# 기타 조율기(C)

GTK+와 지스트리머를 간단한 그놈용 기타 조율기 프로그램을 만들어보겠습니다. 인터페이스 디자이너 사용법을 나타냅니다.
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# 기타 조율기

      이 지침서에서, 기타 조율에 사용할 수 있는 음색을 재생하는 프로그램을 만들겠습니다. 다음 내용을 배워나갑니다:

        안주타에서 기본 프로젝트 설정
        안주타 사용자 인터페이스 디자이너에서 간단한 GUI 만들기
        지스트리머를 사용하여 소리 재생하기

      이 지침을 따라갈 수 있으려면 다음이 필요합니다:

        안주타 IDE 설치 사본
        C 프로그래밍 언어 기본 지식

# 안주타에서 프로젝트 만들기

코딩을 시작하기 전에 안주타에서 새 프로젝트를 설정해야합니다. 이 프로그램은 빌드에 필요한 모든 파일을 만들고 그 다음 코드를 실행합니다. 또한 이 모든 상태를 유지 관리하는데 쓸만합니다.

안주타를 시작하고 파일새로 만들기프로젝트 를 눌러 프로젝트 마법사를 여십시오.

C 탭에서 GTK+ (단순)를 선택하고, 계속을 누른 다음, 나타난 페이지에서 몇가지 자세한 내용을 입력하십시오. 프로젝트 이름과 디렉터리에 guitar-tuner를 입력하십시오.

외부 패키지 설정을 켬으로 설정했는지 확인하십시오. 다음 페이지의 목록에서 gstreamer-0.10를 선택하여 프로젝트에 지스트리머 라이브러리를 넣으십시오.

적용을 누르면 프로젝트를 만들어줍니다. 프로젝트나 파일탭에서 src/main.c 파일을 여십시오. 다음 줄로 시작하는 일부 코드를 볼 수 있어야합니다:

#include <config.h> #include <gtk/gtk.h>

# 첫 코드 작성

C는 장황하게 하나하나 다 따지고 들어가야 하는 언어니, 좀 많은 코드가 들어가 있는 파일에 놀라지 않으셔도 됩니다. 대부분은 서식 코드입니다. 이 코드에서는 사용자 인터페이스 설명 파일에서 (빈) 창을 불러와 열고 화면에 나타냅니다. 자세한 내용은 아래에 있습니다. 기본을 이미 알고 있다면 이 부분은 건너뛰십시오:

상단의 `#include` 세 줄은 `config`(쓸만한 autoconf 빌드 정의), `gtk`(사용자 인터페이스), `gi18n`(국제화) 라이브러리입니다. 이 라이브러리의 함수를 나머지 코드에서 사용하겠습니다.

`create_window` 함수는 GtkBuilder 파일(src/guitar-tuner.ui 위 몇 줄 지정)을 열어 새 창을 만들고, 시그널을 연결한 다음, 창에 띄웁니다. GtkBuilder 파일에는 사용자 인터페이스 설명 정보와 구성요소 모두가 들어있습니다. GtkBuilder 사용자 인터페이스를 설계할 때 안주타 편집기를 사용할 수 있습니다.

시그널 연결은 단추를 누르거나 어떤 동작을 취할 때 처리할 일을 정의하는 방식입니다. 여기서 창을 닫을 때 `destroy` 함수를 호출(하고 앱을 끝내기)합니다.

`main` 함수는 C 프로그램을 시작할 때 기본으로 실행하는 함수입니다. 이 함수에서 몇가지 함수를 호출하여 설정하고 프로그램을 실행합니다. `gtk_main` 함수는 사용자 인터페이스를 실행하고 사용자 반응(마우스 단추 누름, 키보드 키 누름)대기를 시작하는 GTK 메인 루프 시작 함수입니다.

`ENABLE_NLS` 상태 정의는 프로그램을 번역하는 프레임워크 `gettext`를 설정합니다. 이 함수는 프로그램을 실행할 때 번역 도구가 프로그램을 어떻게 다뤄야 하는지를 설정합니다.

이 코드를 사용할 준비가 됐으니 빌드프로젝트 빌드(또는 Shift F7 키 누름)를 눌러 코드를 컴파일할 수 있습니다.

