#!/usr/bin/env ruby
# coding: utf-8

# create base.wav
#	sox -n -r 44100 -b 16 -c 2 base.wav trim 0 1

# sssim (Sound Space Simulator)
#	sssim base.wav

begin
	$LOAD_PATH.unshift('/usr/local/lib/ruby')
	require 'libwav'
rescue LoadError
	raise
end

include Math

#		+45°	0°	+y	座標系
#		  \		|
#			\	|
#			  \	|
#	+90° -------O------- +x(m)
#				|

class Man

	# 自分の位置、向き、耳の間の距離(m)
	def initialize(x = 0.0, y = 0.0, d = 0.0, w0 = 0.17)
		@x = x; @y = y; @d = d; @w = w0 / 2
		@sources = []
	end

	# 移動する
	def	move(x, y)
		@x += x; @y += y
	end

	# 向きを変える(左正<->負右)
	def turn(d)
		@d += d
	end

	# 耳の位置を算出して返す
	def ear_position
		r = @d * PI / 180
		lx = @x - cos(r) * @w; ly = @y - sin(r) * @w			# 左耳
		rx = @x + cos(r) * @w; ry = @y + sin(r) * @w			# 右耳
		[[lx, ly], [rx, ry]]
	end

	# 音源オブジェクトを追加
	def <<(source)
		@sources << source
	end

	# 指定の時刻間の音をレンダリング
	def rend(base_wav, t0 = 0, t1 = 1, file = 'output.wav')
		wav = NewWavFile.new(base_wav)
		wav.get_info[0].each {|l|
			puts(l)
		}
		vol = 30000 * (5 ** 2)									# 音量係数(5mの位置で±30000)
		t0 *= 44100; t1 *= 44100; (t0...t1).each {|t|
			yield(t)
			ear_pos = ear_position
			l_gain = r_gain = 0; @sources.each {|source|
				src_pos = source.position(t)
				l_dist = sqrt((src_pos[0] - ear_pos[0][0]) ** 2 + (src_pos[1] - ear_pos[0][1]) ** 2)
				r_dist = sqrt((src_pos[0] - ear_pos[1][0]) ** 2 + (src_pos[1] - ear_pos[1][1]) ** 2)
				l_time = l_dist * 44100 / 340.290				# 音速(340.29m/s)による遅れ(1/44100s単位)
				r_time = r_dist * 44100 / 340.290
				l_gain += source.get_gain(t - l_time) * (vol / l_dist ** 2)	# 過去の発生音量(ゲイン)、距離減衰を加味
				r_gain += source.get_gain(t - r_time) * (vol / r_dist ** 2)
			}
			wav << [l_gain, r_gain]
		}
		wav.save_phrase(0, t1 - t0, file)
	end
end

class SoundSource

	def initialize(file = nil)
		file and @wav = NewWavFile.new(file)
	end

	# 時刻 t の時点の位置を返す、(0, 0) から 10m の位置を 4 秒で左回りに周回する
	def	position(t)
		dist = 10
		d = t.to_f * 90 / 44100
		r = d * PI / 180
		[-dist * sin(r), dist * cos(r)]
	end

	# 音(波)を発生
	def get_gain(t)
		g0 = get_gain0(t0 = t.floor)
		g1 = get_gain0(t0 + 1)
		g0 + (g1 - g0) * (t - t0)								# 線形補間
	end

	def get_gain0(t)
		(@wav.get_gain(t)[1] || 0).to_f / 32768
	end
end

class Ambulance < SoundSource

	# 時刻 t の時点の位置を返す、時速 60km (100m 前方から、100m 後方まで 12 秒)で、右 5m の位置を通り過ぎる
	def	position(t)
		t1 = t % (12 * 44100)
		[5, 100 - t1.to_f * 200 / 44100 / 12]
	end

	# 音(波)を発生
	def get_gain(t)
		f = t % 52920 > 26460 ? 770.0 : 960.0
		omega = 2 * PI * f / 44100
		sin(omega * t)
	end
end

class Gaisensha < SoundSource

	def initialize(file = nil, int = 0)
		super(file)
		@int = int
	end

	# 時刻 t の時点の位置を返す、時速 60km (100m 前方から、100m 後方まで 12 秒)で、右 5m の位置を通り過ぎる
	def	position(t)
		t1 = (t - @int * 44100) % (12 * 44100)
		[5, 100 - t1.to_f * 200 / 44100 / 12]
	end
end

class PanoramaCar < SoundSource

	def initialize(file = nil, int = 0, side = 1)
		super(file)
		@int = int
		@side = side
	end

	# 時刻 t の時点の位置を返す、時速 60km (100m 前方から、100m 後方まで 12 秒)で、右 5m の位置を通り過ぎる
	def position(t)
		t1 = (t - @int * 44100) % (12 * 44100)
		[5 * @side, 100 - t1.to_f * 200 / 44100 / 12]
	end
end

man = Man.new(0, 0)
ss = SoundSource.new('pacmon.wav')
man << ss
man.rend(ARGV[0], 0, 10) {|t|
}

#amb = Ambulance.new
#man << amb
#man.rend(ARGV[0], 0, 12) {|t|
#}

#gs1 = Gaisensha.new('kimigayo.wav')
#man << gs1
#gs2 = Gaisensha.new('kimigayo.wav', 3)
#man << gs2
#man.rend(ARGV[0], 0, 24) {|t|
#}

#pc1 = PanoramaCar.new('panoramacar.wav')
#man << pc1
#pc2 = PanoramaCar.new('panoramacar.wav', 3, -1)
#man << pc2
#man.rend(ARGV[0], 0, 24) {|t|
#}

__END__