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JUCEAdvent Calendar 2017

Day 11
@COx2(Tatsuya Shiozawa)

続、Lightpad Blockで電光掲示板を作った話

Last updated at Posted at 2017-12-10

本記事は JUCE Advent Calendar 2017 の12月11日向けに投稿した記事です。

前日の記事にて、Lightpad Blockで電光掲示板を作った話について紹介しました。
本日はそれの続きとして、Lightpad BlockとJUCEライブラリと連携することで、Lightpad Blockで実行するプログラム(Littlefoot言語)を動的に変更した事例についても紹介します。

作ったもの

ROLI Blocksについて

英国ROLI社が開発・販売しているBlocksシリーズは、プログラマブルな楽器インターフェースです。
製品サイト: https://www.mi7.co.jp/products/roli/blocks/

  • 5Dタッチセンシティブ・コントロール・サーフェス
  • 15 x 15 LEDマトリクス
  • 94 mm x 94 mm x 20 mm / 250g
  • DNAコネクター8基搭載
  • 充電式バッテリー内蔵
  • USB-C端子（MIDI出力/電源供給）
  • USBおよびBluetoothによるMIDI互換（DAWでも使用可能）

IMAGE ALT TEXT HERE

1. 新規プロジェクト作成

本記事では、Projucerの"GUI Application"テンプレートから新規プロジェクトを作成します。

スクリーンショット 2017-11-19 16.23.27.jpg

2. juce::Blocksモジュールを追加する

Blocksと連携するAPIを利用するには、juce::Blocksモジュールを追加する必要があります。
Projucerのプロジェクト設定画面において、[Modules]の設定ボタン（歯車のアイコン）をクリックし、
[Add a module] → [Global JUCE modules path] → [juce_blocks_basics] をクリックしてモジュールを追加します。

スクリーンショット 2017-11-19 16.24.55.png

3. GUIを作成する

ProjucerのGUIエディタを利用してGUIを定義するクラスを作成しました。
GUIエディタの使い方については、こちらの記事をご参考ください。
今回は以下のコンポーネントを配置しました。

  • 文字列を入力するテキストエディタ―コンポーネント
  • BlocksにLittlefootプログラムを送信するトリガーボタン
  • Bluetooth接続ダイアログを表示するボタン(iOS/Android用)
  • Blocksのステータスを表示するラベル
スクリーンショット 2017-11-19 18.30.56.png

アプリケーションで表示した場合

スクリーンショット 2017-11-19 23.00.47.png

4. Blocksと接続するクラスを継承する

TopologySource::Listenerクラスを継承することでBlocksからのコールバックを受け取ることが出来ます。
今回はGUIコンポーネントのクラスにTopologySource::Listenerクラスを継承しました。
内部変数としてBlocksの接続状態を監視するPhysicalTopologySourceクラスのインスタンスを追加します。

"SignBoardManager.h"

class SignBoardManager  : public Component,
                          public TopologySource::Listener,
                          public Button::Listener
{
public:
    //==============================================================================
    SignBoardManager ();
    ~SignBoardManager();

    //==============================================================================
    //[UserMethods]     -- You can add your own custom methods in this section.
    void topologyChanged() override;    // TopologySource::Listenerクラスに定義されたインターフェース
                                        // Blocksの接続状態が変更されたことをトリガーとしてコールバック関数として実行される

    void setSignBoardToBlocks(String text);
    void setSignBoardProgram(Block& block, String text);
    void detachActiveBlock();
    //[/UserMethods]

~~中略~~

private:
    //[UserVariables]   -- You can add your own custom variables in this section.
    PhysicalTopologySource topologySource;    // Blocksの接続状態を監視するインスタンス
    Block::Ptr activeBlock;                   // 現在接続状態にあるBlocksへのポインタ
    //[/UserVariables]
~~中略~~

}

また、実装コードでは以下のようにtopologySource変数からコールバックを受け取れるよう、"addListener"関数からリスナーを登録します。

"SignBoardManager.cpp"

SignBoardManager::SignBoardManager ()
{
    //[Constructor_pre] You can add your own custom stuff here..
    topologySource.addListener (this);       // PhysicalTopologySourceクラスからコールバックを受けるようにリスナーを登録
    //[/Constructor_pre]
~~中略~~
}

5. BlocksにLittlefootプログラムを送信する処理

先ず、Blocksとの接続が確立したことをトリガーとしてデフォルトのプログラムを送る処理を実装します。
Blocksとの接続が確立したら、Block::setProgram(Program* newProgram)を実行することで、BlocksにLittlefootプログラムを送信します。

"SignBoardManager.cpp"

// Blocksとの接続状態に変化が生じた場合に実行されるコールバック関数
void SignBoardManager::topologyChanged()
{
    // すでに接続があった場合にはactiveBlockにnullを代入して、接続解除したものとみなす
    if (activeBlock != nullptr)
        detachActiveBlock();

    auto blocks = topologySource.getCurrentTopology().blocks;
    for (auto b : blocks)
    {
        if (b->getType() == Block::Type::lightPadBlock)
        {
            activeBlock = b;

