Audio-Spektrum mit Snap!

In der Version 5.0 von Snap! sind einige neue Funktionen enthalten. Damit ist es beispielsweise möglich, ein Audio-Spektrum darzustellen, wie Jens Mönig (Entwickler von Snap!), im Februar 2019 in einem Youtube-Video zeigte. Basierend auf dieser Grundlage wird hier eine grafisch erweiterte Version gezeigt.

Mit wenigen Zeilen ist es möglich, mit der Programmiersprache Snap! ein Audio-Spektrum anzuzeigen.

Das Hauptprogramm besteht aus einer For-Schleife, welche die Werte für die einzelnen Frequenzen auf dem Bildschirm darstellt.

Die Daten für die grafische Darstellung werden im Mikrofon-Sensor als Liste gespeichert.

Insgesamt liefert der neue Sensor folgende Daten:

  • Volumen als Dezimalzahl,
  • Note als Nummer entsprechend der MIDI-Vorgabe,
  • Frequenz der Hauptnote in Hertz,
  • Spektrum als Liste von natürlichen Zahlen (einschliesslich 0),
  • Samples als Liste Dezimalzahlen zwischen -1 und 1,
  • sowie technische Details zur Samplingrate und Auflösung.

Für das Audio-Spektrum wird die Option „spectrum“ verwendet.

Damit die grafische Ausgabe des Programms etwas hübscher aussieht, werden die Farben bei jedem Durchlauf verändert.

Ausserdem können über zwei Schieberegler die Lautstärke (Höhe in der Grafik) und der Frequenzbereich des Spektrums angepasst werden.

Dazu wurden zwei neue Objekte definiert, welche mit der Maus auf der x-Achse verschoben werden können. Die Position der Objekte beeinflusst dann die Variablen zur Steuerung von Lautstärke und Bereich. Da die Programmierung beider Objekte sehr ähnlich ist, kann zuerst nur ein Objekt hergestellt und dieses dann geklont und anschliessend angepasst werden.

Steuerung der Lautstärke:

Die Lautstärke wird über die x-Position des entsprechenden Objekts gesteuert. Je nach Computer sollten einzelne Werte noch angepasst werden.

Steuerung des Frequenzbereichs:

Die Steuerung für den Frequenzbereich funktioniert fast gleich wie die für die Lautstärke.

Nun ist es möglich, das Spektrum der Qualität der Aufnahme anzupassen.

Anwendung im Unterricht

Nebst der Programmierung im Informatikunterricht, welche in der einfachsten Form wenig Zeit in Anspruch nimmt, kann das Audio-Spektrum vor allem in der Physik (Akustik) und im Musikunterricht angewendet werden, wenn die Bedeutung der Obertöne für das Klangempfinden einzelner Instrumente thematisiert werden. Es kann aber auch durchaus reizvoll sein, die Spektren der Stimmen einzelner Schülerinnen und Schüler miteinander zu vergleichen.

Quellen

Mönig (2019). Making a Guzdial Style Uke Demo with Snap! in 5 Minutes

Harvey und Mönig (2019) Snap! 5.0 Reference Manual (PDF)

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