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Historique: SoundFont specification SF2

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ardoisebleue - 14 11 2013



Préambule

Ce tutoriel a été crée à partir de tests et de la traduction de la spécification soundfont SF2.
(ici trouver le nouveau lien pour afficher la norme SF2 connect.creativelabs n'est plus disponible)
La norme SoundFont2 est destinée à fournir un format d'échange universel, portable et extensible pour synthétiseur à échantillon et leurs données d'articulations; Elle est portable et universelle grace à l'utilisation d'une définition précise des paramètres indépendants du matériel, ainsi que par des pratiques spécifiques conçues pour être supportées par un large éventail de technologies.
Dans ce mémo, c'est le langage de programmation C++ ( QT4 ) qui est utilisé pour illustrer les exemples.
Le fichier soundfont SF2 que j'utilise a été créé avec Swami sur un seul échantillon stéréo (un signal LA de 1 seconde), un seul intrument, et un seul preset.

Le format du fichier SF2


Un fichier SF2 est stocké en format RIFF (Resource Interchange File Format) qui est une structure de fichier balisé, développée pour les fichiers de ressources multimédia, il est décrit en détail dans les Référence Microsoft Windows SDK multimédia programmer.
La structure fichier balisé est intéressante car elle permet d'éviter les problèmes de compatibilité qui peuvent se produire dans les changements de définition de fichier au fil du temps, du fait que chaque élément de données dans ce fichier est identifié par une tête standard, une application qui ne reconnaît pas un de ces éléments de données peut éluder cette information inconnue.
Un fichier RIFF est construit à partir de blocs et sous-blocs stratifiés en niveaux, la lecture doit se faire séquentiellement, bloc par bloc, afin de récupérer la taille de ces blocs et de pouvoir lire les données "en paquet" d'octets ou par une structure de donnée (struct).

Principe des blocs


Les blocs sont "balisés" par des chaines de 4 octets ( ex: snbk, INAM, ifil, LIST ... ), la spécification n'impose pas si ces caractères doivent être majuscules, minuscules ou le deux.
La valeur "taille" du bloc est écrite sur 4 octets le premier est celui de poids faible, le quatrième de poids fort, ce qui implique que le calcul de cette valeur s'effectuera après la lecture des octets de la façon suivante :
octet1 + octet2*256 + octet3*(256²) + octet4*(256³) etc...
ex : 44 F1 02 00 => 192836

Les informations concernant d'autres données techniques sont en annexe A.

Le premier bloc


Dans ce bloc, nous récupérons le type de structure et la taille du bloc de données. Il a une taille invariable de 8 octets
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struct entete{ DWORD typestructure;// RIFF = #52494646 DWORD taillefichier; DWORD typefichier;//sfbk = #7366626b };

Ce premier bloc est commun à tous les fichier RIFF, il fournit les informations sur le fichier traiter, dans notre cas, nous avons à faire avec un fichier RIFF de type banque son. Quant à la donnée taillefichier, elle renseigne sur la taille du bloc de donnée, c'est à dire que sa valeur = (taille réelle du fichier) - 8 octets (RIFF et taillefichier).

les blocs suivants


Ces blocs peuvent être organisés dans le RIFF dans n'importe quel ordre, puisqu'il commence toujours par des balises pour les décrire. De plus, ces blocs ne sont pas obligatoirement prèsents, ainsi que certaines de leurs données peuvent être absentes. Il est aussi possible que des blocs écrits dans le fichier ou des données ne soient pas utilisable dans le logiciel. C'est ce qui fait la souplesse et fiabilité dans le temps des fichier RIFF (sous réserve que le logiciel qui les utilise soit dotés des contrôles nécessaires).
Mais, il est plus judicieux de se conformer à une organisation "standard" lors de la création d'un fichier RIFF.
Le bloc de description commence toujours par la balise LIST suivie de la taille du bloc et son type ce qui permet (si le type n'est pas utilisé par le logiciel) d'aller immédiatement au bloc suivant par l'utilisation de la valeur taille_du_bloc_qui_suit.
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struct baliseLIST{ DWORD balise;// LIST DWORD taille_du_bloc_qui_suit; DWORD balise_bloc;//INFO };

Chaque donnée contenue dans une balise_bloc à une structure simple elle est composée d'un nom, d'une taille et de la valeur de la donnée.
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struct balise_donnee{ DWORD nom_de_balise;// ex: ifil -> N° de version de la norme SF2 utilisée DWORD taille_de_la_donnee;// ex: 04 00 00 00 };

ensuite la valeur de la donnée suit ces valeurs. Pour récupérer la valeur de la donnée il suffit d'utiliser "taille_de_la_donnee".
On procéde de cette façon jusqu'à la limite finale du bloc donnée par "taille_du_bloc_qui_suit". Après quoi, un nouveau bloc, commençant par une balise LIST commence.

