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第1章 初识Pure Data1

1.1 什么是Pure Data1

1.1.1 Pure Data简介1

1.1.2 Pure Data的发展历史3

1.1.3 关于Miller Puckette4

1.1.4 Pure Data的基本功能6

1.2 Pure Data的特点7

1.2.1 图形化7

1.2.2 实时性10

1.2.3 开放性11

1.3 Pure Data的发行版13

1.3.1 Pure Data的主要发行版13

1.3.2 Pure Data的其他发行版13

1.4 Pure Data的安装16

1.4.1 在Microsoft Windows系统下的安装16

1.4.2 在Mac OS X系统下的安装24

1.4.3 在Linux系统下的安装32

第2章 Pure Data的设置与操作界面36

2.1 Pure Data的操作界面36

2.1.1 Pure Data的主窗口36

2.1.2 Help Browser窗口38

2.1.3 patch窗口39

2.1.4 不同版本Pure Data的菜单40

2.2 Pure Data的设置42

2.2.1 Pure Data的音频设置42

2.2.2 Pure Data的MIDI设置46

2.2.3 音频和MIDI测试48

2.2.4 启动项设置50

2.2.5 查找路径设置51

2.3 Deken Library Manager53

2.3.1 什么是Deken53

2.3.2 Deken的安装和打开53

2.3.3 Deken的使用54

2.3.4 库文件安全性58

第3章 Pure Data的基本操作59

3.1 初次使用Pure Data59

3.1.1 新建第一个patch59

3.1.2 patch的修改63

3.1.3 patch的保存与关闭65

3.2 Pure Data的基本操作66

3.2.1 Patch中Object的基本操作66

3.2.2 编辑模式和执行模式69

3.2.3 修改字体大小72

3.2.4 整理程序界面72

3.3 Pure Data的其他操作73

3.3.1 获取Pure Data的全部组件列表73

3.3.2 帮助文件73

3.3.3 创建组件副本74

3.3.4 快捷键的使用74

3.3.5 进行注释75

3.3.6 atom75

3.4 Pure Data组件应用的基本规则76

3.4.1 hot inlet和cold inlet76

3.4.2 connection78

3.4.3 从右到左78

3.4.4 自顶向下79

3.4.5 纯数字表示80

第4章 Pure Data的组件81

4.1 Pure Data中的基本组件81

4.1.1 Object82

4.1.2 Message83

4.1.3 Number84

4.1.4 Symbol86

4.1.5 Comment87

4.2 GUI图形用户界面类组件87

4.2.1 Bang88

4.2.2 Toggle88

4.2.3 Number288

4.2.4 Slider88

4.2.5 Radio89

4.2.6 VU90

4.2.7 Canvas90

4.3 Array和Graph组件91

4.3.1 Array91

4.3.2 Graph组件92

4.4 GUI组件属性92

4.4.1 GUI类组件的属性92

4.4.2 Number和symbol93

4.4.3 Bang功能94

4.4.4 Toggle功能96

4.4.5 Slider滑块功能96

4.4.6 Radio选项97

4.4.7 Canvas画布98

4.4.8 使用GUI类组件时需注意的问题99

第5章 Pure Data中的数学运算100

5.1 算术运算100

5.1.1 float浮点数与数的表示100

5.1.2 简单算术运算101

5.1.3 高级数学运算105

5.1.4 三角函数105

5.1.5 小数部分的运算106

5.1.6 Number组件与取值范围107

5.1.7 随机数的操作108

5.1.8 表达式计算109

5.2 逻辑运算111

5.2.1 关系比较运算111

5.2.2 逻辑运算112

5.2.3 ［moses］组件112

5.2.4 ［select］组件113

5.3 list结构113

5.3.1 list与list Message113

5.3.2 list列表类型114

5.3.3 分散list116

