Учебные материалы для школы программирования. Часть 13

Предыдущие уроки можно найти здесь:

При тематическом планировании уроков, мы сталкиваемся с интересной задачкой: в нашей группе учатся и мальчишки и девчонки. У них разные вкусы, разные любимые герои, жанры. И если все занятия будут на тему гонок или Silent Hill - ряды девочек на ваших занятиях, - поредеют. Эту ситуацию мы решаем двумя способами:

спрашиваем мнение ребят и проводим голосование на уроке. Да-да, только дети смогут сделать вашу программу интересной, поэтому их мнение действительно значимо. Не для галочки. Опрос и обсуждение важно проводить регулярно, ибо все группы разные, темы меняются от возраста к возрасту, меняются в зависимости от того, во что сейчас играют и что смотрят в кино;
чередуем и комбинируем. Мы стараемся чередовать "спокойные" и "агрессивные" проекты. Например, в этом месяце мы делаем лабиринт ужасов, но после его защиты - приступаем к созданию острова с лесом и домиком. При комбинировании, мы предлагаем всем ребятам уделить внимание визуальной составляющей (раскрасить, добавить элементов, составить композицию и пр.), и девочки с большим энтузиазмом берутся за такую задачу.

Сегодня мы сделаем проект из категории: спокойный, для девчат. Мальчишкам тоже хорошо заходит - особенно момент, когда в конце урока получается звуковая какофония =)

Рассмотрим следующие темы:

выставление вращения объектов в локальной системе координат посредством конверсии из углов Эйлера в кватернионы;
события объектов OnMouseEnter и OnMouseExit;
метод POW класса Mathf - возведение в степень;
парсинг float из имени объекта через системный метод Parse ;
стек постэффектов от Unity Technologies;
функция движка RequireComponent.

Особое внимание обратим на:

изменение скорости воспроизведения и высоты звука через Pitch;
использование аудиомикшера и постэффектов на мастер-канале микшера, в частности, реверберации и эмуляции комнаты.

Порядок выполнения

Создаётся новый проект, импортируется приложенный ассет, открывается сцена piano (в проекте заранее заготовлена сцена, ключевыми объектами которой являются клавиши, расположенные на сцене в "Пианино/Клавиши").
Клавиши пронумерованы в соответствии с полутонами, начиная с ноты "до" и заканчивается нотой "фа" следующей октавы, т.е. "до", "до диез", "ре", "ре диез", "ми", "фа" и т.д.

Клавиши расположены с начала октавы в той же последовательности, что и на реальном пианино.

Весь проект умещается в один скрипт. Полный листинг содержит пояснения:

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using System;

[RequireComponent(typeof(AudioSource))] // необходимо для того, чтобы скрипт требовал установленный аудиосорс

public class Piano : MonoBehaviour {

	public KeyCode Key; // энумератор для выбора клавиши клавиатуры, на которую реагирует скрипт
	AudioSource src; // Аудиосорс, приват-переменная 

    void Start () {
		src = GetComponent<AudioSource>(); // получаем аудиосорс
        src.pitch = Mathf.Pow(1.059462f, float.Parse(name) - 1f); // высота звука равна 1.059462f в степени (имя_клавиши - 1).
	}
	
    void Update () { // Для уменьшения отклика стоит использовать FixedUpdate
		if (Input.GetKeyDown(Key)) { // если нажали клавишу.
			playNote(); // играем
        }

        if (Input.GetKeyUp(Key)) { // если отпустили клавишу.
			stopNote(); // не играем
        }
	}
    
	private void OnMouseEnter() { // если мышь над коллайдером клавиши
        playNote(); // играем
	}
    
	private void OnMouseExit() { // если мышь вышла из коллайдера клавиши 
        stopNote(); // не играем
	}
    
	private void playNote() { // играем
		transform.localRotation = Quaternion.Euler(-3, 0, 0); // ставим локальный угол поворота на -3 градуса по Х
		src.Play(); // Включаем звук с начала
	}

    private void stopNote(){ // не играем
		transform.localRotation = Quaternion.Euler(0, 0, 0); // ставим локальный угол поворота на 0 градусов по всем осям
    	src.Stop(); // Останавливаем звук
    }
}

Особое внимание стоит уделить строке:

src.pitch = Mathf.Pow(1.059462f, float.Parse(name) - 1f);//высота звука равна 1.059462f в степени (имя_клавиши - 1).

Число 1.059462 высчитано математически и является простой заменой логарифмической функции, делящей одну октаву на 12 полутонов. Таким образом, каждый последующий полутон в 1.059462 раза выше предыдущего по частоте, что при количестве 12 полутонов даёт умножение частоты на 2 с ошибкой в 0.00003 Гц на октаву. С учётом того, что динамический диапазон нашего пианино не превышает полторы октавы, звук практически не искажается.

Тем не менее, звуки пианино плохо ложатся в микс, при отпускании клавиши отсутствует затухание, потому было принято решение немного "размазать" всё реверберацией с небольшой задержкой и эмуляцией большой комнаты, которая добавит "хвостов" затухания резко прерывающимся звукам.

Создана новая группа аудиомикшера, на мастер-канал которой установлена реверберация со следующими параметрами.

А всем аудиосорсам в качестве output установлен мастер-канал аудиомикшера.

Каждой клавише пианино необходимо вручную выставить необходимую клавишу клавиатуры. Так как мы имеем дело с энумератором, необходимо выбрать из представленных вариантов. Клавиши установлены в следующем порядке:

Далее, немного оформляем сцену и добавляем следующие эффекты:

SSAO - подчеркнёт тени между клавишами, добавит глубины картинке.
Bloom - высветлит светлые участки ещё сильнее, сделает картинку более приятной на глаз, интенсивность нужно выбрать довольно низкую.
Антиалиасинг, чтобы убрать пикселизацию.
Винетка, чтобы затенить края, выделив основной объект.
Можно добавить SSR, для легкого отражения на вертикальных плоскостях, что немного улучшит картинку.

Готово!

Синтезатор на Unity 3D