Description des blocs et de leurs données


Les données de type chaines de caractères ASCII finissent par un ou deux octets à 0, de manière à obtenir éventuellement, la longueur de la chaine ; Donc la taille concernant ces chaines (taille_de_la_donnee) comprend les valeurs 0 finales. Les carcatères ASCII doivent être considérés comme sensible à la casse, en d'autres termes "abc" n'est pas la même chose que "ABC". Les chaines acceptées sont de 256 octets ou moins, sauf indication contraires.

Le bloc LIST : INFO

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Le bloc des presets et instruments : pdta

[+]

Le bloc LIST des échantillons : sdta

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Paramètres et modèle de synthèse

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Fonctions MIDI

[+]

Unités des paramètres

[+]

Le modèle de générateur SoundFont


Cinq types d'énumérateur de générateurs existent:
  • Index Generators
  • Range Generators
  • Substitution Generators
  • Sample Generators
  • Value Generators.
Ce qui suit est la priorité des générateurs dans la hiérarchie de format de fichier SoundFont.
  • Un ensemble de générateurs ou de compensateurs de la valeur d'une destination ou d'un paramètre de synthèse. Dans des cas exceptionnels : il définit les plages (Range Generators), ou fixe des valeurs et jamais de valeurs de décalages (Index Generators, Sample Generators, et Substitution Generators).
  • Un générateur est défini comme étant identique à un autre générateur si son opérateur générateur est le même dans les deux générateurs.
  • Un générateur dans une global instrument zone qui est identique au générateur par défaut remplace le générateur par défaut.
  • Un générateur dans une locale instrument zone qui est un générateur par défaut ou identique à un générateur dans une global instrument zone remplace ce générateur.
Les points ci-dessous (jusqu'à note) s'appliquent aux Value Generators uniquement.
  • Un générateur du niveau Preset s'ajoute à un générateur du niveau Instrument si les deux générateurs sont identiques.
  • Un générateur dans une global Preset Zone" qui est un générateur par défaut ou identique à un générateur dans instrument'' s'ajoute à ce générateur.
  • Un générateur dans une global Preset Zone qui n'est pas identique à un Value Generators par défaut et n'est pas identique à un générateur dans instrument ajoute son effet au paramètre de synthèse proposé.
  • Un générateur dans une locale Preset Zone qui est identique à un générateur dans une global Preset Zone remplace le générateur de la global Preset Zone. Ce générateur ajoute ses effets au nœud de sommation-destination de toutes les zones de l'instrument donné.
  • Un générateur dans une locale Preset Zone qui n'est pas identique à un générateur par défaut ou à un générateur global Preset Zone, ajoute ses effets au noeud de sommation-destination de toutes les zones de l'instrument donné.
  • Si le générateur en opération est un Range Generator , les valeurs du générateur ne sont pas ajoutés à ceux du niveau instrument ; Ils servent plutôt comme un filtre intersection aux key number ou velocity ranges dans l'instrument qui est utilisé dans la Preset Zone.
  • Si le générateur en opération est un Substitution Generator ou un Sample Generator , ils sont illégaux au niveau Preset. Le seul Index Generator légal à ce niveau est instrumentID, alors que le seul Index Generator légal au niveau Instrument est sampleID.

Le modèle de contrôle de modulateur Soundfont .


Les Modulateurs SoundFont sont utilisés pour permettre le contrôle en temps réel sur le son suivant le concepteur du son programmé. Chaque instance d'une structure de modulateur SoundFont définit un effet en temps réel additionnable à appliquer à une destination donnée ou un paramètre de synthétiseur.

