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Projeto – Arduino Due para processamento de áudio

No dia 08/04/2018 eu apresentei como parte do Arduino Day no IFRS em Canoas uma palestra chamada “Processamento de Áudio com Arduino Due” tratando sobre um projeto interessante que está sendo desenvolvido por alguns membros do Matehackers.

O projeto foi construído com a ajuda do mestre Joel Grigolo, para ser um pequeno protótipo de como usar um Arduino Due para processamento de áudio digital de uma maneira bem simples e didática. Traduzindo isso em um linguagem mais prática, nós plugamos uma fonte de som no Arduino (no caso uma guitarra) e manipulamos de maneira digital esse som para adicionar efeitos como distorção, delay, chorus, etc…

Os slides da palestra e mais detalhes podem ser encontrados aqui: https://lfzawacki.github.io/arduino-due-dsp-slides/

Aqui temos um demo do projeto em ação rodando um algoritmo de delay de cauda longa com feedback:

Tutoriais de Música Livre – Audacity

O Audacity é em muitos aspectos um dos meus programas favoritos no Linux (mas ele também tem versões ótimas para Mac e Windows), principalmente por ser aquele cara que sempre resolve a treta que tu tem nas mãos. Ele é um daqueles programas que podem fazer coisas incríveis e milagrosas a lá Photoshop, mas que também tem a simplicidade do bom e velho paint (que nojinho). Neste artigo eu vou mostrar como fazer algumas coisas simples como gravação, corte de áudio, remoção de ruído e aplicação de efeitos.

Instalação

Siga as instruções no site oficial e no caso de qualquer problema faça perguntas nos comentários.

Interface

A interface do Audacity é esta aqui:

Eu vou dar uma comentada rápida nela, você pode pular isso não estiver interessado.

Os botões de ‘Tocar’, ‘Pausar’, ‘Parar’ e ‘Gravar’ lá em cima são bem intuitivos (#1). Logo ao lado temos os “Modos do Cursor” (#2), como eu vou chamar, que é o que controla o que o seu cursor vai fazer quando clicar na onda. O caso de uso mais geral é o que vem por padrão que é apenas selecionar trechos de áudio ao clicar o mouse, as outras opções envolvem editar partes da onda e modificar seus valores, algo um pouco menos útil.

As barrinhas com (L, R) ao lado (#3) são os monitores de volume da entrada e da saída. Isto quer dizer que você verá elas se mexendo quando estiver gravando ou reproduzindo algo e é bom para se guiar enquanto estiver tentando deixar as configurações do jeito que você quer. Perto dessas barras você tem o ajuste de volume da entrada e saída (#4), e deve ser óbvio para que isso serve.

A próxima barra (#5) tem coisas como copiar/recortar/colar sessões do áudio, remover partes do áudio, introduzir silêncio, mudar o zoom, entre outras opções um pouco mais avançadas.

A maioria das funções nessas barras tem um atalho no teclado. As mais óbvias são o copiar/recortar (ctrl+c, ctrl+x), colar (ctrl+p) e também tocar (barra de espaço) e gravar (r).

A última parte importante de observar é a sessão onde ficam as faixas de áudio (#6) e algumas configurações ao lado de cada uma. Usando essa interface é possível silenciar faixas específicas (Mute), tocar elas sozinhas (Solo) e ajustar o volume e o balanço em faixas estéreo.

Gravando

Para gravar algo, apenas aperte o botão com a bolinha vermelho, ou o atalho ‘r’ e faça algum som no seu microfone.

Cada nova gravação vai sendo colocada em um nova pista e isto é legal para se organizar, mas se você quiser gravar algo na pista em que o cursor está atualmente você pode apertar shift+r ou mesmo segurar shift ao pressionar o botão de gravar.

Importando clipes de áudio

Importar clipes de áudio é tranquilo. ‘File->Import->Audio’ e escolha um arquivo no seu disco. A maioria dos formatos populares (quiçá todos) é suportada, então pode ficar tranquilo. Para uma maior compatibilidade de formatos você pode instalar o FFmpeg.

