experimental RMS-meter and peak-signal (vs peak-power) query
authorRobin Gareus <robin@gareus.org>
Sun, 7 Jul 2013 00:00:43 +0000 (02:00 +0200)
committerRobin Gareus <robin@gareus.org>
Wed, 10 Jul 2013 13:27:12 +0000 (15:27 +0200)
gtk2_ardour/level_meter.cc
gtk2_ardour/level_meter.h
gtk2_ardour/meter_strip.cc
gtk2_ardour/meter_strip.h
libs/ardour/ardour/meter.h
libs/ardour/ardour/types.h
libs/ardour/enums.cc
libs/ardour/kmeterdsp.cc [new file with mode: 0644]
libs/ardour/kmeterdsp.h [new file with mode: 0644]
libs/ardour/meter.cc
libs/ardour/wscript

index 34d34608c60e868a58ba7efbe38bbd8f0b233b13..cc45e45f70057758eb9c9cce97a9fd5b6a542a5c 100644 (file)
@@ -59,6 +59,7 @@ LevelMeter::LevelMeter (Session* s)
        UI::instance()->theme_changed.connect (sigc::mem_fun(*this, &LevelMeter::on_theme_changed));
        ColorsChanged.connect (sigc::mem_fun (*this, &LevelMeter::color_handler));
        max_peak = minus_infinity();
+       meter_type = MeterPeak;
 }
 
 void
@@ -100,7 +101,7 @@ LevelMeter::update_meters ()
 
        for (n = 0, i = meters.begin(); i != meters.end(); ++i, ++n) {
                if ((*i).packed) {
-                       mpeak = _meter->max_peak_power(n);
+                       mpeak = _meter->meter_level(n, MeterMaxPeak);
                        if (mpeak > (*i).max_peak) {
                                (*i).max_peak = mpeak;
                                (*i).meter->set_highlight(mpeak > Config->get_meter_peak());
@@ -109,7 +110,7 @@ LevelMeter::update_meters ()
                                max_peak = mpeak;
                        }
 
-                       peak = _meter->peak_power (n);
+                       peak = _meter->meter_level (n, meter_type);
                        if (n < nmidi) {
                                (*i).meter->set (peak);
                        } else {
@@ -280,6 +281,13 @@ LevelMeter::setup_meters (int len, int initial_width, int thin_width)
        color_changed = false;
 }
 
+void
+LevelMeter::set_type(MeterType t)
+{
+       meter_type = t;
+       _meter->set_type(t);
+}
+
 bool
 LevelMeter::meter_button_press (GdkEventButton* ev)
 {
index 0792872755a2492b4caf22108d5437dff279f2ad..0fa838842805335979b80b2f656653c49e374bae 100644 (file)
@@ -67,6 +67,9 @@ class LevelMeter : public Gtk::HBox, public ARDOUR::SessionHandlePtr
        void hide_meters ();
        void setup_meters (int len=0, int width=3, int thin=2);
 
+       void set_type (ARDOUR::MeterType);
+       ARDOUR::MeterType get_type () { return meter_type; }
+
        /** Emitted in the GUI thread when a button is pressed over the meter */
        PBD::Signal1<bool, GdkEventButton *> ButtonPress;
 
@@ -96,6 +99,7 @@ class LevelMeter : public Gtk::HBox, public ARDOUR::SessionHandlePtr
        guint16                thin_meter_width;
        std::vector<MeterInfo> meters;
        float                  max_peak;
+       ARDOUR::MeterType      meter_type;
 
