JUCEとChat GPTを使ったシンセサイザー開発のステップバイステップ

Yoshizumi_otomane

2023年7月9日 15:14

前回書いたJUCEとChat GPTを使ったVSTプラグイン開発の続きです。
今回から、本格的にJUCEを使って開発に取り組みたいと思います。

まずは基本的な使い方についてChat GPTに聞いてみる

まずはChat GPTに以下の項目で質問をしてみました。
1プロジェクト作成
2:作成後、まず初めにする事
3:簡単なシンセサイザーを作成してみる

以下、Chat GPTからの回答

Chat GPT回答

JUCEはC++で書かれたクロスプラットフォームのフレームワークで、オーディオやグラフィックスのアプリケーションを開発するために使用されます。以下に、JUCEの基本的な使い方を説明します。

プロジェクトの作成:
JUCEを使用してプロジェクトを作成するには、以下の手順に従います。

JUCEの公式ウェブサイト（https://juce.com/）からJUCEフレームワークをダウンロードしてインストールします。
JUCEのProjucerアプリケーションを起動し、新しいプロジェクトを作成します。
プロジェクトの設定を行い、必要なパラメータやモジュール、プラグインなどを追加します。

プロジェクト作成後、まず初めにすること:
JUCEのプロジェクトを作成した後、まず以下の手順を実行します。

プロジェクトをIDE（統合開発環境）にインポートします。JUCEは様々なIDEに対応しています（例：Visual Studio、Xcodeなど）。
ビルド設定を確認し、必要なライブラリやモジュールが正しく組み込まれていることを確認します。
ビルドして実行してみて、エラーがないか確認します。

簡単なシンセサイザーの作成:
以下は、JUCEを使用して簡単なシンセサイザーを作成する手順の例です。

新しいクラスを作成し、シンセサイザーのコンポーネントを定義します。例えば、"SynthComponent"というクラスを作成します。
SynthComponentクラス内で、オシレーターやエンベロープ、フィルターなどの必要なコンポーネントを宣言します。
コンポーネントのUIを作成するために、JUCEのGUIクラスを使用します。例えば、ボタン、スライダー、ドロップダウンメニューなどのUI要素を追加します。
ユーザーの操作に応じて、オシレーターのパラメータやエンベロープの設定を変更します。これにより、シンセサイザーの音色を制御します。
シンセサイザーの音を出力するために、JUCEのオーディオクラスを使用します。例えば、AudioDeviceManagerを作成し、出力チャンネルにシンセサイザーの音をルーティングします。
最後に、プロジェクトをビルドして実行します。シンセサイザーのUIが表示され、ユーザーが操作できるようになります。

実際にやってみた。プラグインの作成

実際にProjucerをインストールして、早速起動してみました。
(Appleの場合は、Xcodeも必要との事でしたので事前にインストールしてあります。)

さて、この後使用するモジュール等を選んでいくのですが、何を選んでいいのかさっぱり分かりません。
という事で早速Chat GPTに聞いてみました。

Q:JUCEを使って簡単なシンセサイザーの音源を作ってみたい。ビルド設定を確認し、必要なライブラリやモジュールが正しく組み込まれていることを確認しますと説明をいただいたのですが、モジュールはこの場合どれを選べばいいですか？

A:以下回答
JUCEを使用してシンセサイザーの音源を作成する場合、いくつかのモジュールを選択する必要があります。以下に、JUCEの主要なモジュールとその機能をいくつか挙げます。これらのモジュールは、一般的なシンセサイザーの音源を作成するために必要な機能を提供します。

