使用C++和JUCE开发一个简单的音频插件

简介

在本教程中，我们将使用C++和JUCE框架来开发一个简单的音频插件。JUCE是一个功能强大的跨平台C++库，专注于音频应用的开发。我们将创建一个简单的增益（Gain）插件，能够实时调整音频信号的音量。

准备工作

在开始之前，请确保您的开发环境已经设置好。

安装JUCE ：下载并安装最新版本的JUCE（JUCE官网）。
安装IDE：推荐使用Visual Studio或Xcode，如果你使用Linux，CLion也是一个不错的选择。
配置工具链：确保你已经安装了C++编译器，如MSVC（Windows）、Clang（macOS）、或GCC（Linux）。

创建新的JUCE项目

打开Projucer，点击New Project，选择Audio Plug-In模板。
设置项目名称，例如SimpleGainPlugin。
选择目标平台（Windows, macOS, Linux）并指定项目的保存路径。
点击Create创建项目。

项目结构

创建项目后，你将看到以下目录结构：

Source：包含所有的C++源文件。
JuceLibraryCode：JUCE库代码和配置文件。
Builds：每个平台对应的构建文件夹。

我们将主要关注Source文件夹，里面的关键文件有：

PluginProcessor.h/cpp：定义和实现插件的音频处理逻辑。
PluginEditor.h/cpp：定义和实现插件的GUI。

编写音频处理逻辑

首先，我们需要在PluginProcessor.h和PluginProcessor.cpp中实现音频处理功能。我们的目标是创建一个简单的增益控制器。

步骤 1 ：在PluginProcessor.h中添加一个AudioParameterFloat类型的成员变量，用于控制增益值。

cpp 复制代码

class SimpleGainAudioProcessor  : public juce::AudioProcessor
{
public:
    SimpleGainAudioProcessor();
    ~SimpleGainAudioProcessor() override;

    // 其他函数省略...

private:
    juce::AudioParameterFloat* gainParameter;
    JUCE_DECLARE_NON_COPYABLE_WITH_LEAK_DETECTOR (SimpleGainAudioProcessor)
};

步骤 2：在构造函数中初始化增益参数。

cpp 复制代码

SimpleGainAudioProcessor::SimpleGainAudioProcessor()
     : AudioProcessor (BusesProperties()
                      .withInput  ("Input",  juce::AudioChannelSet::stereo(), true)
                      .withOutput ("Output", juce::AudioChannelSet::stereo(), true))
{
    addParameter (gainParameter = new juce::AudioParameterFloat ("gain",      // 参数ID
                                                                 "Gain",      // 参数名称
                                                                 0.0f,        // 最小值
                                                                 1.0f,        // 最大值
                                                                 0.5f));      // 默认值
}

步骤 3 ：在processBlock函数中实现增益处理。

cpp 复制代码

void SimpleGainAudioProcessor::processBlock (juce::AudioBuffer<float>& buffer, juce::MidiBuffer& midiMessages)
{
    juce::ScopedNoDenormals noDenormals;
    auto totalNumInputChannels  = getTotalNumInputChannels();
    auto totalNumOutputChannels = getTotalNumOutputChannels();

    for (auto i = totalNumInputChannels; i < totalNumOutputChannels; ++i)
        buffer.clear (i, 0, buffer.getNumSamples());

    for (int channel = 0; channel < totalNumInputChannels; ++channel)
    {
        auto* channelData = buffer.getWritePointer (channel);

        // 应用增益
        for (int sample = 0; sample < buffer.getNumSamples(); ++sample)
        {
            channelData[sample] *= gainParameter->get();
        }
    }
}

创建插件用户界面

接下来，我们将为插件创建一个简单的用户界面，让用户能够通过滑块（Slider）来调整增益值。

步骤 1 ：在PluginEditor.h中定义一个Slider控件。

cpp 复制代码

class SimpleGainAudioProcessorEditor  : public juce::AudioProcessorEditor
{
public:
    SimpleGainAudioProcessorEditor (SimpleGainAudioProcessor&);
    ~SimpleGainAudioProcessorEditor() override;

    void paint (juce::Graphics&) override;
    void resized() override;

private:
    juce::Slider gainSlider;
    SimpleGainAudioProcessor& audioProcessor;

    JUCE_DECLARE_NON_COPYABLE_WITH_LEAK_DETECTOR (SimpleGainAudioProcessorEditor)
};

步骤 2 ：在PluginEditor.cpp中初始化和配置滑块。

cpp 复制代码

SimpleGainAudioProcessorEditor::SimpleGainAudioProcessorEditor (SimpleGainAudioProcessor& p)
    : AudioProcessorEditor (&p), audioProcessor (p)
{
    gainSlider.setSliderStyle(juce::Slider::LinearHorizontal);
    gainSlider.setRange(0.0, 1.0, 0.01);
    gainSlider.setValue(*audioProcessor.gainParameter);
    gainSlider.addListener(this);
    addAndMakeVisible(&gainSlider);

    setSize (400, 300);
}

void SimpleGainAudioProcessorEditor::resized()
{
    gainSlider.setBounds (40, 30, 300, 20);
}

编译和测试

保存所有更改并返回Projucer。
点击Save Project and Open in IDE。
在IDE中编译并运行项目。

您现在应该能够看到一个简单的用户界面，其中包含一个滑块，您可以通过它来实时调整音频增益。

总结

在本教程中，我们创建了一个基本的音频插件，学习了如何使用JUCE处理音频和创建用户界面。JUCE为开发者提供了强大的工具和API，适合开发各种复杂的音频应用。希望本教程能帮助您入门音频插件的开发。接下来，您可以尝试添加更多功能，例如频率滤波器、均衡器等，以进一步提升您的插件。

参考资料

JUCE 官方文档
JUCE 教程和示例代码

以上内容可以直接复制到CSDN博客编辑器中进行发布。如果需要进一步优化，可以根据具体需求调整代码片段的格式，添加图片、代码高亮等。