        PBD::ScopedConnection _configuration_connection;
        PBD::ScopedConnection _parameter_connection;
index a2872063d40bc7fb010e2b2b0568055924913e13..1b4938694d0d7b855ce210e1d9b325af3e247e91 100644 (file)
@@ -112,6 +112,7 @@ MeterStrip::MeterStrip (Session* sess, boost::shared_ptr<ARDOUR::Route> rt)
        level_meter->set_meter (_route->shared_peak_meter().get());
        level_meter->clear_meters();
        level_meter->setup_meters (220, meter_width, 6);
+       level_meter->ButtonPress.connect_same_thread (level_meter_connection, boost::bind (&MeterStrip::level_meter_button_press, this, _1));
 
        meter_align.set(0.5, 0.5, 0.0, 1.0);
        meter_align.add(*level_meter);
@@ -426,3 +427,47 @@ MeterStrip::parameter_changed (std::string const & p)
                max_peak = -INFINITY;
        }
 }
+
+
+bool
+MeterStrip::level_meter_button_press (GdkEventButton* ev)
+{
+       if (ev->button == 3) {
+               popup_level_meter_menu (ev);
+               return true;
+       }
+
+       return false;
+}
+
+void
+MeterStrip::popup_level_meter_menu (GdkEventButton* ev)
+{
+       using namespace Gtk::Menu_Helpers;
+
+       Gtk::Menu* m = manage (new Menu);
+       MenuList& items = m->items ();
+
+       RadioMenuItem::Group group;
+
+       add_level_meter_item (items, group, _("Peak"), MeterPeak);
+       add_level_meter_item (items, group, _("RMS"), MeterKrms);
+
+       m->popup (ev->button, ev->time);
+}
+
+void
+MeterStrip::add_level_meter_item (Menu_Helpers::MenuList& items, RadioMenuItem::Group& group, string const & name, MeterType type)
+{
+       using namespace Menu_Helpers;
+
+       items.push_back (RadioMenuElem (group, name, sigc::bind (sigc::mem_fun (*this, &MeterStrip::set_meter_point), type)));
+       RadioMenuItem* i = dynamic_cast<RadioMenuItem *> (&items.back ());
+       i->set_active (level_meter->get_type() == type);
+}
+
+void
+MeterStrip::set_meter_point (MeterType m)
+{
+       level_meter->set_type (m);
+}
index 4589742916f4ca2ce41445d6a90e2467cd7f56fe..7bbed6370a0cbb44d0e7322b6fb9b2812170fdae 100644 (file)
@@ -66,6 +66,7 @@ class MeterStrip : public Gtk::VBox, public RouteUI
   protected:
        boost::shared_ptr<ARDOUR::Route> _route;
        PBD::ScopedConnectionList route_connections;
+       PBD::ScopedConnectionList level_meter_connection;
        void self_delete ();
 
        gint meter_metrics_expose (GdkEventExpose *);
@@ -114,6 +115,11 @@ class MeterStrip : public Gtk::VBox, public RouteUI
 
        void parameter_changed (std::string const & p);
        void redraw_metrics ();
+
+       bool level_meter_button_press (GdkEventButton* ev);
+       void popup_level_meter_menu (GdkEventButton* ev);
+       void add_level_meter_item (Gtk::Menu_Helpers::MenuList& items, Gtk::RadioMenuItem::Group& group, std::string const & name, ARDOUR::MeterType mode);
+       void set_meter_point (ARDOUR::MeterType mode);
 };
 
 #endif /* __ardour_mixer_strip__ */
index eea240f82145e138802960ec9f220ab3e9a832e0..001178a226eee51e0cf6247a391429e9dd6afce4 100644 (file)
@@ -23,6 +23,7 @@
 #include "ardour/types.h"
 #include "ardour/processor.h"
 #include "pbd/fastlog.h"
+#include "kmeterdsp.h"
 
 namespace ARDOUR {
 
@@ -45,6 +46,7 @@ class Metering {
 class PeakMeter : public Processor {
 public:
         PeakMeter(Session& s, const std::string& name);
+        ~PeakMeter();
 
        void meter();
        void reset ();
@@ -88,6 +90,11 @@ public:
                }
        }
 
+       float meter_level (uint32_t n, MeterType type);
+
+       void set_type(MeterType t);
+       MeterType get_type() { return _meter_type; }
+
        XMLNode& state (bool full);
 
 private:
@@ -99,11 +106,14 @@ private:
         */
        ChanCount current_meters;
 
