linux: shared memory interface - link with librt
[supercollider.git] / HelpSource / Classes / Pattern.schelp
blob8fbdc40ca998d7a80e70e2d1ff3f51ec5b8b5395
1 class:: Pattern
2 summary:: abstract class that holds a list
3 related:: Classes/Stream, Classes/FilterPattern, Classes/ListPattern
4 categories:: Streams-Patterns-Events>Patterns
6 description::
8 subsection::Patterns versus Streams
10 strong::Pattern:: is an abstract class that is the base for the Patterns library. These classes form a rich and concise score language for music. The series of help files entitled link::Tutorials/Streams-Patterns-Events1:: gives a detailed introduction. This attemps a briefer characterization.
12 A strong::Stream:: is an object that responds to code::next::, code::reset::, and code::embedInStream::. Streams represent sequences of values that are obtained one at a time by with message code::next::. A code::reset:: message will cause the stream to restart (many but not all streams actually repeat themselves.) If a stream runs out of values it returns code::nil:: in response to code::next::. The message code::embedInStream:: allows a stream definition to allow another stream to "take over control" of the stream.
13 All objects respond to code::next:: and code::reset::, most by returning themselves in response to next. Thus, the number 7 defines a Stream that produces an infinite sequence of 7's. Most objects respond to code::embedInStream:: with a singleton Stream that returns the object once.
15 A strong::Pattern:: is an object that responds to code::asStream:: and code::embedInStream::. A Pattern defines the behavior of a Stream and creates such streams in response to the messages code::asStream::.
16 The difference between a Pattern and a Stream is similar to the difference between a score and a performance of that score or a class and an instance of that class. All objects respond to this interface, most by returning themselves. So most objects are patterns that define streams that are an infinite sequence of the object and embed as singleton streams of that object returned once.
18 Patterns are defined in terms of other Patterns rather than in terms of specific values. This allows a Pattern of arbitrary complexity to be substituted for a single value anywhere within a Pattern definition. A comparison between a Stream definition and a Pattern will help illustrate the usefulness of Patterns.
20 subsection::example 1 - Pseq vs. Routine
22 The Pattern class strong::Pseq(array, repetitions):: defines a Pattern that will create a Stream that iterates an array. The class strong::Routine(func, stackSize):: defines a single Stream, the function that runs within that stream is defined to perform the array iteration.
24 Below a stream is created with link::Classes/Pseq:: and an code::asStream:: message and an identical stream is created directly using Routine.
26 code::
27 // a Routine vs a Pattern
29         a = [-100, 00, 300, 400];                       // the array to iterate
31         p = Pseq(a);                                    // make the Pattern
32         q = p.asStream;                                 // have the Pattern make a Stream
33         r = Routine({ a.do({ arg v; v.yield}) }) ;      // make the Stream directly
35         5.do({ Post << Char.tab << r.next << " " << q.next << Char.nl; });
39 subsection::example 2 - Nesting patterns
41 In example 1, there is little difference between using link::Classes/Pseq:: and link::Classes/Routine::. But Pseq actually iterates its array as a collection of emphasis::patterns to be embedded::, allowing another Pseq to replace any of the values in the array. The Routine, on the other hand, needs to be completely redefined.
43 code::
45         var routinesA;
46         a = [3, Pseq([-100, 00, 300, 400]), Pseq([-100, 00, 300, 400].reverse) ];
47         routinesA = [[3], [-100, 00, 300, 400], [-100, 00, 300, 400].reverse];
48         p = Pseq(a);
49         q = p.asStream;
51         r = Routine({
52                 routinesA.do({ arg v;
53                         v.do({ arg i; i.yield})
54                 }) ;
55         });
56         10.do({ Post << Char.tab << r.next << " " << q.next << Char.nl; });
60 subsection::example 3 - Stream-embedInStream
62 The message code::embedInStream:: is what allows Patterns to do this kind of nesting. Most objects
63 (such as the number 3 below) respond to code::embedInStream:: by yielding themselves once and returning. Streams respond to embedInStream by iterating themselves to completion, effectively "taking over" the calling stream for that time.
