quartz-research-note/content/mimiumでMIDIインプットを実装.md

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date: 2024-10-30 15:42
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#mimium

## 要件

どこまでMIDIインプットをmimiumの世界の外側として捉えるか


### 先行例

[[SuperCollider]]や[[ChucK]]はコールバックを登録するようなイメージ

[Using MIDI | SuperCollider 3.12.2 Help](https://doc.sccode.org/Guides/UsingMIDI.html

```smalltalk
s.boot;

(
var notes, on, off;

MIDIClient.init;
MIDIIn.connectAll;

notes = Array.newClear(128);    // array has one slot per possible MIDI note

on = MIDIFunc.noteOn({ |veloc, num, chan, src|
    notes[num] = Synth(\default, [\freq, num.midicps,
        \amp, veloc * 0.00315]);
});

off = MIDIFunc.noteOff({ |veloc, num, chan, src|
    notes[num].release;
});

q = { on.free; off.free; };
)

// when done:
q.value;
```

まあこれはDSPアウトプットの合成が.playで暗黙的に行える（加算で合成されるという想定）だからできることかな、、、

ChuckもボイスごとにShredを生やす方向で対応してるからちょっと微妙だ

[Chuck - Input & Output](https://chuck.stanford.edu/doc/reference/io.html#MidiIn)

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現実的には、[[Faust]]のように、ボイスアロケーターは外側で実装してしまい、非同期に更新されうるAtomicな値のセルをノートやccのデータとして受け取れるようにすれば当面は十分

が、最終的にはMIDIエフェクト（MIDI信号自体のディレイやクォンタイズ、スロットリングとか）を[[Functional Reactive Programming|FRP]]っぽく書けると嬉しい


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Noteのバインドの記法

```rust
let cell:()->float = bind_midi_note_mono(channel)

let (note,vel) = cell(); //値の取り出し

```

```rust
//rust
fn bind_midi_note_mono(&mut self ,vm:&mut Machine)->ReturnCode{
	let ch = Machine::get_as::<f64>(vm.get_stack(0));
	let cell = Arc::new((AtomicF64::new(),AtomicF64::new() ));
	self.add_midi_listener(ch,|note,vel|{
		let (note_c,vel_c) = cell.clone();
		note_c.write(note);
		vel_c.write(vel);
	});
	let cls = |vm:&mut Machine|->ReturnCode{
		let (note_c,vel_c) = cell.clone();
		vm.set_stack(0,Machine::to_value(note_c));
		vm.set_stack(1,Machine::to_value(vel_c));
		2
	}
	vm::set_stack(0, wrap_rust_closure(cls))
	1
}

```

あとは頑張って`add_midi_listener`相当の何かを作ろうって感じだな（関数型っぽくはないけども）



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IOの順序保証とか考える

正格評価だとIOモナドとかはそもそも考える必要がない

[Algebraic Effects入門](https://v2.aintek.xyz/posts/introduction-to-algebraic-effects)

> `type 'a io = unit -> 'a`
> 純粋な値は以下のようなIOモナドにリフトできる。
> `let return x = fun () -> x`
> 計算はバインド演算子によってつなげることができる。
> `let (>>=) c1 c2 = fun () -> c2 (c1 ())`

mimiumだとバインド演算子ってこうか(ジェネリクスが必要だけども)

```rust
fn bind(f1,f2){
 | | f1() |> f2
}
```

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### FRPっぽい感じで考えてみる


課題：4ポリのMIDIボイスアロケーターを考える

アロケーターを実行すると4つのCell(Behavior)が返ってくる
いや、ストリームを返すべき？

```rust
fn alloc_midi_voice_4(channel)->[Stream<Note>;4]
```

状態のフィードバックはSodiumでは次の2つを持って実行できる

- hold: 任意のStreamが発火した時に最後の値をキープしたCellを作る
- snapshot:任意のStreamが発火したとき、Cellをサンプリングして別のStreamとして発火する

状態の保持として必要なのは、`Busymap([Option<Key>;4])`みたいなやつ。


```rust
fn bind_midi_event()->Stream<Byte>
fn bind_note_event()->Stream<(Channel,Note)>{
	bind_midi_event
	|> filter(|byte| byte |> is_note_event )
	|> map(|byte| (byte[0],Note(byte[1],byte[2]) ) )
}
fn overwrite_arr(idx,v){
	|arr| {
		let mut narr = arr;
		narr[idx] = v
		narr
	}
}
fn get_4_voice(note){
	let (last_stream,last_busymap) = self;
	if last_busymap |> is_busy{
		(last_stream,last_busymap)
	}else{
	match note{
		Note::On(pitch,vel)=>{
			let voice_idx = last_busymap|>find_available_voice;
			let new_busymap = last_busymap |> overwritearr(voice_idx,pitch);
			let new_str = last_stream |> overwritearr(idx,(pitch,vel))
		}
		Note::Off=>{
			
		}
	}
	}
}

fn alloc_midi_voice_4(channel){
	let busymap = Cell<_>([None,None,None,None]);

	bind_note_event
	|> filter(|(c,_note)| c==channel)
	|> merge(busymap |> snapshot, |(note,busycell)| {
	busycell.hold
	} )

}

```