-       std::vector<float> _peak_power;
+       std::vector<float> _peak_signal;
        std::vector<float> _visible_peak_power;
+       std::vector<float> _max_peak_signal;
        std::vector<float> _max_peak_power;
-};
+       std::vector<Kmeterdsp *> _kmeter;
 
+       MeterType _meter_type;
+};
 
 } // namespace ARDOUR
 
index 01f8e87c7424ca9e2e9c36efa535ede69086d12d..05d6d0b27d47563ca2950c5785f3afec74eda217 100644 (file)
@@ -177,6 +177,13 @@ namespace ARDOUR {
                MeterCustom
        };
 
+       enum MeterType {
+               MeterMaxSignal = 0x01,
+               MeterMaxPeak   = 0x02,
+               MeterPeak      = 0x04,
+               MeterKrms      = 0x08
+       };
+
        enum TrackMode {
                Normal,
                NonLayered,
index 0509d4a2c83978be01ccec3dca2deda0eba0f835..495ff0b4c350d5e1e953bc17b04f53513edce7e2 100644 (file)
@@ -55,6 +55,7 @@ setup_enum_writer ()
        AlignStyle _AlignStyle;
        AlignChoice _AlignChoice;
        MeterPoint _MeterPoint;
+       MeterType _MeterType;
        TrackMode _TrackMode;
        NoteMode _NoteMode;
        ChannelMode _ChannelMode;
@@ -172,6 +173,12 @@ setup_enum_writer ()
        REGISTER_ENUM (MeterCustom);
        REGISTER (_MeterPoint);
 