디버깅 빌드 설정이 나타나는 다음 창에서 실행 을 누르십시오. 처음 빌드할 때 한번만 하면 됩니다.

# 사용자 인터페이스 만들기

사용자 인터페이스(UI) 설명은 GtkBuilder 파일에 있습니다. 사용자 인터페이스를 편집하려면 src/guitar_tuner.ui 파일을 여십시오. 이 과정에서 바로 인터페이스 디자이너로 넘어갑니다. 설계 창은 가운데에 있고 위젯과 위젯 속성은 왼편에, 사용할 수 있는 위젯은 오른편에 있습니다.

GTK+의 모든 UI 배치는 상자와 표로 구성합니다. 가로 방향 GtkButtonBox를 여기서 사용하여 각 기타 줄에 해당하는 여섯 개의 GtkButtons 단추를 넣어보겠습니다.

우측 팔레트의 컨테이너 섹션에서 GtkButtonBox 를 선택하여 창에 가져다 높으십시오. 속성 창에서 구성 요소 수를 6(기타 줄 6개)으로 설정하고, 방향은 세로(vertical)로 설정하십시오.

이제 팔레트에서 GtkButton 를 선택하고 상자의 처음 부분에 가져다 놓으십시오.

단추를 선택한 상태에서 위젯 탭의 레이블 속성을 E로 바꾸십시오. 기타의 낮은 E 줄을 의미합니다.

시그널 탭(위젯 탭에 있음)으로 옮겨가서 단추의 `clicked` 시그널을 찾아보십시오. 이 시그널을 사용자가 단추를 눌렀을 때 호출할 시그널 핸들러에 연결할 수 있습니다. 이렇게 하려면, 시그널을 누르고 핸들러 칸에 `on_button_clicked`를 입력하신 다음 Return키를 누르십시오.

다른 단추에 대해서도 그 다음 줄 이름 A, D, G, B, e를 추가하여 위 단계를 반복하십시오.

UI 디자인을 저장(파일저장 누름)하시고 열어둔 상태로 두십시오.

# 시그널 핸들러 만들기

UI 디자이너에서 모든 단추를 누르면 동일한 on_button_clicked 함수를 호출하도록 할 수 있습니다. 이 함수를 소스 파일에 추가해야합니다.

이렇게 하려면, 사용자 인터페이스 파일을 열어둔 상태에서 main.c 파일을 여십시오. 시그널 이름을 설정하는데 사용한 시그널 탭으로 옮겨가십시오. 이제 clicked 시그널을 설정한 줄로 가서, 이 항목을 소스 파일의 함수 바깥에 끌어다 놓으십시오. 그러면 다음 코드가 소스 파일에 들어갑니다:

void on_button_clicked (GtkWidget* button, gpointer user_data) {

}

이 시그널 핸들러는 함수로 호출하는 `GtkWidget`(이 경우 항상 `GtkButton`)의 포인터, 그리고 여러분이 정의할 수 있지만 여기서는 활용하지 않을 "사용자 데이터" 포인터를 인자로 두고 있습니다(`gtk_builder_connect_signals`를 호출하여 사용자 데이터를 설정할 수 있습니다. 보통 시그널 핸들러 내에서 접근할 데이터 구조의 포인터를 전달할 때 사용합니다).

이제 소리를 내는 코드를 작성하는 동안 시그널 핸들러를 비워두겠습니다.

# 지스트리머 파이프라인

지스트리머는 그놈 멀티미디어 프레임워크입니다. 동영상 오디오 웹캠 스트림 같은걸 재생, 녹음/녹화, 처리할 때 지스트리머를 사용할 수 있습니다. 여기서는 단일 주파수 음색을 만들 때 사용하겠습니다.

개념적으로 지스트리머 동작은 다음과 같습니다. (우선) source에서 sink(출력)으로 내보낼 수많은 처리 요소가 들어간 파이프라인을 만듭니다. source는 그림 파일, 동영상, 음악 파일일 수 있으며, 출력 대상은 위젯 또는 사운드 카드가 될 수 있습니다.

source와 sink 사이에서 다양한 필터와 변환 프로그램을 적용하여 효과를 처리하거나, 형식을 변환하는 등을 할 수 있습니다. 각 파이프라인 구성 요소에는 동작을 바꿀 수 있는 속성이 있습니다.