juce_core: JUCEフレームワークの中核となるモジュールで、基本的なデータ構造やファイル操作、スレッド制御などの機能を提供します。
juce_audio_basics: オーディオ処理に関連する基本的な機能を提供します。サンプルレート変換、バッファリング、デジタル信号処理などの機能が含まれます。
juce_audio_devices: オーディオデバイスの入出力に関連する機能を提供します。マイク入力やスピーカー出力などのオーディオデバイスの制御が可能です。
juce_audio_formats: オーディオファイルの読み書きに関連する機能を提供します。さまざまな形式のオーディオファイルの読み書きやコーデックのサポートが含まれます。
juce_audio_processors: オーディオプラグインの開発に関連する機能を提供します。エフェクトプラグインや仮想インストゥルメントの開発に使用されます。
juce_gui_basics: グラフィカルユーザーインターフェース（GUI）の作成に関連する機能を提供します。ボタン、スライダー、テキストエディットなどのUIコンポーネントを作成できます。
juce_gui_extra: juce_gui_basicsに追加のグラフィカルコンポーネントやツールを提供します。グラフィックスエフェクト、ライブラリリソースマネージャーなどが含まれます。

シンセサイザーの音源を作成する場合、juce_audio_basics、juce_audio_devices、およびjuce_audio_processorsモジュールが最も重要です。これらのモジュールは、オーディオの処理、デバイスの入出力制御、およびシンセサイザーの開発に必要な機能を提供します。

ただし、具体的な要件によって必要なモジュールが異なる場合もあります。作成したいシンセサイザーの機能や要件に合わせて、必要なモジュールを選択してください。また、JUCEのバージョンによってもモジュールの構成が異なる場合があるので、使用するJUCEのバージョンに応じてドキュメントやリファレンスを参照してください。

早速Chat GPTから回答があったので、Moduleが選択されているか確認をします。

Create Projectを押して、IDE（統合開発環境）にインポートします。

新しいクラスを作成

上記文章の中で、新しいクラスというのがよくわからなかった為、
新しいクラスの作成方法について教えてと質問してみました。

JUCEで新しいクラスを作成する手順は以下の通りです。

Projucerを開きます。ProjucerはJUCEプロジェクトの管理ツールであり、クラスの作成やプロジェクトの設定を行うことができます。
Projucerのメニューバーで「File」をクリックし、ドロップダウンメニューから「New Component Class」を選択します。
「New Component Class」ダイアログボックスが表示されます。ここで、新しいクラスの詳細情報を入力します。
- 「Class Name」: クラスの名前を入力します。例えば、"SynthComponent"などです。
- 「Header File」: クラスのヘッダーファイル（.hファイル）の保存先と名前を指定します。
- 「Source File」: クラスのソースファイル（.cppファイル）の保存先と名前を指定します。
必要なオプションを選択します。
- 「Base class」: 新しいクラスのベースクラスを選択します。例えば、"juce::Component"などJUCEのクラスを指定できます。
- 「Include JUCE Modules」: 必要なJUCEモジュールを選択します。新しいクラスが使用する機能に応じて適切なモジュールを選択します。
設定が完了したら、「Create」ボタンをクリックして新しいクラスを作成します。
Projucerは自動的にヘッダーファイルとソースファイルを生成し、プロジェクトのソースコードに追加します。ヘッダーファイルにはクラスの宣言が含まれ、ソースファイルにはクラスの実装が含まれます。
生成されたクラスのヘッダーファイルとソースファイルを開き、必要なメンバ変数やメソッドを追加してクラスをカスタマイズします。

以上の手順で、JUCEで新しいクラスを作成することができます。新しいクラスを作成した後は、そのクラスを他のクラスやコンポーネントと組み合わせてアプリケーションを開発することができます。

早速つまづく

Projucerのメニューバーで「File」をクリックし、ドロップダウンメニューから「New Component Class」を選択します。

という説明をみて進めると、一つ問題がありました。
Fileメニューに「New Component Class」が存在しない。

私のJUCEはVerが7.0.5なのでChat GPTに聞いてみると
申し訳ありませんが、私の知識は2021年9月までのものであり、最新の情報については把握していません。JUCEフレームワークのバージョン7.0.5で「New Component Class」が存在しないという情報は持っていません。