+       REGISTER_ENUM (MeterMaxSignal);
+       REGISTER_ENUM (MeterMaxPeak);
+       REGISTER_ENUM (MeterPeak);
+       REGISTER_ENUM (MeterKrms);
+       REGISTER (_MeterType);
+
        REGISTER_ENUM (Normal);
        REGISTER_ENUM (NonLayered);
        REGISTER_ENUM (Destructive);
diff --git a/libs/ardour/kmeterdsp.cc b/libs/ardour/kmeterdsp.cc
new file mode 100644 (file)
index 0000000..77d1a87
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,116 @@
+/*
+    Copyright (C) 2008-2011 Fons Adriaensen <fons@linuxaudio.org>
+               Adopted for Ardour 2013 by Robin Gareus <robin@gareus.org>
+
+    This program is free software; you can redistribute it and/or modify
+    it under the terms of the GNU General Public License as published by
+    the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
+    (at your option) any later version.
+
+    This program is distributed in the hope that it will be useful,
+    but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
+    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
+    GNU General Public License for more details.
+
+    You should have received a copy of the GNU General Public License
+    along with this program; if not, write to the Free Software
+    Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
+*/
+
+
+#include <math.h>
+#include "kmeterdsp.h"
+
+float  Kmeterdsp::_omega;
+
+Kmeterdsp::Kmeterdsp (void) :
+    _z1 (0),
+    _z2 (0),
+    _rms (0),
+    _flag (false)
+{
+}
+
+
+Kmeterdsp::~Kmeterdsp (void)
+{
+}
+
+
+void Kmeterdsp::process (float *p, int n)
+{
+    // Called by JACK's process callback.
+    //
+    // p : pointer to sample buffer
+    // n : number of samples to process
+
+    float  s, t, z1, z2;
+
+    if (_flag) // Display thread has read the rms value.
+    {
+       _rms  = 0;
+       _flag = false;
+    }
+
+    // Get filter state.
+    z1 = _z1;
+    z2 = _z2;
+
+    // Process n samples. Find digital peak value for this
+    // period and perform filtering. The second filter is
+    // evaluated only every 4th sample - this is just an
+    // optimisation.
+    t = 0;
+    n /= 4;  // Loop is unrolled by 4.
+    while (n--)
+    {
+       s = *p++;
+       s *= s;
+       if (t < s) t = s;             // Update digital peak.
+       z1 += _omega * (s - z1);      // Update first filter.
+       s = *p++;
+       s *= s;
+       if (t < s) t = s;             // Update digital peak.
+       z1 += _omega * (s - z1);      // Update first filter.
+       s = *p++;
+       s *= s;
+       if (t < s) t = s;             // Update digital peak.
+       z1 += _omega * (s - z1);      // Update first filter.
+       s = *p++;
+       s *= s;
+       if (t < s) t = s;             // Update digital peak.
+       z1 += _omega * (s - z1);      // Update first filter.
+        z2 += 4 * _omega * (z1 - z2); // Update second filter.
+    }
+    t = sqrtf (t);
+
+    // Save filter state. The added constants avoid denormals.
+    _z1 = z1 + 1e-20f;
+    _z2 = z2 + 1e-20f;
+
+    // Adjust RMS value and update maximum since last read().
+    s = sqrtf (2 * z2);
+    if (s > _rms) _rms = s;
+}
+
+
+/* Returns highest _rms value since last call */
+float Kmeterdsp::read ()
+{
+    float rv= _rms;
+    _flag = true; // Resets _rms in next process().
+    return rv;
+}
+
+void Kmeterdsp::init (int fsamp)
+{
+    _omega = 9.72f / fsamp; // ballistic filter coefficient
+}
+
+void Kmeterdsp::reset ()
+{
+    _z1 = _z2 = _rms = 0.0;
+    _flag=false;
+}
+
+/* vi:set ts=8 sts=8 sw=8: */
diff --git a/libs/ardour/kmeterdsp.h b/libs/ardour/kmeterdsp.h
new file mode 100644 (file)
index 0000000..9c2309e
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,45 @@
+/*
+    Copyright (C) 2008-2011 Fons Adriaensen <fons@linuxaudio.org>
+               Adopted for Ardour 2013 by Robin Gareus <robin@gareus.org>
+
+    This program is free software; you can redistribute it and/or modify
+    it under the terms of the GNU General Public License as published by
+    the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
+    (at your option) any later version.
+
+    This program is distributed in the hope that it will be useful,
+    but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
+    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
+    GNU General Public License for more details.
+
+    You should have received a copy of the GNU General Public License
+    along with this program; if not, write to the Free Software
+    Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
+*/
+
+#ifndef __KMETERDSP_H
+#define        __KMETERDSP_H
+
+class Kmeterdsp
+{
+public:
+
+    Kmeterdsp (void);
+    ~Kmeterdsp (void);
+
+    void process (float *p, int n);
+    float read ();
+    static void init (int fsamp);
+    void reset ();
+
+private:
+
+    float          _z1;          // filter state
+    float          _z2;          // filter state
+    float          _rms;         // max rms value since last read()
+    bool           _flag;        // flag set by read(), resets _rms
+
+    static float   _omega;       // ballistics filter constant.
+};
+
+#endif
index 80257f37b5d1e5dac468a05016bcd15c328c947c..ccb3ff32d035e376f081044d0b230e212a83d144 100644 (file)
@@ -26,6 +26,7 @@
 #include "ardour/dB.h"
 #include "ardour/meter.h"
 #include "ardour/midi_buffer.h"
+#include "ardour/session.h"
 #include "ardour/rc_configuration.h"
 #include "ardour/runtime_functions.h"
 
@@ -36,8 +37,17 @@ using namespace ARDOUR;
 PBD::Signal0<void> Metering::Meter;
 
 PeakMeter::PeakMeter (Session& s, const std::string& name)
-    : Processor (s, string_compose ("meter-%1", name)) 
+    : Processor (s, string_compose ("meter-%1", name))
 {
+       Kmeterdsp::init(s.nominal_frame_rate());
+}
+
+PeakMeter::~PeakMeter ()
+{
+       while (_kmeter.size() > 0) {
+               delete (_kmeter.back());
+               _kmeter.pop_back();
+       }
 }
 
