Visão geral do envelopamento do XDSP

Neste tópico, vamos explicar o uso do envelopamento como parte da execução de convolução em dispositivos XBOX Series X|S usando o XDSP. Esse mecanismo foi desenvolvido como um método flexível para que os desenvolvedores alterem dinamicamente uma parte do filtro de resposta ao impulso no fluxo existente sem reativar um novo fluxo. É fornecida a API XDspSubmitCommandWithEnvelope, que recebe um envelopeBuffer contendo valores de ganho para cada bloco do filtro de resposta ao impulso, além dos parâmetros fornecidos à API XDspSubmitCommand. Os valores de ganho são multiplicados pelos blocos correspondentes no filtro de resposta ao impulso durante o processo de convolução para fornecer o efeito desejado. O filtro de resposta ao impulso original não é modificado durante esse processo. Para entender melhor o mecanismo de envelopamento, vamos definir as seguintes variáveis no domínio da frequência:

Seja o sinal do filtro de resposta ao impulso para o bin de frequência n do bloco m igual a f[n,m] = f_Real[n,m] + if_Imag[n,m].
Seja o sinal de entrada para o bin de frequência n do bloco m igual a s[n,m] = s_Real[n,m] + is_Imag[n,m].
Seja o valor de ganho para um bloco de filtro m representado como K[m] (o ganho de envelope para o bloco m).

Então, a representação matemática do envelopamento é a seguinte: r[n,m] = K[m] * f[n,m] * s[n,m] r[n,m] = K[m] * (f_Real[n,m] + if_Imag[n,m]) * (s_Real[n,m] + is_Imag[n,m]) Em que r[n,m] é a saída convolucional depois que cada bin de frequência e bloco foi dimensionado pelo ganho de envelope associado. Se nenhum ganho de envelope for especificado, então K[m] = 1.0f para todos os blocos m.

Buffer de envelope

O buffer de envelope contém valores de ganho em float para cada bloco do filtro de resposta ao impulso a serem aplicados durante a convolução. O tamanho mínimo desse buffer deve ser de 8 valores float no caso de um filtro de resposta ao impulso mono e de 16 valores float para um filtro de resposta ao impulso estéreo. No caso de uma resposta ao impulso estéreo, o buffer de envelope contém valores de ganho para ambos os canais, com os valores de ganho de todo o canal esquerdo seguidos pelos valores de ganho de todo o canal direito. O comprimento do envelope para cada canal deve ser um múltiplo de 16 bytes; caso contrário, a saída poderá não estar correta. Quaisquer valores adicionais resultantes do arredondamento para o múltiplo de 16 bytes mais próximo serão ignorados. Todos os ponteiros de buffer devem estar alinhados em 16 bytes. Esse buffer deve fazer parte da memória registrada por XDspConnect ou XDspConnectWithMaximumStreamLimit e deve estar alinhado em 16 bytes. Esse buffer é usado pelo hardware e não pode ser modificado nem liberado até que todos os comandos que o utilizam sejam concluídos e as respostas tenham sido coletadas. A contagem de valores de ganho no buffer de envelope deve ser o número de blocos no filtro de resposta ao impulso arredondado para o múltiplo de 16 bytes mais próximo e é calculada da seguinte forma.

#define ROUND_UP_TO_16BYTE_ALIGNED(x) (((x) + (15)) & ~(0xF))

// XDspActivationParameters::impulseResponseLengthInFloats is the impulse response length of each channel in case of stereo IR
uint32_t irLengthInComplexes = XDspActivationParameters::impulseResponseLengthInFloats/2;  
uint32_t numFilterBlocks = irLengthInComplexes/XDspActivationParameters::blockFrameCount;

// Round up the envelope size to the nearest multiple of 16 bytes. Additional values resulting from the rounding will be ignored.
// envelopeGainCount represents the number of gain values an envelope buffer holds. In case of a stereo impulse response filter,
// this is the number of gain values per channel.
uint32_t envelopeLengthInBytes = ROUND_UP_TO_16BYTE_ALIGNED(numFilterBlocks * sizeof(float));
uint32_t envelopeGainCount = envelopeSize / sizeof(float)  

// Account for left and right channel envelopes in case of stereo impulse response
if (stereoImpulseRespone)
{
    envelopeLengthInBytes = envelopeLengthInBytes * 2;
}

Esse buffer segue a natureza do filtro de resposta ao impulso. Para a resposta ao impulso estéreo, os valores de ganho de todo o canal esquerdo são seguidos pelos valores de ganho de todo o canal direito, da mesma forma que a resposta ao impulso do canal esquerdo é seguida pela resposta ao impulso do canal direito. Para uma resposta ao impulso mono, os mesmos valores de ganho são aplicados aos canais esquerdo e direito de um sinal de entrada estéreo.

Uso da API

Veja a seguir um exemplo de padrão de uso da API. Consulte as observações abaixo para obter detalhes adicionais.

XDspSubmitCommand(...)/XDspSubmitCommandWithEnvelope(.., nullptr, ...);  // _envelopeState = Off;  
XDspSubmitCommand(...)/XDspSubmitCommandWithEnvelope(.., nullptr, ...);  // _envelopeState = Off;  
:::::::::::::::::::::::     
XDspSubmitCommandWithEnvelope(..., envelopeBuffer1, ...); // _envelopeState = Engaged with envelopeBuffer1  
XDspSubmitCommandWithEnvelope(..., envelopeBuffer1, ...); // _envelopeState = Engaged with envelopeBuffer1  
:::::::::::::::::::::: 
XDspSubmitCommandWithEnvelope(..., envelopeBuffer2, ...); // _envelopeState = Engaged with envelopeBuffer2  
XDspSubmitCommandWithEnvelope(..., envelopeBuffer2, ...); // _envelopeState = Engaged with envelopeBuffer2  
::::::::::::::::::::::  
XDspSubmitCommand(...)/XDspSubmitCommandWithEnvelope(.., nullptr, ...);  // _envelopeState = Off;  
XDspSubmitCommand(...)/XDspSubmitCommandWithEnvelope(.., nullptr, ...);  // _envelopeState = Off;  
:::::::::::::::::::::::

Observações

A convolução é implementada como um processo de vários estágios, e cada pacote de entrada passa por um desses estágios. Para manter a saída suave, o envelopamento pode ser ativado ou desativado somente no primeiro estágio. Isso significa que o efeito de envelopamento pode não ser desativado/ativado imediatamente quando o comando é enviado. Pode levar algumas chamadas para que ele entre em vigor.

Documentação de referência da API

XDspAudio (conteúdo da API)
- Funções

Confira também

Visão geral do XDSP XDspSubmitCommandWithEnvelope Visão geral de uma convolução de fluxo único com envelope usando a API XDSP

Porting

Build Paths

Buffer de envelope

Uso da API

Observações

Documentação de referência da API

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​Buffer de envelope

​Uso da API

​Observações

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Buffer de envelope

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Observações

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