der X-Achse).

var y = map( waveform[i], -1, 1, 0, height);// skaliere jeden Wert aus dem
// Array waveform, der zwischen -1 und 1 liegt, so, dass er zwischen 0 und der Höhe des Canvas
// dargestellt wird, und weise ihn dem Wert y zu (Amplitude auf der Y-Achse)

vertex(x,y-100); // weise x und y als Koordinaten eines Punkts zu, der einen Eckpunkt der
// dazustellenden Gesamtform (via beginshape(); s.o.) beschreibt.

}

endShape(); // Schließe die Gesamtform ab, in ihr ist dann ein Ausschnitt der Wellenform pro
// Frame dargestellt.

var spectrum = fft.analyze(); // mache eine Spektralanalyse in der Länge des aktuellen
// Frames und schreibe sie ins Array spectrum

noStroke(); // keine Striche farblich ausfüllen (keine Strichfarbe)
fill(188, 48, 47); // Füllfarbe auf ein dunkles rot setzen
for (var i = 0; i < spectrum.length; i++){ // hole in einer Schleife in der Länge
// des Arrays spectrum jeden einzelnen Wert i aus dem Array (= jeden Frequenzbereich)

var x = map(i, 0, spectrum.length, 0, width*8); // skaliere die aufsteigend
// gezählten Zahlen i (von 0 bis Ende des spectrum Arrays) so, dass sie von 0 bis zur achtfachen
// Weite des Canvas dargestellt werden (da in den höheren Frequenzanteilen so gut wie keine
// Amplituden sind) und weise sie der Variablen x zu (Frequenz auf der X-Achse).

var h = -height + map(spectrum[i], 0, 255, height, 0); // skaliere jeden Wert
// aus dem Array spectrum, der zwischen 0 und 255 liegt, so, dass er zwischen der Höhe des Canvas
// und 0 dargestellt wird, und ziehe ihn von der Höhe des Canvas ab (damit die Amplitudenwerte für
// die einzelnen Frequenzen nicht auf dem Kopf dargestellt werden). W
eise ihn dann dem Wert y zu
// (Amplituden der einzelnen Frequenzen auf der Y-Achse)

rect(x, height, width / spectrum.length, h ); // zeichne pro Frequenz ein Rechteck
// mit den Ausgangskoordinaten x und der Höhe des Canvas (= an der untere Kante), einer Breite, die
// unabhängig von der Größe des spektralen Arrays (spectrum) immer die richtige ist, um insgesamt
// den Canvas in der Breite zu füllen, und einer Höhe h.

}

}

Schließlich wird mit der Funktion togglePlay() beschrieben, was passieren soll, wenn auf den Canvas geklickt wird

function togglePlay() {
if (sound.isPlaying()) { // wenn der Klang "sound" gespielt wird
sound.pause(); // stoppe ihn
} else { // in allen anderen Fällen
sound.play(); // spiele ihn ab.
}
}

Insgesamt sieht das Script dann folgendermaßen aus:

<script src="header/p5.js"></script>
<script src="header/p5.sound.js"></script>

<script>
var eq_Band_Index = 0;
var eq_Band_Frequenzen_Array = [63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000];

function preload() {
sound = loadSound('klang/fagott_toene.mp3');
}

function setup() {
var container = createCanvas(800,400);
container.parent('p5container');
container.mousePressed(toggleSound);
fft = new p5.FFT();
sound.amp(0.5);
eq = new p5.EQ(eq_Band_Frequenzen_Array.length);
sound.disconnect();
eq.process(sound);
}

function draw() {
background(255,255,255);

var eq_Band_Index = round(map(mouseX, width-100, 100, 7, 0));
if (eq_Band_Index<0){eq_Band_Index=0;}
if (eq_Band_Index>7){eq_Band_Index=7;}
var resonanz = map(mouseY, height, 0, 0, 5);

noStroke();
fill(188, 48, 47);
text("Filterband: "+ eq_Band_Frequenzen_Array[eq_Band_Index] +' Hz', 20, 20);
text("Resonanz: "+ round(resonanz), 20, 40);

for (let i = 0; i < eq.bands.length; i++) {
eq.bands[i].gain(-20);
}

eq.bands[eq_Band_Index].setType("peaking");
eq.bands[eq_Band_Index].gain(60);
eq.bands[eq_Band_Index].freq(eq_Band_Frequenzen_Array[eq_Band_Index]);
eq.bands[eq_Band_Index].res(resonanz);

var waveform = fft.waveform();
noFill();
beginShape();
for (let i = 0; i < waveform.length; i++){
stroke(225, 225, 225);
var x = map(i, 0, waveform.length, 0, width);
var y = map( waveform[i], -1, 1, 0, height);
vertex(x,y-100);
}
endShape();

var spectrum = fft.analyze();
noStroke();
fill(188, 48, 47);
for (let i = 0; i< spectrum.length; i++){
let x = map(i, 0, spectrum.length, 0, width*8);
let h = -height + map(spectrum[i], 0, 255, height, 0);
rect(x, height, width / spectrum.length, h );
}

}

function toggleSound() {
if (!sound.isPlaying()) {
sound.play();
} else {
sound.pause();
}
}

</script>

<DIV id="p5container" style="width:800;border: 1px solid #333;box-shadow: 8px 8px 5px #444;padding: 8px 12px;background-color:ffffff"></DIV>