            // 接続が確立された際にデフォルトのプログラムを送信
            setSignBoardProgram (*activeBlock, "Hello Blocks");

            // Statusラベルに接続したBlocksの状態を表示する
            label->setText("Status: "
                           + activeBlock->getDeviceDescription()
                           + (String)activeBlock->getBatteryLevel(),
                           dontSendNotification);
            break;
        }
    }
}


void SignBoardManager::detachActiveBlock()
{
    activeBlock = nullptr;
}

void SignBoardManager::setSignBoardToBlocks(String text)
{
    if(activeBlock == nullptr)
        return;

    setSignBoardProgram(*activeBlock, text);
}

void SignBoardManager::setSignBoardProgram(Block& block, String text)
{
    // 接続されたBlocksに新しいプログラムを送信する
    block.setProgram(new SignBoardProgram(block, text));
}

6. Blocksに送信するプログラムを定義する

Block::Programクラスを継承したクラスは、Blocksにプログラムを送信する関数"Block::setProgram(Program* newProgram)"の引数として渡すことができるようになります。
今回はBlock::Programクラスを継承する"SignBoardProgram"クラスを定義し、"Program::getLittleFootProgram()"関数をオーバーライドしてLittlefootプログラムを返す処理を実装します。

ちなみに、R"littlefoot(~~~)littlefoot"で囲まれたブロックは、C++11から導入された生文字列リテラルです。参考情報

"SignBoardProgram.h"

class SignBoardProgram : public Block::Program
{
public:
    SignBoardProgram (Block& b, String t) : Program (b), sendingtext(t){}
    
    String getLittleFootProgram() override
    {
        sendingtext = sendingtext.toUpperCase();
    
        return  // Littlefootプログラム本体（juce::String型の文字列）
        R"littlefoot(
        
        #heapsize: 256
        
        //==============================================================================
        int newTouchColor;
        int touchColor0;

        ~~中略~~
        
        void repaint()
        {
            clearDisplay();
            
            drawPressureMap();
            fadePressureMap();
            
            updateBar();
            
            if(moveSwitch)
            {
                basePostionX = updateBasePosition(basePostionX);
            }

　          showCharactor(0x4a, touchColor0, basePostionX+0, basePostionY+0); //J
            showCharactor(0x55, touchColor1, basePostionX+5, basePostionY+0); //U
　          showCharactor(0x43, touchColor2, basePostionX+10,basePostionY+0); //C
　          showCharactor(0x45, touchColor3, basePostionX+15,basePostionY+0); //E

　          showCharactor(0x4a, touchColor0, basePostionX+25,basePostionY+0); //J
　          showCharactor(0x41, touchColor4, basePostionX+30,basePostionY+0); //A
　          showCharactor(0x50, touchColor1, basePostionX+35,basePostionY+0); //P
　          showCharactor(0x41, touchColor4, basePostionX+40,basePostionY+0); //A
            showCharactor(0x4e, touchColor2, basePostionX+45,basePostionY+0); //N
        }

        ~~中略~~
        
        )littlefoot"
            ) //String
        );
    }
    ~~中略~~
}

7. Littlefootプログラムを動的に変更する方法

"SignBoardProgram"クラスの関数"getLittleFootProgram()"は返りの型がString型であることからも解るように、Littlefoot言語のプログラムはString型の文字列そのものです。
ですので、文字列を変更してしまえば、Littlefootプログラムを動的に変更することが出来ます。
"juce::String"型は operator+ によって二つの文字列を接続することが出来ますので、動的に変更したい箇所の前後をString型で切り離し、変更後のString文字列を operator+ で接続しました。

"SignBoardProgram.h"

String getLittleFootProgram() override
    {
        sendingtext = sendingtext.toUpperCase();
        
        return String(
        String(
        R"littlefoot(
        
        #heapsize: 256
        
        //==============================================================================
        int newTouchColor;
        ~~中略~~
            
            if(moveSwitch)
            {
                basePostionX = updateBasePosition(basePostionX);
            }
            
            )littlefoot"
            )
           
            + generateCharacterInstruction(sendingtext)  //動的に変更する箇所. juce::String型の文字列として挿入する

            + String(
            R"littlefoot(
        }
        
        void initialise()
        {

        ~~中略~~
        
        )littlefoot"
            ) //String
        );

    }

    ~~中略~~

private:
   String generateCharacterInstruction(String text){
       String result = "";
       for(int i=0; i<text.length(); i++){
           result +=
           String("showCharactor("
                  + (String)getASCII(sendingtext.getCharPointer()[i])
                  + ", touchColor" + (String)(i%5)
                  + ", basePostionX + " + (String)(i*5)
                  + ", basePostionY + 0);"
                  );
       }
       return result;
   }

   int getASCII(char ch){
        if     (ch == 'A')
            return 0x41;

         ~~中略~~

   }

参考情報

juce::Blocks API 公式ドキュメント
BLOCKS SDK 公式ドキュメント

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