scripts/_pong.lua

   1 ardour {
   2         ["type"]    = "dsp",
   3         name        = "a-Pong",
   4         category    = "Toy",
   5         license     = "MIT",
   6         author      = "Ardour Lua Task Force",
   7         description = [[A console classic for your console]]
   8 }
   9
  10 -- return possible i/o configurations
  11 function dsp_ioconfig ()
  12         -- -1, -1 = any number of channels as long as input and output count matches
  13         return { [1] = { audio_in = -1, audio_out = -1}, }
  14 end
  15
  16 -- control port(s)
  17 function dsp_params ()
  18         return
  19         {
  20                 { ["type"] = "input", name = "Bar", min = 0, max = 1, default = 0.5 },
  21                 { ["type"] = "input", name = "Reset", min = 0, max = 1, default = 0, toggled = true },
  22                 { ["type"] = "input", name = "Difficulty", min = 1, max = 10, default = 3},
  23         }
  24 end
  25
  26
  27 -- Game State (for this instance)
  28 -- NOTE: these variables are for the DSP part (not shared with the GUI instance)
  29 local sample_rate -- sample-rate
  30 local fps -- audio samples per game-step
  31 local game_time -- counts up to fps
  32 local game_score
  33 local ball_x, ball_y -- ball position [0..1]
  34 local dx, dy -- current ball speed
  35 local lost_sound -- audio-sample counter for game-over [0..3*fps]
  36 local ping_sound -- audio-sample counter for ping-sound [0..fps]
  37 local ping_phase -- ping note phase-difference per sample
  38 local ping_pitch
  39
  40 function dsp_init (rate)
  41         -- allocate a "shared memory" area to transfer state to the GUI
  42         self:shmem ():allocate (3)
  43         self:shmem ():clear ()
  44         -- initialize some variables
  45         sample_rate = rate
  46         fps = rate / 25
  47         ping_pitch = 752 / rate
  48         ball_x = 0.5
  49         ball_y = 0
  50         dx = 0.00367
  51         dy = 0.01063
  52         game_score = 0
  53         game_time  = fps -- start the ball immediately (notify GUI)
  54         ping_sound = fps -- set to end of synth cycle
  55         lost_sound = 3 * fps
  56 end
  57
  58 function queue_beep ()
  59         -- queue 'ping' sound (unless one is already playing to prevent clicks)
  60         if (ping_sound >= fps) then
  61                 ping_sound = 0
  62                 ping_phase = 0
  63                 local midi_note = math.floor (60 + math.random () * 24)
  64                 ping_pitch = (440 / 32) * 2^((midi_note - 10.0) / 12.0) / sample_rate
  65         end
  66 end
  67
  68 -- callback: process "n_samples" of audio
  69 -- ins, outs are http://manual.ardour.org/lua-scripting/class_reference/#C:FloatArray
  70 -- pointers to the audio buffers
  71 function dsp_run (ins, outs, n_samples)
  72         local ctrl = CtrlPorts:array () -- get control port array (read/write)
  73
  74         local changed = false -- flag to notify GUI on every game-step
  75         game_time = game_time + n_samples
  76
  77         -- reset (allow to write automation from a given start-point)
  78         -- ctrl[2] corresponds to the  "Reset" input control
  79         if ctrl[2] > 0 then
  80                 game_time = 0
  81                 ball_x = 0.5
  82                 ball_y = 0
  83                 dx = 0.00367
  84                 dy = 0.01063
  85                 game_score = 0
  86         end
  87
  88         -- simple game engine
  89         while game_time > fps and ctrl[2] <= 0 do
  90                 changed = true
  91                 game_time = game_time - fps
  92
  93                 -- move the ball
  94                 ball_x = ball_x + dx * ctrl[3]
  95                 ball_y = ball_y + dy * ctrl[3]
  96
  97                 -- reflect left/right
  98                 if ball_x >= 1 or ball_x <= 0 then
  99                         dx = -dx
 100                         queue_beep ()
 101                 end
 102
 103                 -- single player (reflect top) -- TODO "stereo" version, 2 ctrls :)
 104                 if ball_y <= 0 then
 105                         dy = - dy y = 0
 106                         queue_beep ()
 107                 end
 108
 109                 -- keep the ball in the field at all times
 110                 if ball_x >= 1 then ball_x = 1 end
 111                 if ball_x <= 0 then ball_x = 0 end
 112
 113                 -- bottom edge
 114                 if ball_y > 1 then
 115                         local bar = ctrl[1] -- get bar position
 116                         if math.abs (bar - ball_x) < 0.1 then
 117                                 -- reflect the ball
 118                                 dy = - dy
 119                                 ball_y = 1.0
 120                                 dx = dx - 0.04 * (bar - ball_x)
 121                                 -- make sure it's moving (not stuck on borders)
 122                                 if math.abs (dx) < 0.0001 then dx = 0.0001 end
 123                                 game_score = game_score + 1
 124                                 queue_beep ()
 125                         else
 126                                 -- game over, reset game
 127                                 lost_sound = 0 -- re-start noise
 128                                 ball_y = 0
 129                                 game_score = 0
