鼓机 · 原理与代码
16 步音序器:合成底鼓、军鼓、拍手、踩镲,支持摇摆节奏。
运行逻辑
访问 `/audio/drum` 时,DemoHost 按 registry 的 `mod: 'kit-audio'` 懒加载 `demos/kits/kit-audio.js`,调用 `mount(host, { variant: 'drum' })`。 mount 把 variant 解析为家族 `drum`,`withControls` 生成控件面板(6 个预设 + 参数滑块)。 `createCanvasStage` 创建 `<canvas>`(HiDPI 上限 2×、ResizeObserver 自适应)和右侧信息面板。 家族的 `build(S)` 初始化本 demo 的状态并返回每帧回调。 每个 `requestAnimationFrame`:读取控件值,按速度缩放模拟时钟(dt 上限 50 ms),执行帧回调绘制;返回的读数写入信息面板。 指针按下/拖动/移动时更新交互状态(拖拽手柄、悬停读数);未触碰且开启「自动演示」时指针沿 Lissajous 路径自动移动。 右上角「声音」总开关打开时,经共享 AudioContext 实时发声;关闭时静音。 改变参数:颜色/速度/大小等即时生效,需要重建的参数触发重新挂载;离开页面时取消 rAF、移除监听并释放资源。
运行环境
Canvas 2D: 2D 画布绘图; requestAnimationFrame: 与屏幕刷新同步的动画循环; ResizeObserver: 画布随容器尺寸自适应; Pointer Events: 鼠标/触摸/触控笔统一事件; devicePixelRatio: HiDPI 清晰渲染(上限 2×) · react 18.3.1, react-router-dom 6.30.6, vite 5.4.21
引入的组件与依赖
react 18.3.1
引入的组件函数
withControls — 把演示包进统一控制面板(预设按钮、参数滑块、重置),参数变化时热更新或重挂载; paramsFromSpec — 把 spec(颜色/速度/大小/数量/额外参数)转换成控制面板参数定义; createCanvasStage — 共享 Canvas 2D 舞台:画布 + 信息面板、HiDPI、单一 rAF 循环、指针状态、自动演示指针; hueOf — 取颜色的色相(0–360°); clamp — 把数值限制在区间内; TAU — 常量 2π; fmt — 数字格式化(固定小数位); F — 公式块 HTML; S.get — 读取当前控件参数; S.onDown — 指针按下; S.clear — 用背景色清屏(可半透明做拖尾); S.onFrame — 注册每帧回调,返回值进入信息面板读数; ctx.fill() — 填充当前路径; ctx.stroke() — 描边当前路径; ctx.beginPath() — 开始一条新路径; ctx.moveTo() — 移动画笔起点(不画线); ctx.lineTo() — 直线连到指定点; ctx.closePath() — 闭合当前子路径; ctx.arcTo() — 用切线画圆角弧; ctx.fillText() — 绘制填充文字; ctx.measureText() — 测量文字宽度; ctx.createRadialGradient() — 创建径向渐变; ctx.fillRect() — 填充矩形; AudioContext.createBiquadFilter() — 创建二阶滤波器(低通/带通/高通)
本 demo 代码
frontend/src/demos/kits/kit-audio.js: FAM.drum (L810-L858)
代码解释
L811-811: 画布鼠标指针样式。 L812-812: 控件定义(颜色/速度/大小/数量/额外参数):鼓垫颜色、垫子圆角、步数、BPM(每分钟拍数)、摇摆 swing、重音标记。 L813-813: 预设按钮:名称 → 参数覆盖值(6 个:默认、快、慢、八步、摇摆、圆垫)。 L814-822: 信息面板内容:实时读数行 rows(v)、公式、说明、参数、步骤。 L823-857: 初始化函数:建立状态并返回每帧回调:注册指针事件 `S.onDown`;用 Canvas 2D 的 `fill`, `stroke`, `beginPath`, `moveTo`, `lineTo`, `closePath` 绘制;通过 `A.voices` 发声/取样;数学计算用到 `Math.min`, `Math.round`, `Math.floor`, `Math.exp`;返回读数 `fs`, `ml`, `mt`, `cw`, `ch`, `gw`, `gh` … 给信息面板。
原理
一拍时长 = 60 / BPM 秒;一步 = 1/4 拍(十六分音符) 第 k 步的时刻 = k × 一步时长(奇数步再推迟 swing × 一步) 鼓声音全部是合成的:底鼓 = 下滑的正弦,军鼓 = 噪声 + 190 Hz 音,踩镲 = 高频噪声 鼓机 把一小节分成 16 个小格(每格一个"十六分音符"),每一行是一种鼓,亮着的格子就会在播放头经过时敲一下。电子音乐、嘻哈的节奏几乎都是这样排出来的。 点击格子可以打开/关闭。BPM 决定快慢:BPM 120 时一拍 0.5 秒,一格 0.125 秒。 Swing (摇摆)会把每个偶数后面的格子稍微推迟,节奏马上变得"晃"起来,爵士和 Lo-fi 常用。点右上角「声音」能听到。