Théorie sur les opérations du modèle de Contrôle.



tuto_soundfont-SF2-sch03.png
Le modèle de commande de modulateur SoundFont est un mécanisme polyvalent destiné à permettre un contrôle souple et complexe en temps réel sur les paramètres de synthèse fournis. Alors que SoundFont 2.00 fournit un mécanisme pour fixer les conditions initiales pour une grande variété de paramètres de synthèse ou des générateurs à plusieurs niveaux de la hiérarchie (niveau de l'instrument, les zones global/local, Preset etc...), l'ajout du contrôleur de modulateur SoundFont fournit un mécanisme pour permettre en temps réel de contrôler ces mêmes paramètres sur les mêmes niveaux de la hiérarchie.
Le modèle de commande de modulateur SoundFont est nécessaire pour transformer le modèle de synthèse à base de générateur plutôt simpliste dans un modèle de synthèse plus complexe et beaucoup plus intéressant. Le schéma montre la fonction générale du modèle de contrôleur SoundFont :







Annexe A :


Dans les exemples de codes qui suivent, tous les contrôles de validité ont été éludés pour faciliter la lecture.

Types de données utilisés dans ces exemples :
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typedef unsigned char BYTE; // 1 oct 0 à 255 typedef char CHAR; // 1 oct -128 à +127 typedef unsigned int DWORD; // 4 oct 0 à 4.294.967.295 typedef short SHORT; // 2 oct -32.768 à +32.767. typedef unsigned short WORD;// 2 oct 0 à 65.535





exemple 1 : lecture d'un bloc de fichier RIFF.
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struct enrg_de_bloc{ DWORD A,B,C;};// taille enrg : 12 octets enteteRIFF donnee; QFile fichierRIFF( "banqueson.sf2" ); fichierRIFF.open( QIODevice::ReadOnly )) int nb_octet_retourne = fichierRIFF.read( (char *) &donnee, 12 ); fichierRIFF.close();




Annexe B :


Décriptage d'un fichier SF2
contenu (hex) valeur description
52 49 46 46 RIFF valide un fichier de bloc
44 f1 02 00 taille du bloc fichier (ici 192836 ) = ( taille réelle du fichier (192844) ) - ces 8 premiers octets
73 66 62 6b sfbk balise : type de fichier RIFF : soundfontbank
4c 49 53 54 LIST balise : démarre un bloc de donnée
da 00 00 00 taille du bloc INFO ( ici 218 )
49 4e 46 4f INFO balise : designe le bloc information de la banque
69 66 69 6c ifil balise : N° de version de la soundfont SF2
04 00 00 00 taille du bloc ifil ( 4 )
02 00 01 00 valeur donnée de la version SF2 (ici 2.1)
69 73 6e 67 isng balise : puce synthétiseur ciblée
08 00 00 00 taille de la chaine de caractère
45 4d 55 38 30 30 30 00 valeur EMU8000 ( 7 + le 0 terminal = 8)
49 4e 41 4d INAM balise : nom de la banque son
12 00 00 00 taille de la chaine (inclu le 0 terminal s'il existe)
62 ... 32 00 00 valeur banque-essai-sf2
49 43 52 44 ICRD balise : date de création de la banque
0c 00 00 00 taille de la chaine
32 ...39 00 00 valeur 2013-11-09
49 45 4e 47 IENG
0e 00 00 00 taille de la chaine
44 ... 6e 00 valeur
49 50 52 44 IPRD
0e 00 00 00 taille de la chaine
7a ... 74 00 00 valeur
49 43 4f 50 ICOP
0c 00 00 00 taille de la chaine
43 ... 65 00 00 valeur
49 43 4d 54 ICMT
14 00 00 00 taille de la chaine
7a ... 65 00 valeur
49 53 46 54 ISFT
28 00 00 00 taille de la chaine
6c .. 30 00 00 valeur
4c 49 53 54 LIST
c4 ee 02 00 taille du bloc de l'échantillon
73 64 74 61 stda balise pour les données des échantillons
73 6d 70 6c smpl balise pour les échantillons basés sur 16 bits
b8 ee 02 00 taille de l'échantillon
4c 49 53 54 LIST
8a 01 00 00 taille des instruments
70 64 74 61 pdta
70 68 64 72 phdr
4c 00 00 00
50 ... 41 00 valeur Preset-inst-note-LA
01 00
16 octets NUL
45 4f 50 EOP end of preset
20 octets NUL
00 01
13 octets NUL
70 62 61 67 pbag balise :
08 00 00 00 taille
00 00 00 00 01 00 00 00 valeur
70 6d 6f 64 pmod balise :
0a 00 00 00 taille
00 00 00 00 00 00 00 00
00 00
valeur
70 67 65 6e pgen balise :
08 00 00 00 taille
29 00 00 00 00 00 00 00 valeur
69 6e 73 74 inst balise :
2c 00 00 00 taille
49 6e 73 74 2d 6e 6f 74
65 2d 4c 41 00 00 00 00
00 00 00 00 00 00
valeur
45 4f 49 end of instrument
17 octets à NUL
02 00
69 62 61 67 ibag balise :
0c 00 00 00 taille
00 00 00 00 01 00 00 00
02 00 00 00
valeur
69 6d 6f 64 imod balise :
0a 00 00 00 taille
00 00 00 00 00 00 00 00
00 00
valeur
69 67 65 6e igen balise :
0c 00 00 00 taille
35 00 00 00 35 00 01 00
00 00 00 00
valeur
73 68 64 72 shdr balise :
8a 00 00 00 taille
4c 41 34 34 30 5f 4c valeur LA440_L
4c 41 34 34 30 5f 52 valeur LA440_R
45 4f 53 end of sample