5.3.4 数据与list之间的相互转换116

5.4 运算顺序118

5.4.1 hot inlet与cold inlet118

5.4.2 组件连接的顺序119

5.4.3 ［trigger］组件119

5.4.4 消息传递的深度122

5.5 数学运算的应用123

5.5.1 计数器123

5.5.2 两个频率信号的音量控制124

5.5.3 音程关系125

5.5.4 随机旋律125

5.5.5 作品长度计算125

5.5.6 序列运算126

5.5.7 不重复的随机数126

5.5.8 声学单位之间的换算127

第6章 控制级信号处理129

6.1 控制相关的message129

6.1.1 message消息129

6.1.2 带变量的message130

6.1.3 ［set message］130

6.1.4 ［add message］131

6.1.5 关于序列132

6.1.6 bang的输入132

6.1.7 bang相关的GUI对象133

6.2 控制信号相关组件133

6.2.1 ［makefilename］组件133

6.2.2 ［openpanel］组件133

6.2.3 简单的数据存储134

6.2.4 ［route］组件134

6.2.5 ［demultiplex］组件135

6.2.6 ［spigot］组件136

6.2.7 ［toggle］组件136

6.2.8 组件框的特性137

6.3 不同类型数据的应用137

6.3.1 使用带有音高和音量的list137

6.3.2 On/Off开关138

6.3.3 命名的音高信息138

6.3.4 简单的序列138

6.3.5 有限计数器139

6.4 Pure Data中时间的操作140

6.4.1 ［metro］节拍控制功能140

6.4.2 ［delay］延迟功能140

6.4.3 ［pipe］管道功能141

6.4.4 ［line］功能142

6.4.5 ［timer］计时器功能143

6.5 时间相关的应用144

6.5.1 自动化随机生成旋律144

6.5.2 滑音效果144

6.5.3 随机滑音旋律145

6.5.4 不规则的随机节奏145

6.5.5 卡农146

6.5.6 休止147

6.5.7 渐强和渐弱147

6.5.8 节拍器147

6.6 信息的发送与接收148

6.6.1 发送与接收149

6.6.2 使用list发送150

6.6.3 send list序列150

6.6.4 ［value］变量151

6.6.5 ［loadbang］功能151

6.6.6 用于控制数据的时间分辨率152

第7章 数据流处理153

7.1 Message消息153

7.1.1 Message消息的结构153

7.1.2 标准Message类型154

7.1.3 Message框155

7.1.4 Message框的特殊功能和方法156

7.1.5 将多个元素和变量打包为一个list157

7.1.6 通过［unpack］和［route］对message消息进行分解158

7.2 组件间的无线信息传递161

7.2.1 ［send］和［receive］161

7.2.2 可使用［send］发送的数据类型162

7.2.3 ［throw～］和［catch～］163

7.3 Array，Graph和Table164

7.3.1 Array的创建165

7.3.2 使用Array显示音频信号波形166

7.3.3 将数据写入Array167

7.3.4 从Array中读取音频数据168

7.3.5 使用Array回放音频采样169

7.4 subpatch设计170

7.4.1 对Pd进行扩展170

7.4.2 subpatch的创建171

7.4.3 subpatch的inlet和outlet172

7.4.4 subpatch的关闭与复用174

7.4.5 subpatch应用实例174

7.4.6 自动创建patch177

7.5 abstraction应用178

7.5.1 abstraction的功能178

7.5.2 abstraction的保存180

7.5.3 abstraction的调用与编辑180

7.5.4 在上层patch中绘制图形184

7.6 $符号参数声明188

7.6.1 用在Object组件框内的情况189

7.6.2 用在Message组件框内的情况191

第8章 音频信号处理基础193

8.1 声学常识193

8.1.1 声波194

8.1.2 声波的测量195

8.1.3 频率和增益200

8.1.4 扬声器的数字化控制201