지스트리머 파이프라인 예제입니다.

# 파이프라인 구성

여기 단순 예제에서는 `audiotestsrc` 라는 음 재생기 소스를 사용하고 기본 시스템 사운드 장치 `autoaudiosink`로 출력을 내보내겠습니다. 우리는 여기서 음 재생기 주파수를 설정해야합니다. `audiotestsrc`의 `freq` 속성을 사용하면 됩니다.

다음 줄을 main.c에 `#include <gtk/gtk.h>` 줄 바로 밑에 넣으십시오:

#include <gst/gst.h>

여기에 지스트리머 라이브러리가 들어있습니다. 아래 줄을 추가해서 지스트리머를 초기화해야합니다. `main` 함수의 `gtk_init` 함수 호출 위에 다음 코드를 넣으십시오:

gst_init (&argc, &argv);

다음, 아래의 함수를 main.c 함수의 위에서 만들어 비워둔 `on_button_clicked` 함수에 복사해넣으십시오:

static void play_sound (gdouble frequency) { GstElement *source, *sink; GstElement *pipeline;

pipeline = gst_pipeline_new ("note"); source = gst_element_factory_make ("audiotestsrc", "source"); sink = gst_element_factory_make ("autoaudiosink", "output");

/* set frequency */ g_object_set (source, "freq", frequency, NULL);

gst_bin_add_many (GST_BIN (pipeline), source, sink, NULL); gst_element_link (source, sink);

gst_element_set_state (pipeline, GST_STATE_PLAYING);

/* stop it after 500ms */ g_timeout_add (LENGTH, (GSourceFunc) pipeline_stop, pipeline); }

처음 다섯줄에서는 source와 sink 지스트리머 구성 요소(`GstElement`), 파이프라인 구성 요소(source와 sink의 컨테이너로 활용)를 만듭니다. 파이프라인 이름은 "note"라고 지어둡니다. source는 "source"로 이름 붙이고 `audiotestsrc`로 설정합니다. sink는 "output"으로 이름 붙이고 `autoaudiosink` sink로 설정합니다(기본은 사운드 카드 출력).

`g_object_set` 호출로 source 구성 요소의 `freq` 속성 값을 `play_sound` 함수에 인자로 전달할 `frequency` 로 설정합니다. 이 변수는 헤르쯔 단위의 음 주파수일 뿐입니다. 쓸만한 주파수는 나중에 설정하겠습니다.

`gst_bin_add_many`는 파이프 라인에 source와 sink를 둡니다. 파이프라인은 다른 지스트리머 구성 요소 여러가지를 둘 수 있는 `GstBin` 입니다. 보통 여러분은 `gst_bin_add_many`에 더 많은 인자를 넣어 파이프라인에 더 많은 구성요소를 추가할 수 있습니다.

다음, 구성 요소 각각을 연결하여 `source`(음) 출력을 `sink` (사운드 카드 출력) 입력으로 보낼 때 `gst_element_link` 함수를 사용합니다. 그 다음 `gst_element_set_state` 함수로 파이프라인 상태를 재생(`GST_STATE_PLAYING`)으로 두어 음을 재생합니다.

# 재생 정지

음을 무한정 지겹게 재생하고 싶지는 않기 때문에 `play_sound` 함수에서 `g_timeout_add` 함수를 호출합니다. 이 함수에서 음 재생을 멈출 제한 시간을 설정합니다. `pipeline_stop` 함수를 호출하기 전에 `LENGTH` 밀리초 동안 기다리며, `pipeline_stop`함수에서 `FALSE` 값을 반환하기 전에는 함수 호출을 지속합니다.