Liens et commentaires

Historique

Avancé
Information Version
Thu 28 Nov 2013 15:21 ardoisebleue correction texte définition énumérateurs 45
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Thu 28 Nov 2013 15:15 ardoisebleue 44
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Thu 28 Nov 2013 15:13 ardoisebleue correction traduction énumérateur 43
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Thu 28 Nov 2013 14:47 ardoisebleue 42
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Wed 27 Nov 2013 17:56 ardoisebleue 41
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Wed 27 Nov 2013 17:03 ardoisebleue 40
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Wed 27 Nov 2013 14:12 ardoisebleue 39
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Tue 26 Nov 2013 18:02 ardoisebleue 38
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Tue 26 Nov 2013 17:41 ardoisebleue 37
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Tue 26 Nov 2013 17:17 ardoisebleue 36
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Tue 26 Nov 2013 16:31 ardoisebleue 35
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Tue 26 Nov 2013 16:00 ardoisebleue correction texte définition énumérateurs 34
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Tue 26 Nov 2013 15:22 ardoisebleue 33
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Tue 26 Nov 2013 15:16 ardoisebleue 32
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Mon 25 Nov 2013 18:28 ardoisebleue définition des énumérateurs 31
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Mon 25 Nov 2013 17:42 ardoisebleue les énumérateurs 30
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Mon 25 Nov 2013 17:13 ardoisebleue 29
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Thu 14 Nov 2013 17:06 ardoisebleue 28
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Thu 14 Nov 2013 16:25 ardoisebleue 27
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Thu 14 Nov 2013 15:37 ardoisebleue 25
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Thu 14 Nov 2013 11:33 ardoisebleue 24
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Thu 14 Nov 2013 11:25 ardoisebleue 23
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Thu 14 Nov 2013 10:36 ardoisebleue 22
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Wed 13 Nov 2013 19:07 ardoisebleue 21
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Wed 13 Nov 2013 18:27 ardoisebleue 20
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Wed 13 Nov 2013 16:22 utilisateur_anonyme2 Intégration: lire echantillons et cie + titre 19
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Wed 13 Nov 2013 14:55 ardoisebleue 18
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Tue 12 Nov 2013 17:44 ardoisebleue fin du paragraphe du bloc pdta 17
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Tue 12 Nov 2013 17:33 ardoisebleue 16
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Tue 12 Nov 2013 14:56 ardoisebleue 15
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Tue 12 Nov 2013 14:43 ardoisebleue 14
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Tue 12 Nov 2013 11:51 ardoisebleue 13
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Tue 12 Nov 2013 11:17 ardoisebleue 12
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Tue 12 Nov 2013 10:28 ardoisebleue 11
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Tue 12 Nov 2013 10:04 ardoisebleue 10
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Tue 12 Nov 2013 09:29 ardoisebleue 9
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Mon 11 Nov 2013 10:59 ardoisebleue parag:bloc sdta _ début parg : pdta 8
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Mon 11 Nov 2013 10:43 ardoisebleue 7
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Mon 11 Nov 2013 10:29 ardoisebleue 6
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Sun 10 Nov 2013 11:39 ardoisebleue 5
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Sat 09 Nov 2013 17:41 ardoisebleue 4
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Sat 09 Nov 2013 16:41 ardoisebleue création 3
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Sat 09 Nov 2013 16:24 ardoisebleue 2
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Sat 09 Nov 2013 15:07 ardoisebleue 1
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