Cortando e removendo partes do áudio

Arrastando o mouse sobre partes do áudio você pode selecioná-lo. Apertando delete (ou ctrl+k) você pode apagar pedaços. No entanto isto nem sempre é o que você quer pois acaba por mover todo o áudio que vem depois (tente e veja o que estou dizendo). Para apagar pedaços do áudio sem mover todo o resto é possível usar a opção ‘Silence Audio’ que é um botão no menu ou o atalho ctrl+l.

Usando as opções de copiar e colar é possível também mover pedaços de áudio, duplicá-los, e etc… Neste quesito a interface é intuitiva, pelo menos para quem já está acostumado a usar um computador há algum tempo.

Aplicando efeitos

Agora as coisas ficam interessantes mesmo com o menu ‘Effect’. Você pode fazer desde coisas simples como amplificação, equalização, mudança de velocidade e tom, fade in/out, etc… até coisas mais complicadas como compressão dinâmica (usado para normalizar o volume de uma faixa), remoção de ruído ambiente, eco, reverberação e muitos outros que podem ser fornecidos por terceiros. Para ter um exemplo do número de plugins que é possível conseguir gratuitamente dê uma olhada nos que tenho aqui:

Eles são de código livre e foram instalados como pacotes no meu sistema operacional. Os formatos de plugin suportados podem ser vistos aqui e se você quer instalar alguns pode fazer (no Linux) uma busca no seu gerenciador de pacotes por ‘audio plugins’ ou alguns dos formatos citados na página do Audacity, como por exemplo ‘ladspa’.

Dito isto, para aplicar efeitos apenas selecione a pista e a área a qual você deseja que seja afetada, e escolha o efeito no menu. Quando o efeito tiver algo configurável, como por exemplo o volume de um plugin de amplificação, o Audacity vai lhe mostrar uma janela onde pode ser feita essa configuração.

Mixando e salvando

Depois de gravar algumas pistas e aplicar seus efeitos você pode selecionar todas as pistas (usando ctrl+a ou arrastando o mouse) e escolher a opção ‘Tracks->Mix and Render’ para unir todas em uma só pista.

Para salvar um arquivo como resultado você pode usar a opção ‘File->Export’. Caso queira exportar arquivos em formato MP3 dê uma olhada aqui para saber o que é preciso instalar.

Desfazer infinito

O Audacity é super seguro, no sentido de que ele tem a função ‘desfazer’ com passos infinitos. Isso quer dizer que enquanto você tiver espaço no seu disco ele vai te permitir voltar atrás nas mudanças que você fez, como por exemplo: deleção de trechos de áudio, aplicação de efeitos, movimentação de áudio, customização de parâmetros de uma pista. Isto quer dizer que é muito tranquilo ficar gravando e editando com ele por horas.

Vídeo-demonstrações

Eu mesmo pensei em gravar alguns vídeos demonstrando várias funções do Audacity, mas achei este canal legal no Youtube em que o cara já faz isto. Pontos para ele e recomendo!

Na próxima…

Eu irei demonstrar o Guitarix um simulador de amplificador valvulado no Linux. Se preparem para tirar um som esperto de suas guitarras! Além disso para fazer a ponte com este episódio, vamos usar o Audacity para gravar tudo :)

Continuem usando software livre e deixem comentários, sugestões e correções!

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YEAH!!!
… but everyone can rock in Linux!

Aqui vai uma receitinha para os guitarristas que tem alguma distribuição Linux instalada nos seus computadores. Este é um pequeno guia que vai te mostrar como tirar um som maneiro com a guitarra, aplicar efeitos, corrigir imperfeições e gravar o resultado. De quebra você aprende um pouco sobre o ecossistema de aplicações de áudio avançadas do penguim além de ser tudo bem acessível monetariamente.