 
@@ -79,17 +89,20 @@ PeakMeter::run (BufferSet& bufs, framepos_t /*start_frame*/, framepos_t /*end_fr
                                }
                        }
                }
-               _peak_power[n] = max (val, _peak_power[n]);
+               _peak_signal[n] = max (val, _peak_signal[n]);
        }
 
        // Meter audio in to the rest of the peaks
        for (uint32_t i = 0; i < n_audio; ++i, ++n) {
-               _peak_power[n] = compute_peak (bufs.get_audio(i).data(), nframes, _peak_power[n]);
+               _peak_signal[n] = compute_peak (bufs.get_audio(i).data(), nframes, _peak_signal[n]);
+               if (_meter_type & MeterKrms) {
+                       _kmeter[i]->process(bufs.get_audio(i).data(), nframes);
+               }
        }
 
        // Zero any excess peaks
-       for (uint32_t i = n; i < _peak_power.size(); ++i) {
-               _peak_power[i] = 0.0f;
+       for (uint32_t i = n; i < _peak_signal.size(); ++i) {
+               _peak_signal[i] = 0.0f;
        }
 
        _active = _pending_active;
@@ -98,8 +111,8 @@ PeakMeter::run (BufferSet& bufs, framepos_t /*start_frame*/, framepos_t /*end_fr
 void
 PeakMeter::reset ()
 {
-       for (size_t i = 0; i < _peak_power.size(); ++i) {
-               _peak_power[i] = 0.0f;
+       for (size_t i = 0; i < _peak_signal.size(); ++i) {
+               _peak_signal[i] = 0.0f;
        }
 }
 
@@ -108,6 +121,7 @@ PeakMeter::reset_max ()
 {
        for (size_t i = 0; i < _max_peak_power.size(); ++i) {
                _max_peak_power[i] = -INFINITY;
+               _max_peak_signal[i] = 0;
        }
 }
 
@@ -137,8 +151,9 @@ PeakMeter::reflect_inputs (const ChanCount& in)
 {
        current_meters = in;
 
-       const size_t limit = min (_peak_power.size(), (size_t) current_meters.n_total ());
-       const size_t n_midi  = min (_peak_power.size(), (size_t) current_meters.n_midi());
+       const size_t limit = min (_peak_signal.size(), (size_t) current_meters.n_total ());
+       const size_t n_midi  = min (_peak_signal.size(), (size_t) current_meters.n_midi());
+       const size_t n_audio = current_meters.n_audio();
 
        for (size_t n = 0; n < limit; ++n) {
                if (n < n_midi) {
@@ -147,6 +162,11 @@ PeakMeter::reflect_inputs (const ChanCount& in)
                        _visible_peak_power[n] = -INFINITY;
                }
        }
+
+       for (size_t n = 0; n < n_audio; ++n) {
+               _kmeter[n]->reset();
+       }
+
        reset_max();
 
        ConfigurationChanged (in, in); /* EMIT SIGNAL */
@@ -156,22 +176,36 @@ void
 PeakMeter::reset_max_channels (const ChanCount& chn)
 {
        uint32_t const limit = chn.n_total();
+       const size_t n_audio = chn.n_audio();
 
-       while (_peak_power.size() > limit) {
-               _peak_power.pop_back();
+       while (_peak_signal.size() > limit) {
+               _peak_signal.pop_back();
                _visible_peak_power.pop_back();
+               _max_peak_signal.pop_back();
                _max_peak_power.pop_back();
        }
 
-       while (_peak_power.size() < limit) {
-               _peak_power.push_back(0);
+       while (_peak_signal.size() < limit) {
+               _peak_signal.push_back(0);
                _visible_peak_power.push_back(minus_infinity());
+               _max_peak_signal.push_back(0);
                _max_peak_power.push_back(minus_infinity());
        }
 