ただし、JUCEフレームワークではバージョン間でクラスや機能の変更があることがありますので、可能性としては次のいくつかが考えられます。

JUCEのバージョン7.0.5では「New Component Class」の名前が変更されている可能性があります。JUCEのドキュメンテーションやリリースノートを参照して、クラス名の変更や代替機能の存在を確認してください。
JUCEのバージョン7.0.5では、「New Component Class」の機能が別の場所に移動された可能性があります。JUCEのドキュメンテーションやフォーラムなどのリソースを探して、代替の方法や新しいクラス名を見つけてください。
JUCEのバージョン7.0.5では、「New Component Class」の機能が廃止された可能性があります。代わりに他の方法やクラスを使用する必要があるかもしれません。JUCEの最新のリリースノートやドキュメンテーションを確認して、推奨される方法を見つけてください。

これらは推測であり、正確な情報を提供できません。JUCEの公式ドキュメンテーション、フォーラム、またはコミュニティのサポートチャネルを利用して、具体的な問題について専門家の助言を受けることをお勧めします。

『くそ、まるで役に立たない』

何分か探した結果、ようやく見つけました。

Add New Component classが２種類あります。
（そんなの聞いてない）

とりあえずChat GPTに再度確認してみました。

Q:New Component Classの、Split between a CPP & headerとin a single sourceについて教えて

A:「Split between a CPP & header」と「in a single source」は、コンポーネントクラスの実装をどのように分割するかを選択するオプションです。以下にそれぞれのオプションについて説明します。

Split between a CPP & header:
このオプションでは、コンポーネントクラスをヘッダーファイル（.h）とソースファイル（.cpp）に分割します。ヘッダーファイルにはクラスの宣言と公開インターフェースが含まれ、ソースファイルには実装の詳細が含まれます。この方法は、クラスのインターフェースと実装を明確に分離し、コンパイル時間を短縮することができます。
In a single source:
このオプションでは、コンポーネントクラスの宣言と実装を1つのソースファイルにまとめます。ヘッダーファイルの代わりに、ソースファイル内にクラスの宣言と実装を記述します。この方法は、プロジェクトが小規模である場合や、コンポーネントが単純である場合に適しています。

どちらのオプションが適しているかは、プロジェクトの要件や開発者の好みによります。一般的には、大規模なプロジェクトでは「Split between a CPP & header」が好まれ、可読性やメンテナンス性を向上させるためにコードを分割することが推奨されます。一方、小規模なプロジェクトでは「In a single source」が簡便であり、開発効率を向上させることができます。

プロジェクトの要件や開発者の好みに基づいて、どちらのオプションを選択するかを検討してください。

という事で、今回はIn a single sourceを選択してみる事にしました。

クラス宣言

プログラミング初心者にとっては何のことだかさっぱりわからない単語がでてきました。

Q:クラス宣言について教えて

クラス宣言とは、プログラミングにおいて新しいクラスを作成する際に、そのクラスの存在や機能を定義することを指します。

クラス宣言は、クラスのメンバ変数やメンバ関数、アクセス指定子などを含むクラスの構造を定義するものです。クラス宣言は通常、ヘッダーファイル（.hや.hppなど）内で行われます。

以下は、クラス宣言の基本的な構造の例です：

class MyClass {
public:
    // パブリックなメンバ変数やメンバ関数の宣言

private:
    // プライベートなメンバ変数やメンバ関数の宣言
};

クラス宣言では、`class`キーワードを使用して新しいクラスを定義します。クラス名は`MyClass`のように任意の名前を指定します。

`public:`、`private:`などのアクセス指定子を使用して、その後に続くメンバ変数やメンバ関数が公開（public）や非公開（private）であるかを指定します。`public:`以下には、クラスの外部からアクセス可能なインターフェースやメンバ変数、メンバ関数を宣言します。一方、`private:`以下には、クラス内部でのみ使用されるメンバ変数やメンバ関数を宣言します。

クラス宣言では、メンバ変数の宣言（変数の型と名前）、メンバ関数の宣言（戻り値の型、関数名、引数など）を行います。これにより、クラスのインスタンスが持つべきデータや振る舞いが定義されます。