8.1.5 声压和声能密度201

8.1.6 周期性的噪声202

8.2 数字音频基础202

8.2.1 奈奎斯特采样定理和折叠效应202

8.2.2 数模转换与模数转换206

8.2.3 采样率和比特深度206

8.2.4 控制数据与信号207

8.2.5 DSP数字信号处理210

8.2.6 其他“～”相关功能212

8.3 基本振荡器213

8.3.1 正弦波振荡器213

8.3.2 锯齿波振荡器213

8.4 其他波形的生成214

8.4.1 使用正弦波叠加215

8.4.2 锯齿波216

8.4.3 三角波217

8.4.4 方波218

8.4.5 方波与逻辑运算219

8.5 滤波器222

8.5.1 低通滤波器222

8.5.2 高通滤波器223

8.5.3 带通滤波器223

8.5.4 压控滤波器224

8.6 包络发生器224

8.6.1 声音信号包络224

8.6.2 使用［line］实现的简单包络发生器225

8.6.3 使用［vline～］实现的复杂包络发生器226

8.6.4 使用数组保存包络227

8.7 幅值与频率控制228

8.7.1 声音信号的度量228

8.7.2 音量的控制与混合234

8.7.3 放大器236

8.7.4 相位238

8.7.5 声波的叠加特性238

8.7.6 频率控制240

8.8 基于声学原理的设计242

8.8.1 反混叠功能242

8.8.2 规格化与直流偏移245

8.8.3 和弦250

8.8.4 滑音251

8.8.5 对ADC输入进行处理251

8.8.6 随机化失谐旋律252

8.8.7 振荡器的应用252

8.8.8 将MIDI音符编号转换为频率值254

第9章 声音合成与采样256

9.1 声音的加法合成256

9.1.1 谐波序列256

9.1.2 随机产生音色260

9.1.3 改变声音的色彩260

9.1.4 自然律与十二平均律260

9.2 声音的减法合成261

9.2.1 白噪声261

9.2.2 滤波器262

9.2.3 粉红噪声265

9.2.4 直流偏移266

9.2.5 数字滤波器工作原理267

9.3 声音的波塑形269

9.3.1 不同波形信号269

9.3.2 转移函数273

9.3.3 受控随机波形274

9.3.4 波形抢断278

9.4 波塑形技术的应用279

9.4.1 歌唱性波形279

9.4.2 转移函数处理音频信号280

9.4.3 偶次分量与奇次分量280

9.5 调制合成281

9.5.1 环形调制281

9.5.2 频率调制283

9.6 调制合成的应用设计285

9.6.1 多声音材料复杂环形调制285

9.6.2 实时环形调制285

9.6.3 实时频率调制285

9.6.4 相位调制286

9.7 粒子合成287

9.7.1 粒子合成原理287

9.7.2 实时粒子合成291

9.7.3 带反馈的实时粒子合成292

9.7.4 粒子合成作为合成器功能293

第10章 声音的采样294

10.1 声音的采样294

10.1.1 采样原理294

10.1.2 声音文件294

10.1.3 数据块295

10.1.4 音频延迟295

10.2 基于array的采样处理296

10.2.1 array的功能296

10.2.2 array的属性298

10.2.3 用消息控制array299

10.2.4 用array存储声音信息301

10.2.5 播放存储的声音文件304

10.2.6 用array实现波形的回放308

10.3 采样技术的应用设计309

10.3.1 简单采样器范例309

10.3.2 带有变化速率的情况310

10.3.3 任意位置采样311

10.3.4 采样播放器312

10.3.5 Loop发生器313

10.3.6 混响316

10.3.7 材质316

10.3.8 梳状滤波器316

10.3.9 八度倍频器317

10.3.10 卡普拉斯—斯特朗算法319

10.4 采样技术相关的其他内容320

10.4.1 array振荡器320

10.4.2 array的回放321

10.4.3 以block方式回放array321

10.4.4 基于采样的滑音效果321

10.4.5 使用array的加法合成324

10.4.6 延迟325

10.4.7 4点插值算法326

10.4.8 基于采样的延迟326

第11章 声音调制与傅里叶变换327

11.1 傅里叶分析327

11.1.1 傅里叶变换原理327

11.1.2 声音分量分析328

