AudioKit의 STKEnsemble

STK Ensemble

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이 코드는 AudioKit, STKAudioKit, 그리고 SwiftUI를 활용하여 세 개의 가상 악기(Flute, Clarinet, Tubular Bells)를 조합한 **음악 합주 시스템(Ensemble Generator)**입니다. 주기적으로 음을 무작위로 선택하여 세 악기가 연주되며, 각 악기의 볼륨을 조절하고, 스케일(Scale)과 전조(Transpose)를 실시간으로 반영할 수 있습니다.

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주요 구성 요소

STK 악기

• Flute, Clarinet, TubularBells: STKAudioKit의 물리 기반 모델링 악기
• trigger(note:velocity:): 지정한 MIDI 음과 벨로시티로 소리를 내는 메서드
• stop(): 악기의 소리를 끈다

Fader

• 각 악기에 대한 볼륨 조절
• fluteFader, clarinetFader, bellsFader는 각각 대응하는 악기를 감싼 Fader
• .gain을 통해 실시간 볼륨 조절 가능

Mixer 및 AudioEngine

• Mixer(fluteFader, clarinetFader, bellsFader)로 세 악기 음원을 혼합
• engine.output = mixer를 통해 최종 출력 연결

CallbackLoop

• loop = CallbackLoop(frequency:)는 지정된 주기(Hz)마다 클로저를 실행
• loop.start() / loop.stop()으로 실행 제어
• 현재 playRate가 1.67이면 약 0.6초 간격으로 실행됨

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음원 생성 로직

let scale = [60, 62, 64, 66, 67, 69, 71]

• MIDI 노트 값으로 C Lydian 스케일

let transposedScale = [... down + base + up ...]

• 전조(transpose)를 반영하고,
• 원래 스케일의 뒷부분은 한 옥타브 아래, 앞부분은 한 옥타브 위로 보강하여 음역 확대

if random(0.45) { flute.trigger(...) }

• 악기마다 확률을 다르게 하여 음을 낼지 결정
• 무작위로 노트를 선택하고 trigger() 호출
• 벨로시티는 30~100 사이 무작위 (randomVelocity())

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상태 변수

변수	설명
playRate	loop 주파수 (Hz 단위, 루프 반복 속도)
scale	현재 사용하는 스케일 (MIDI 음 배열)
transpose	스케일 전조 값
fluteGain	플루트 볼륨
clarinetGain	클라리넷 볼륨
bellsGain	벨 볼륨
playingNotes	최근 연주된 노트 (악기별)

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주요 함수

random(_ probability: Double) -> Bool

• 0~1 사이 확률로 true 반환 → 연주 유무를 확률적으로 결정하는 데 사용

randomVelocity(...)

• 벨로시티(세기)를 랜덤으로 생성 → 자연스러운 음색 변화

stopAllInstruments()

• 세 악기를 모두 멈춤 (음이 겹치거나 끊기지 않게 관리)

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활용 예시

이 클래스를 SwiftUI에서 사용하면,

• 스케일 선택기, 트랜스포즈 슬라이더, 볼륨 조절 노브 등 UI를 통해 실시간으로 음원을 조작할 수 있음

예:

Slider(value: $conductor.fluteGain, in: 0...1)
Picker("Scale", selection: $conductor.scale) { ... }

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정리

STKEnsembleConductor는 오디오 합성을 위한 재생 루프, 확률 기반 음 선택, 실시간 볼륨 조절, 스케일 조작, STK 악기 연주를 모두 포함한 오디오 합주 클래스입니다. 음향적으로도, 무작위성과 악기 간의 주파수 분산이 혼합되어 자연스럽고 흥미로운 합주 효과를 만들어 냅니다.