65 A Routine can perform a pattern simply by replacing calls to code::yield:: with calls to code::embedInStream::.
66 code::
68         a = [3, Pseq([-100, 00, 300, 400]), Pseq([-100, 00, 300, 400].reverse) ];
70         r = Routine({ a.do({ arg v; v.embedInStream}) }) ;
71         p = Pseq(a);
72         q = p.asStream;
73         10.do({ Post << Char.tab << r.next << " " << q.next << Char.nl; });
77 Of course, there is no concise way to emphasis::define:: this stream without using Pseq.
79 note::
80 For reasons of efficiency, the implementation of code::embedInStream:: assumes that it is called from within a link::Classes/Routine::. Consequently, code::embedInStream:: should never be called from within the function that defines a link::Classes/FuncStream:: or a link::Classes/Pfunc:: (the pattern that creates FuncStreams).
83 subsection::Event Patterns
85 An link::Classes/Event:: is a link::Classes/Environment:: with a 'play' method. Typically, an Event consists of a collection of key/value pairs that determine what the play method actually does. The values may be any object including functions defined in terms of other named attributes. Changing those values can generate a succession of sounds sometimes called 'music'... The pattern link::Classes/Pbind:: connects specific patterns with specific names. Consult its help page for details.
87 subsection::Playing Event Patterns
89 The link::#-play:: method does not return the pattern itself. Instead, it returns the link::Classes/EventStreamPlayer:: object that actually runs the pattern. Control instructions -- stop, pause, resume, play, reset -- should be addressed to the EventStreamPlayer. (The same pattern can play many times simultaneously, using different EventStreamPlayers.)
91 code::
92 p = Pbind(...);
93 p.play;
94 p.stop; // does not stop because p is not the EventStreamPlayer that is actually playing
96 p = Pbind(...).play;
97 p.stop; // DOES stop because p is the EventStreamPlayer
100 subsection::Recording Event Patterns
102 Patterns may be recorded in realtime or non-realtime. See the method link::#-record:: for realtime recording.
104 For non-realtime recording see the link::Classes/Score:: helpfile, especially "creating Score from a pattern." It can be tricky, because NRT recording launches a new server instance. That server instance is not aware of buffers or other resources loaded into the realtime server you might have been using for tests. The pattern is responsible for (re)loading any resources (buffers, effects etc.). link::Classes/Pfset:: or link::Classes/Pproto:: may be useful.
106 InstanceMethods::
108 method::play
110 argument::clock
111 The tempo clock that will run the pattern. If omitted, TempoClock.default is used.
113 argument::protoEvent
114 The event prototype that will be fed into the pattern stream on each iteration. If omitted, event.default is used.
116 argument::quant
117 see the link::Classes/Quant:: helpfile.
119 method::record
120 Opens a disk file for recording and plays the pattern into it.
122 argument::path
123 Disk location for the recorded file. If not given, a filename is generated for you and placed in the default recording directory: code::thisProcess.platform.recordingsDir::.
125 argument::headerFormat
126 File format, default "AIFF" - see link::Classes/SoundFile:: for supported header and sample formats.
128 argument::sampleFormat
129 Sample format, default "float".
131 argument::numChannels
132 Number of channels to recorde, default 2.
134 argument::dur
135 How long to run the pattern before stopping. If nil (default), the pattern will run until it finishes on its own; then recording stops. Or, use cmd-period to stop the recording. If a number is given, the pattern will run for that many beats and then stop (using link::Classes/Pfindur::), ending the recording as well.
137 argument::fadeTime
138 How many beats to allow after the last event before stopping the recording. Default = 0.2.
140 argument::clock
141 Which clock to use for play. Uses TempoClock.default if not otherwise specified.
143 argument::protoEvent
144 Which event prototype to use for play. Falls back to Event.default if not otherwise specified.
146 argument::server
147 Which server to play and record. Server.default if not otherwise specified.
149 argument::out
150 Output bus to hear the pattern while recording, default = 0.
152 Examples::
154 Below are brief examples for most of the classes derived from Pattern. These examples all rely on the patterns assigned to the Interpreter variable p, q, and r in the first block of code.