11.1.3 对任何声音信号进行分析330

11.2 傅里叶分析的应用设计332

11.2.1 滤波器332

11.2.2 折叠效应333

11.2.3 压缩器333

11.2.4 频谱延迟335

11.2.5 ［fiddle～］组件335

11.2.6 调音器337

11.2.7 八度倍频器第二版338

11.2.8 音高跟随器338

11.3 幅度校正339

11.3.1 限制器339

11.3.2 压缩器341

11.3.3 积运算音342

11.3.4 声源在空间中的运动342

11.3.5 不同频谱窗口344

第12章 MIDI控制技术349

12.1 MIDI设置349

12.1.1 MIDI设置349

12.1.2 MIDI通道和端口350

12.1.3 MIDI硬件351

12.2 在Pd中处理Note事件352

12.2.1 创建和处理Note事件352

12.2.2 MIDI控制器353

12.2.3 发送MIDI信息到其他软件354

12.2.4 其他MIDI相关组件354

第13章 基于GEM的影像处理355

13.1 GEM与影像处理355

13.1.1 GEM的功能355

13.1.2 GEM与OpenGL356

13.1.3 渲染基础357

13.2 GEM中的基本组件357

13.2.1 ［gemwin］组件357

13.2.2 ［gemhead］组件359

13.3 GEM窗口属性363

13.3.1 fullscreen363

13.3.2 Extended desktop363

13.4 基本图像操作364

13.4.1 ［pix_image］组件365

13.4.2 ［pix_multiimage］组件366

13.4.3 ［pix_film］组件367

13.4.4 ［pix_movie］组件367

13.5 图像处理368

13.5.1 ［pix_invert］组件369

13.5.2 ［pix_add］组件370

13.5.3 ［pix_mask］组件371

13.5.4 ［pix_convolve］组件372

13.6 图形绘制373

13.6.1 2D图形的绘制373

13.6.2 3D图形的绘制374

13.6.3 图形的处理和变换375

13.6.4 材质与贴图376

13.6.5 三维模型处理378

13.7 lighting380

13.7.1 图形与光源380

13.7.2 ［world_light］组件381

13.7.3 ［light］组件382

13.7.4 ［spot_light］组件383

13.8 实时影像处理384

13.8.1 ［pix_video］组件384

13.8.2 ［pix_movement］组件386

13.8.3 ［pix_background］组件386

13.8.4 ［pix_blob］组件387

13.8.5 ［alpha］组件388

13.8.6 ［colorRGB］组件388

13.8.7 实时视频输入389

13.8.8 ［pix_chroma_key］组件390

13.8.9 视频混合392

13.8.10 视频录制394

第14章 网络数据与OSC控制395

14.1 网络数据操作395

14.1.1 ［netsend］组件395

14.1.2 ［netreceive］组件396

14.1.3 使用［netsend］和［netreceive］进行网络信号传递397

14.1.4 与其他应用软件相连接398

14.2 OSC398

14.2.1 OSC协议398

14.2.2 OSC连接的设置与建立399

14.2.3 IP地址和主机名400

14.2.4 OSC参数401

14.2.5 连接到硬件或外部应用程序405

14.3 TouchOSC405

14.3.1 TouchOSC简介405

14.3.2 TouchOSC的控制界面406

14.3.3 TouchOSC的配置408

14.3.4 在TouchOSC中设置CoreMIDI网络会话412

14.3.5 使用TouchOSC控制Pure Data413

第15章 人机界面设备设计应用420

15.1 人机界面设备（HID）420

15.1.1 键盘和鼠标420

15.1.2 MIDI标准423

15.1.3 使用信号来控制声音424

15.2 人机界面设备的应用设计425

15.2.1 实时回放patch425

15.2.2 其他HID人机接口设备426

15.2.3 视频输入426

15.2.4 合成器控制427

参考文献430

后记431

致谢433

作者简介434