-       assert(_peak_power.size() == limit);
+       assert(_peak_signal.size() == limit);
        assert(_visible_peak_power.size() == limit);
+       assert(_max_peak_signal.size() == limit);
        assert(_max_peak_power.size() == limit);
+
+       /* alloc/free other audio-only meter types. */
+       while (_kmeter.size() > n_audio) {
+               delete (_kmeter.back());
+               _kmeter.pop_back();
+       }
+       while (_kmeter.size() < n_audio) {
+               _kmeter.push_back(new Kmeterdsp());
+       }
+       assert(_kmeter.size() == n_audio);
 }
 
 /** To be driven by the Meter signal from IO.
@@ -186,21 +220,23 @@ PeakMeter::meter ()
                return;
        }
 
-       assert(_visible_peak_power.size() == _peak_power.size());
+       assert(_visible_peak_power.size() == _peak_signal.size());
 
-       const size_t limit = min (_peak_power.size(), (size_t) current_meters.n_total ());
-       const size_t n_midi  = min (_peak_power.size(), (size_t) current_meters.n_midi());
+       const size_t limit = min (_peak_signal.size(), (size_t) current_meters.n_total ());
+       const size_t n_midi  = min (_peak_signal.size(), (size_t) current_meters.n_midi());
 
        for (size_t n = 0; n < limit; ++n) {
 
                /* grab peak since last read */
 
-               float new_peak = _peak_power[n]; /* XXX we should use atomic exchange from here ... */
-               _peak_power[n] = 0;              /* ... to here */
+               float new_peak = _peak_signal[n]; /* XXX we should use atomic exchange from here ... */
+               _peak_signal[n] = 0;              /* ... to here */
 
                if (n < n_midi) {
-                       _max_peak_power[n] = -INFINITY; // std::max (fast_coefficient_to_dB(new_peak), _max_peak_power[n]); // XXX
+                       _max_peak_power[n] = -INFINITY; // std::max (new_peak, _max_peak_power[n]); // XXX
+                       _max_peak_signal[n] = 0;
                        if (Config->get_meter_falloff() == 0.0f || new_peak > _visible_peak_power[n]) {
+                               ;
                        } else {
                                /* empirical WRT to falloff times , 0.01f ^= 100 Hz update rate */
 #if 1
@@ -218,6 +254,8 @@ PeakMeter::meter ()
 
                /* compute new visible value using falloff */
 
+               _max_peak_signal[n] = std::max(new_peak, _max_peak_signal[n]);
+
                if (new_peak > 0.0) {
                        new_peak = fast_coefficient_to_dB (new_peak);
                } else {
@@ -238,6 +276,43 @@ PeakMeter::meter ()
        }
 }
 
+float
+PeakMeter::meter_level(uint32_t n, MeterType type) {
+       switch (type) {
+               case MeterKrms:
+                       {
+                               const uint32_t n_midi  = current_meters.n_midi();
+                               if ((n - n_midi) < _kmeter.size()) {
+                                       return fast_coefficient_to_dB(_kmeter[n]->read());
+                               }
+                               return minus_infinity();
+                       }
+               case MeterPeak:
+                       return peak_power(n);
+               case MeterMaxSignal:
+                       if (n < _max_peak_signal.size()) {
+                               return _max_peak_signal[n];
+                       } else {
+                               return minus_infinity();
+                       }
+               default:
+               case MeterMaxPeak:
+                       return max_peak_power(n);
+       }
+}
+void
+PeakMeter::set_type(MeterType t)
+{
+       _meter_type = t;
+
+       if (t & MeterKrms) {
+               const size_t n_audio = current_meters.n_audio();
+               for (size_t n = 0; n < n_audio; ++n) {
+                       _kmeter[n]->reset();
+               }
+       }
+}
+
 XMLNode&
 PeakMeter::state (bool full_state)
 {
index 5bb924397a9c0dd20ea8e084f9fa1b56ad9b28cc..78bf01c0629d2b89709df8d7659c4ed897b02388 100644 (file)
@@ -99,6 +99,7 @@ libardour_sources = [
         'io.cc',
         'io_processor.cc',
         'jack_slave.cc',
+        'kmeterdsp.cc',
         'ladspa_plugin.cc',
         'location.cc',
         'location_importer.cc',