156 code::
157 s.boot;
160 SynthDef(\cfstring1, { arg i_out, freq = 360, gate = 1, pan, amp=0.1;
161         var out, eg, fc, osc, a, b, w;
162         fc = LinExp.kr(LFNoise1.kr(Rand(0.25, 0.4)), -1, 1, 500, 2000);
163         osc = Mix.fill(8, {LFSaw.ar(freq * [Rand(0.99, 1.01), Rand(0.99, 1.01)], 0, amp) }).distort * 0.2;
164         eg = EnvGen.kr(Env.asr(1, 1, 1), gate, doneAction:2);
165         out = eg * RLPF.ar(osc, fc, 0.1);
166         #a, b = out;
167         Out.ar(i_out, Mix.ar(PanAz.ar(4, [a, b], [pan, pan+0.3])));
168 }).add;
170 SynthDef("sinegrain2",
171         { arg out=0, freq=440, sustain=0.05, pan;
172                 var env;
173                 env = EnvGen.kr(Env.perc(0.01, sustain, 0.3), doneAction:2);
174                 Out.ar(out, Pan2.ar(SinOsc.ar(freq, 0, env), pan))
175         }).add;
177 p = Pbind(
178         [\degree, \dur], Pseq([[0, 0.1], [2, 0.1], [3, 0.1], [4, 0.1], [5, 0.8]], 1),
179         \amp, 0.05, \octave, 6, \instrument, \cfstring1, \mtranspose, 0);
181 q = Pbindf(p, \instrument, \default );
183 r = Pset(\freq, Pseq([500, 600, 700], 2), q);
188 subsection::EVENT PATTERNS - patterns that generate or require event streams
190 code::
191 // Pbind( ArrayOfPatternPairs )
193 p = Pbind(
194         [\degree, \dur], Pseq([[0, 0.1], [2, 0.1], [3, 0.1], [4, 0.1], [5, 0.8]], 1),
195         \amp, 0.05, \octave, 6, \instrument, \cfstring1, \mtranspose, 0);
197 p.play;
199 //Ppar(arrayOfPatterns, repeats) - play in parallel
201 Ppar([Pseq([p], 4), Pseq([Pbindf(q, \ctranspose, -24)], 5)]).play
203 //Ptpar(arrayOfTimePatternPairs, repeats) - play in parallel at different times
205 Ptpar([1, Pseq([p], 4), 0, Pseq([Pbindf(q, \ctranspose, -24)], 5)]).play
207 // Pbindf( pattern, ArrayOfNamePatternPairs )
209 q = Pbindf(p, \instrument, \default );
210 q.play;
212 //Pfset(function, pattern)
213 // function constructs an event that is passed to the pattern.asStream
215 Pfset({ ~freq = Pseq([500, 600, 700], 2).asStream }, q).play;
217 //Pset(name, valPattern, pattern)
218 // set one field of the event on an event by event basis (Pmul, Padd are similar)
220 Pset(\freq, Pseq([500, 600, 700], 2), q).play;
222 //Psetp(name, valPattern, pattern)
223 // set once for each iteration of the pattern (Pmulp, Paddp are similar)
225 r = Pset(\freq, Pseq([500, 600, 700], 2), q);
227 Psetp(\legato, Pseq([0.01, 1.1], inf), r).play;
229 //Psetpre(name, valPattern, pattern)
230 // set before passing the event to the pattern (Pmulpre, Paddpre are similar)
232 r = Psetpre(\freq, Pseq([500, 600, 700], 2), q);
234 Psetp(\legato, Pseq([0.01, 1.1], inf), r).play;
236 //Pstretch(valPattern, pattern)
237 // stretches durations after
239 r = Psetpre(\freq, Pseq([500, 600, 700], 2), q);
241 Pstretch(Pn(Env([0.5, 2, 0.5], [10, 10])), Pn(r)).play;
243 Pset(\stretch, Pn(Env([0.5, 2, 0.5], [10, 10]) ), Pn(r)).play
245 //Pstretchp(valPattern, pattern)
246 // stretches durations after
248 r = Psetpre(\freq, Pseq([500, 600, 700], 2), q);
250 Pstretchp(Pn(Env([0.5, 2, 0.5], [10, 10])), r).play;
252 // Pfindur( duration, pattern ) - play pattern for duration
254 Pfindur(2, Pn(q, inf)).play;
256 // PfadeIn( pattern, fadeTime, holdTime, tolerance )
257 PfadeIn(Pn(q), 3, 0).play(quant: 0);
259 // PfadeOut( pattern, fadeTime, holdTime, tolerance )
260 PfadeOut(Pn(q), 3, 0).play(quant: 0);