 130                                 dx = 0.00367
 131                         end
 132                 end
 133         end
 134
 135         -- forward audio if processing is not in-place
 136         for c = 1,#outs do
 137                 -- check if output and input buffers for this channel are identical
 138                 -- http://manual.ardour.org/lua-scripting/class_reference/#C:FloatArray
 139                 if not ins[c]:sameinstance (outs[c]) then
 140                         -- fast (accelerated) copy
 141                         -- http://manual.ardour.org/lua-scripting/class_reference/#ARDOUR:DSP
 142                         ARDOUR.DSP.copy_vector (out[c], ins[c], n_samples)
 143                 end
 144         end
 145
 146         -- simple synth -- TODO Optimize
 147         if ping_sound < fps then
 148                 -- cache audio data buffers for direct access, later
 149                 local abufs = {}
 150                 for c = 1,#outs do
 151                         abufs[c] = outs[c]:array()
 152                 end
 153                 -- simple sine synth with a sine-envelope
 154                 for s = 1, n_samples do
 155                         ping_sound = ping_sound + 1
 156                         ping_phase = ping_phase + ping_pitch
 157                         local snd = 0.7 * math.sin(6.283185307 * ping_phase) * math.sin (3.141592 * ping_sound / fps)
 158                         -- add synthesized sound to all channels
 159                         for c = 1,#outs do
 160                                 abufs[c][s] = abufs[c][s] + snd
 161                         end
 162                         -- break out of the loop when the sound finished
 163                         if ping_sound >= fps then goto ping_end end
 164                 end
 165                 ::ping_end::
 166         end
 167
 168         if lost_sound < 3 * fps then
 169                 local abufs = {}
 170                 for c = 1,#outs do
 171                         abufs[c] = outs[c]:array()
 172                 end
 173                 for s = 1, n_samples do
 174                         lost_sound = lost_sound + 1
 175                         -- -12dBFS white noise
 176                         local snd = 0.5 * (math.random () - 0.5)
 177                         for c = 1,#outs do
 178                                 abufs[c][s] = abufs[c][s] + snd
 179                         end
 180                         if lost_sound >= 3 * fps then goto noise_end end
 181                 end
 182                 ::noise_end::
 183         end
 184
 185         if changed then
 186                 -- notify the GUI
 187                 local shmem = self:shmem () -- get the shared memory region
 188                 local state = shmem:to_float (0):array () -- "cast" into lua-table
 189                 -- update data..
 190                 state[1] = ball_x
 191                 state[2] = ball_y
 192                 state[3] = game_score
 193                 -- ..and wake up the UI
 194                 self:queue_draw ()
 195         end
 196 end
 197
 198
 199 -------------------------------------------------------------------------------
 200 --- inline display
 201
 202 local txt = nil -- cache font description (in GUI context)
 203
 204 function render_inline (ctx, w, max_h)
 205         local ctrl = CtrlPorts:array () -- control port array
 206         local shmem = self:shmem () -- shared memory region (game state from DSP)
 207         local state = shmem:to_float (0):array () -- cast to lua-table
 208
 209         if (w > max_h) then
 210                 h = max_h
 211         else
 212                 h = w
 213         end
 214
 215         -- prepare text rendering
 216         if not txt then
 217                 -- allocate PangoLayout and set font
 218                 --http://manual.ardour.org/lua-scripting/class_reference/#Cairo:PangoLayout
 219                 txt = Cairo.PangoLayout (ctx, "Mono 10px")
 220         end
 221
 222         -- ctx is-a http://manual.ardour.org/lua-scripting/class_reference/#Cairo:Context
 223         -- 2D vector graphics http://cairographics.org/
 224
 225         -- clear background
 226         ctx:rectangle (0, 0, w, h)
 227         ctx:set_source_rgba (.2, .2, .2, 1.0)
 228         ctx:fill ()
 229
 230         -- print the current score
 231         if (state[3] > 0) then
 232                 txt:set_text (string.format ("%.0f", state[3]));
 233                 local tw, th = txt:get_pixel_size ()
 234                 ctx:set_source_rgba (1, 1, 1, 1.0)
 235                 ctx:move_to (w - tw - 3, 3)
 236                 txt:show_in_cairo_context (ctx)
 237         end
 238
 239         -- prepare line and dot rendering
 240         ctx:set_line_cap (Cairo.LineCap.Round)
 241         ctx:set_line_width (3.0)
 242         ctx:set_source_rgba (.8, .8, .8, 1.0)
 243
 244         -- display bar
 245         local bar_width = w * .1
 246         local bar_space = w - bar_width
 247
 248         ctx:move_to (bar_space * ctrl[1], h - 3)
 249         ctx:rel_line_to (bar_width, 0)
 250         ctx:stroke ()
 251
 252         -- display ball
 253         ctx:move_to (1 + state[1] * (w - 3), state[2] * (h - 5))
 254         ctx:close_path ()
 255         ctx:stroke ()
 256
 257         return {w, h}
 258 end