Você vai precisar de:

  • Uma guitarra (ou violão 🙂
  • Um cabo para ligar a guitarra na entrada de microfone (se chamam cabos P10-P2, o meu foi menos que 10 reais, mas tem pouca qualidade, já estão avisados )
  • Jack Audio Connection Kit, Jack Control, Rakarrack e Audacity

Supondo que os dois primeiros itens ficam por sua conta, vamos ver como fica o último. Eu uso o Ubuntu e vou me basear em como as coisas funcionam por aqui, mas não deve ser muito diferente nas outras distros. Primeiro instalaremos os programas, você pode ir pelo Ubuntu Software Center e achar o nome deles OU digitar isto aqui no terminal.

sudo apt-get install jackd qjackctl rakarrack audacity

O Jack é uma aplicação construída em cima do sistema Alsa para rotear entrada e saída de áudio entre diferentes aplicações. Usando ele nós vamos pegar o som que está entrando pelo microfone (chamado capture) e redirecionar para o Rakarrak, um processador de efeitos de som, uma pedaleira digital.

Jack
Interface Jack Control feita para facilitar a manipulação do Jack

Para começar, abra o Rakarrack, provavelmente ele irá te dizer algo sobre o Jack ainda não estar rodando. Precisamos fazer isso primeiro, então vamos apertar o botão Start na interface do Jack Control . Pronto, agora o Rakarrack deve abrir quando você tentar novamente. O próximo passo é fazer as conexões. Abra o Jack Control e clique em Connect, você verá algo mais ou menos assim:

connect
Interface de conexões do Jack Control

Como pode ser percebido, à esquerda temos “entradas” de som e à direita saídas. Os quadradinhos chamados system são respectivamente o seu microfone e caixas de som. Outros programas compatíveis com o Jack também aparecerão como quadradinhos ali. O que faremos é ligar a entrada de som no Rakarrack e este na saída de som, use o mouse, clique e arraste para conectar, é para ser bem intuitivo.

connect
Conexões já prontas

Depois de pronto vá até o Rakarrack e ligue os efeitos (botão FX On à direita e em cima). Se tudo correr como deveria você tem agora potencial de fazer todo o barulho que desejar! Dê uma olhada nos efeitos já prontos e customize os seus próprios, diversão garantida!

Sobre a interface do Rakarrack

Interface um pouco melhorada
A interface um pouco melhorada, tente você também 😉

Ela é incrivelmente feia e complexa, acho que eles botaram uma cor meio escrota até para emular o feeling das pedaleiras, heh… Recomendo fortemente que você de uma explorada nas configurações e mude para algo mais agradável, com o tempo você consegue deixar tudo tranquilo e acaba até se afeiçoando.

Gravando

Para gravar os resultados vamos usar um programa muito bom, o Audacity. Quando você abre ele normalmente os comandos de gravação estarão usando a entrada padrão de áudio, mas na realidade o que queremos é colocar o Rakarrack no meio disso. Para fazer esta conexão vá no menu Edit -> Preferences, selecione a aba Devices. Lá selecione o Host como o Jack e o Recording Device como Rakarrack. Pronto, agora o botão de gravação irá pegar diretamente o som da guitarra. Ainda antes de gravar você pode gerar uma pista com um metrônomo ( Generate -> Click Track ) para não se perder.

Melhorando o Áudio

Depois de gravarmos alguns riffs, podemos dar uma melhorada no som com alguns efeitos do Audacity, eles estão (se preparem) na aba Effects. É possível, amplificar o som, passar um filtro compressor, equalizar (embora seja mais aconselhavél equalizar no Rakarrack),remover o rúido e muito mais. Noise Removal é bem versátil e poderoso, além de ser uma mão na roda pra quem tem equipamentos de caráter duvidoso. Apenas selecione um trecho de gravação onde é possível só ouvir ruído e marque como Noise Profile, depois selecione todo o trecho afetado pelo ruído e passe o filtro.

Mixando e salvando

Depois de dar os retoques você pode selecionar algumas faixas e mixá-las com Tracks -> Mix and Render . Finalmente use File -> Export para salvar a faixa em algun formato de áudio.

Importante notar que o suporte a exportação de MP3 não vem por padrão, é preciso instalar o pacote lame, mais informações aqui.

No ubuntu tente:

sudo apt-get install lame libmp3lame0

Toquem até seus dedos sangrarem meus amigos!

É isso, divirtam-se!

Qualquer dúvida, problema com a instalação dos programas, adendo ou sugestão é mais que bem vindo nos comentários.

YEAH!

via Linux e o Guitarrista Pobre – Lines o’ Code.