262 // Psync( pattern, quantization, dur, tolerance )
263 // pattern is played for dur seconds (within tolerance), then a rest is played so the next pattern
265 Pn(Psync(
266         Pbind(\dur, Pwhite(0.2, 0.5).round(0.2),
267                 \db, Pseq([-10, -15, -15, -15, -15, -15, -30])
268         ), 2, 3
269 )).play
271 //Plag(duration, pattern)
273 Ppar([Plag(1.2, Pn(p, 4)), Pn(Pbindf(q, \ctranspose, -24), 5)]).play
276 subsection::GENERAL PATTERNS that work with both event and value streams
278 code::
279 //Ptrace(pattern, key, printStream) - print the contents of a pattern
281 r = Psetpre(\freq, Pseq([500, 600, 700], 2), q);
283 Ptrace(r).play;
284 Ptrace(r, \freq).play;
287 { var printStream;
288         printStream = CollStream.new;
289         Pseq([Ptrace(r, \freq, printStream), Pfunc({printStream.collection.dump; nil }) ]).play;
290 }.value;
293 //Pseed(seed, pattern) - set the seed of the random number generator
294 // to force repetion of pseudo-random patterns
296 Pn(Pseed(44, Pbindf(q, \ctranspose, Pbrown(-3.0, 3.0, 10) ) ) ).play;
298 //Proutine(function) - on exit, the function must return the last value returned by yield
299 // (otherwise, the pattern cannot be reliably manipulated by other patterns)
301 Proutine({ arg inval;
302         inval = p.embedInStream(inval);
303         inval = Event.silent(4).yield;
304         inval = q.embedInStream(inval);
305         inval = r.embedInStream(inval);
306         inval;
307 }).play
309 //Pfunc(function) - the function should not have calls to embedInStream, use Proutine instead.
311 Pn(Pbindf(q, \legato, Pfunc({ arg inval; if (inval.at(\degree)== 5) {4} {0.2}; })) ).play
315 // the following patterns control the sequencing and repetition of other patterns
317 //Pseq(arrayOfPatterns, repeats) - play as a sequence
319 Pseq([Pseq([p], 4), Pseq([Pbindf(q, \ctranspose, -24)], 5)]).play
321 //Pser(arrayOfPatterns, num) - play num patterns from the arrayOfPatterns
323 Pser([p, q, r], 5).play
325 //Place(arrayOfPatterns, repeats) - similar to Pseq
326 // but array elements that are themselves arrays are iterated
327 // embedding the first element on the first repetition, second on the second, etc
329 Place([[p, q, r], q, r], 5).play
331 // Pn( pattern, patternRepetitions ) - repeat the pattern n times
333 Pn(p, 2).play;
335 // Pfin( eventcount, pattern ) - play n events from the pattern
337 Pfin(12, Pn(p, inf)).play;
339 // Pstutter( eventRepetitions, pattern ) - repeat each event from the pattern n times
341 Pstutter(4, q).play
343 //Pwhile(function, pattern)
345 Pwhile({coin(0.5).postln;}, q).play
347 // Pswitch( patternList, selectPattern ) - when a pattern ends, switch according to select
349 Pswitch([p, q, r], Pwhite(0, 100)).play
351 // Pswitch1( patternList, selectPattern ) - on each event switch according to select
353 Pn(Pswitch1([p, q, r], Pwhite(0, 2))).play
355 // Prand( patternList, repeats ) - random selection from list
356 Prand([p, q, r], inf).play
358 // Pxrand( patternList, repeats ) - random selection from list without repeats
359 Pxrand([p, q, r], inf).play
361 // Pwrand( patternList, weights, repeats ) - weighted random selection from list
362 Pwrand([p, q, r], #[1, 3, 5].normalizeSum, inf).play
364 // Pwalk( patternList, stepPattern, directionPattern ) - walk through a list of patterns