クラス宣言は、クラスのインスタンスを作成するための設計図となります。その後、宣言したクラスを使用して実際のインスタンスを作成し、操作や処理を行うことができます。

難しい言葉が並んでいるので、ここはChat GPTにわかりやすく説明してもらいましょう。(以下、Chat GPTの回答)

A:もちろんです！クラス宣言は、プログラミングにおいて新しいオブジェクトのタイプ（クラス）を作成するための設計図となります。

クラスは、データとそれに関連する動作（メソッドや関数）をまとめたものです。クラス宣言では、そのクラスが持つべきデータと動作を定義します。

例として、犬のクラスを作成することを考えてみましょう。

class Dog {
public:
    // パブリックなメンバ変数の宣言
    std::string name;
    int age;

    // パブリックなメンバ関数の宣言
    void bark() {
        std::cout << "わんわん！" << std::endl;
    }
};

このクラス宣言では、`Dog`というクラスを定義しています。`Dog`クラスには、名前(`name`)や年齢(`age`)といったメンバ変数があります。これらの変数は、各犬の個別の情報を保持します。

また、`bark`というメンバ関数も宣言されています。この関数は、犬が吠えるという動作を表します。

クラス宣言では、メンバ変数やメンバ関数のほかにも、コンストラクタやデストラクタ、静的メンバなど、さまざまな要素を定義することができます。これにより、クラスの振る舞いや操作を詳細に設計することができます。

クラス宣言が完了したら、実際のインスタンスを作成して使用することができます。以下は、`Dog`クラスを使用してインスタンスを作成し、メンバ変数にアクセスし、メンバ関数を呼び出す例です。

int main() {
    Dog myDog; // Dogクラスのインスタンスを作成

    myDog.name = "ポチ"; // インスタンスのメンバ変数に値を代入
    myDog.age = 3;

    std::cout << "名前: " << myDog.name << std::endl; // インスタンスのメンバ変数の値を表示
    std::cout << "年齢: " << myDog.age << std::endl;

    myDog.bark(); // インスタンスのメンバ関数を呼び出し

    return 0;
}

この例では、`Dog`クラスのインスタンスを作成し、インスタンスのメンバ変数に値を代入しています。また、インスタンスのメンバ変数の値を表示し、インスタンスのメンバ関数を呼び出しています。

クラス宣言は、オブジェクト指向プログラミングの基本的な概念であり、コードの再利用性や保守性を向上させるために重要な役割を果たします。

うん。やっぱり初見だとよくわからない。。とりあえずこのクラス宣言に関しては、再度質問をしてみる。

Q:クラス宣言をするために、New Component classのどこに書けばいいの？

A:提供されたコードは既にクラス宣言の形式で記述されています。以下の手順に従って、クラス宣言を行うために「New Component Class」のテンプレートにコードを追加します。

「New Component Class」テンプレートを開きます。
クラス名を指定します。例えば、"SynthComponent"というクラス名を使用します。
ヘッダーファイル内の `#pragma once` の下に、`#include` ディレクティブを追加し、必要なヘッダーファイルをインクルードします。例えば、`<juce_gui_basics/juce_gui_basics.h>` をインクルードする必要があります。
クラス宣言を行います。`class SynthComponent : public juce::Component` のように、クラス名の後に `:` を付けて親クラスを指定します。親クラスとして `juce::Component` を指定することで、JUCEフレームワークのコンポーネントクラスを継承します。
パブリックなメンバ関数とオーバーライドする関数を宣言します。`void paint(juce::Graphics& g) override;` および `void resized() override;` のように、関数のシグネチャを宣言します。
プライベートなメンバ変数を宣言します。提供されたコードでは、`juce::dsp::Oscillator<float> oscillator;`、`juce::dsp::ADSR envelope;`、`juce::dsp::IIR::Filter<float> filter;` がオシレーター、エンベロープ、フィルターのコンポーネントを宣言しています。

これらの手順に従ってコードを追加することで、提供されたクラス宣言を「New Component Class」内に追加することができます。

とりあえずChat GPTからもらったコードを貼り付けてみました。
これで準備ができた。

今回は以上とさせていただきます。

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