이제 `g_timeout_add` 함수에서 호출할 `pipeline_stop` 함수를 작성하겠습니다. 다음 코드를 `play_sound` 상단에 넣으십시오:

#define LENGTH 500 /* Length of playing in ms */

static gboolean pipeline_stop (GstElement* pipeline) { gst_element_set_state (pipeline, GST_STATE_NULL); g_object_unref (pipeline);

return FALSE; }

`gst_element_set_state` 함수 호출로 파이프라인 재생을 멈추며, `g_object_unref` 함수로 파이프라인 참조를 해제하고 파이프라인 자체를 파괴한 다음, 할당한 메모리 공간을 놓아줍니다.

# 음색 정의

사용자가 단추를 눌렀을 때 올바른 소리를 재생하고자합니다. 우선 다음과 같이 (main.c 상단에) 정의한 기타 6현의 주파수를 알아야합니다:

/* Frequencies of the strings */ #define NOTE_E 329.63 #define NOTE_A 440 #define NOTE_D 587.33 #define NOTE_G 783.99 #define NOTE_B 987.77 #define NOTE_e 1318.5

이제 이전에 정의한 시그널 핸들러 `on_button_clicked` 에 내용을 추가할 차례입니다. 모든 단추에 각기 다른 시그널 핸들러를 연결할 수 있지만, 같은 코드를 여러번 반복할 수 있습니다. 대신, 어떤 단추를 눌렀는지 확인할 용도로 단추 레이블을 활용할 수 있습니다:

/* Callback for the buttons */ void on_button_clicked (GtkButton* button, gpointer user_data) { const gchar* text = gtk_button_get_label (button);

if (g_str_equal (text, _("E"))) play_sound (NOTE_E); else if (g_str_equal (text, _("A"))) play_sound (NOTE_A); else if (g_str_equal (text, _("G"))) play_sound (NOTE_G); else if (g_str_equal (text, _("D"))) play_sound (NOTE_D); else if (g_str_equal (text, _("B"))) play_sound (NOTE_B); else if (g_str_equal (text, _("e"))) play_sound (NOTE_e); }

누른 `GtkButton`의 포인터를 `on_button_clicked`의 인자(`button`)로 전달합니다. 단추의 글자는 `gtk_button_get_label` 함수로 가져올 수 있습니다.

`g_str_equal` 함수로 이 글자를 비교한 후, 음에 맞는 주파수로 `play_sound` 함수를 호출합니다. 이 절차로 음을 재생합니다. 이제 동작하는 기타 조율기가 만들어졌군요!

# 프로그램 빌드 및 실행

모든 코드를 실행할 준비가 됐습니다. 빌드프로젝트 빌드를 눌러 프로젝트 전체를 다시 빌드하고, 실행실행을 눌러 프로그램을 시작하십시오.

아직 끝내지 않았다면 나타난 대화상자에서 Debug/src/guitar-tuner 프로그램을 선택하십시오. 마지막으로 Run를 눌러 만든 프로그램을 즐기시죠!

# 참조 구현체

지침서를 따라하는 실행하는 과정에 문제가 있다면, 참조 코드와 여러분의 코드를 비교해보십시오.

# 다음 단계

여기 간단한 시험 프로그램에 여러분이 추가로 넣을 수 있는 몇가지 아이디어가 있습니다:

프로그램에 음 재생 자동 주기 기능 넣기.

프로그램에 실제 기타 현을 퉁겼을 때의 음을 녹음하여 재생하기.

이 동작을 구현하려면 음악 파일을 불러와서 재생할 수 있도록 지스트리머 파이프라인을 좀 더 복잡하게 설정해야합니다. 녹음 음원의 파일 형식에 따른decoder와 demuxer 지스트리머 구성 요소를 선택해야 할 수도 있습니다. 예를 들자면 MP3는 Ogg Vorbis 파일과는 다른 구성 요소를 활용합니다.

좀 더 복잡한 식으로 구성 요소를 연결해야 할 수도 있습니다. pads와 같이 우리가 지침서에서 다룰 수 없는 지스트리머 개념이 들어갈 수도 있습니다. 쓸만한 gst-inspect 명령을 찾아볼 수도 있습니다.

사용자 연주 음을 자동으로 분석.

마이크를 연결하고 input source로 음을 녹음할 수 있습니다. 아마도 스펙트럼 분석 같은 것으로 어떤 음을 재생했는지 알 수 있겠죠?