366 Pwalk([p, q, r], 1, Pseq([-1, 1], inf)).play
368 // Pslide(list, repeats, length, step, start)
370 Pbind(\degree, Pslide(#[1, 2, 3, 4, 5], inf, 3, 1, 0), \dur, 0.2).play
372 // Pshuf( patternList, repeats ) - random selection from list
373 Pn(Pshuf([p, q, r, r, p])).play
375 // Ptuple(list, repeats)
377 Pbind(\degree, Ptuple([Pwhite(1, -6), Pbrown(8, 15, 2)]),
378         \dur, Pfunc({ arg ev; ev.at(\degree).last/80 round: 0.1}),
379         \db, Pfunc({ if (coin(0.8)) {-25} {-20} })
380 ).play
384 // the following patterns can alter the values returned by other patterns
386 //Pcollect(function, pattern)
388 Pcollect({ arg inval; inval.use({ ~freq = 1000.rand }); inval}, q).play
390 //Pselect(function, pattern)
392 Pselect({ arg inval; inval.at(\degree) != 0 }, q).play(quant: 0)
394 //Preject(function, pattern)
396 Preject({ arg inval; inval.at(\degree) != 0 }, q).play(quant: 0)
398 //Ppatmod(pattern, function, repeats) -
399 // function receives the current pattern as an argument and returns the next pattern to be played
401 Ppatmod(p, { arg oldPat; [p, q, r].choose }, inf).play
404 subsection::VALUE PATTERNS: these patterns define or act on streams of numbers
406 code::
407 // Env as a pattern
409 Pbindf(Pn(q, inf), \ctranspose, Pn(Env.linen(3, 0, 0.3, 20), inf) ).play;
411 // Pwhite(lo, hi, length)
413 Pbindf(Pn(q, inf), \ctranspose, Pwhite(-3.0, 3.0) ).play;
415 // Pbrown(lo, hi, step, length)
417 Pbindf(Pn(q, inf), \ctranspose, Pbrown(-3.0, 3.0, 2) ).play;
419 // Pseries(start, step, length)
421 Pbindf(Pn(q, inf), \ctranspose, Pseries(0, 0.1, 10) ).play;
423 // Pgeom(start, step, length)
425 Pbindf(Pn(q, inf), \ctranspose, Pgeom(1, 1.2, 20) ).play;
427 // Pwrap(pattern, lo, hi)
429 Pbind(\note, Pwrap(Pwhite(0, 128), 10, 20).round(2), \dur, 0.05).play;
431 // PdegreeToKey(pattern, scale, stepsPerOctave)
432 // this reimplements part of pitchEvent (see Event)
434 Pbindf(Pn(q, inf), \note, PdegreeToKey(Pbrown(-8, 8, 2), [0, 2, 4, 5, 7, 9, 11]) ).play;
436 // Prewrite(pattern, dict, levels) - see help page for details.
437 // (notice use of Env to define a chord progression of sorts...
439 Pbind(\degree,
440         Prewrite(0, ( 0: #[2, 0],
441                         1: #[0, 0, 1],
442                         2: #[1, 0, 1]
443                 ), 4
444         ) + Pn(Env([4, 0, 1, 4, 3, 4], [6.4, 6.4, 6.4, 6.4, 6.4], 'step')),
445         \dur, 0.2).play
447 // PdurStutter( repetitionPattern, patternOfDurations ) -
448 Pbindf(Pn(q), \dur, PdurStutter(
449         Pseq(#[1, 1, 1, 1, 1, 2, 2, 2, 2, 2, 3, 4, 5, 7, 15], inf),
450         Pseq(#[0.5], inf)
451         )
452 ).play;
455 // Pstep2add( pat1, pat2 )
456 // Pstep3add( pat1, pat2, pat3 )
457 // PstepNadd(pat1, pat2, ...)
458 // PstepNfunc(function, patternArray )
459 // combine multiple patterns with depth first traversal
461 Pbind(
462         \octave, 4,
463         \degree, PstepNadd(
464                 Pseq([1, 2, 3]),
465                 Pseq([0, -2, [1, 3], -5]),
466                 Pshuf([1, 0, 3, 0], 2)
467         ),
468         \dur, PstepNadd(
469                 Pseq([1, 0, 0, 1], 2),
470                 Pshuf([1, 1, 2, 1], 2)
471         ).loop * (1/8),
472         \legato, Pn(Pshuf([0.2, 0.2, 0.2, 0.5, 0.5, 1.6, 1.4], 4), inf),
473         \scale, #[0, 1, 3, 4, 5, 7, 8]
474 ).play;