如何在AudioKit中构建带频率/音高包络的振荡器？

嘿，作为AudioKit新手，你这个思路抓得特别准——把ADSR包络映射到频率这类参数上，确实没法直接用现成的振荡器Bank（它们默认只把ADSR连到音量增益上），得自己动手改改DSP层面的路由逻辑。其实你说的“借鉴AKxxxOscillatorBanks的代码，把ADSR应用到音高”完全可行，下面给你具体的实现思路和代码示例：

现成的振荡器Bank本质是给每个音符分配一个振荡器+一个ADSR包络，然后把包络输出连到振荡器的增益参数。我们要做的就是：

• 保留“多复音+每个音符对应独立包络”的结构
• 把包络的输出目标从「增益」换成「频率」（或者你需要的其他参数，比如滤波器截止频率、相位等）

下面是一个简化版的「支持频率ADSR的正弦振荡器Bank」，你可以基于这个扩展成其他波形的版本：

import AudioKit

class ADSRFrequencyOscillatorBank: AKPolyphonicNode {
    // 存储每个复音对应的振荡器和包络生成器
    private var oscillators: [AKSineOscillator] = []
    private var envelopeGenerators: [AKEnvelopeGenerator] = []
    // 可配置的最大频率偏移范围（单位：Hz）
    var maxFrequencyOffset: Double = 500.0

    // 初始化：指定最大复音数，创建对应数量的振荡器和包络
    init(maxPolyphony: Int = 8, maxFrequencyOffset: Double = 500.0) {
        self.maxFrequencyOffset = maxFrequencyOffset
        super.init()

        for _ in 0..<maxPolyphony {
            let osc = AKSineOscillator()
            let env = AKEnvelopeGenerator()
            
            // 关键：把包络输出映射到频率偏移，再连到振荡器的频率参数
            // 包络输出范围是0-1，乘以偏移范围后得到0到maxFrequencyOffset的偏移量
            env.output.map { $0 * maxFrequencyOffset } >>> osc.frequency
            
            oscillators.append(osc)
            envelopeGenerators.append(env)
            // 把振荡器输出连到Bank的总输出
            osc >>> self.outputNode
        }
    }

    // 触发音符：设置基础音高、力度和ADSR参数
    func play(noteNumber: MIDINoteNumber, 
              velocity: MIDIVelocity, 
              attackDuration: Double = 0.1, 
              decayDuration: Double = 0.2, 
              sustainLevel: Double = 0.5, 
              releaseDuration: Double = 0.3) {
        // 找到空闲的振荡器和包络（没有就复用第一个，简单处理）
        guard let (freeOsc, freeEnv) = findFreeVoice() else { return }

        // 计算当前音符的基础频率
        let baseFrequency = AKMIDIConverters.frequency(forNoteNumber: noteNumber)
        freeOsc.frequency = baseFrequency

        // 配置包络的ADSR参数
        freeEnv.attackDuration = attackDuration
        freeEnv.decayDuration = decayDuration
        freeEnv.sustainLevel = sustainLevel
        freeEnv.releaseDuration = releaseDuration

        // 启动包络和振荡器
        freeEnv.start()
        freeOsc.start()
    }

    // 释放音符：触发包络的release阶段，结束后停止振荡器
    func stop(noteNumber: MIDINoteNumber) {
        for (osc, env) in zip(oscillators, envelopeGenerators) {
            if osc.isPlaying {
                env.stop()
                // 等包络释放完成后再停止振荡器，避免突然截断
                DispatchQueue.main.asyncAfter(deadline: .now() + env.releaseDuration) {
                    osc.stop()
                }
            }
        }
    }

    // 辅助方法：找到第一个空闲的振荡器+包络组合
    private func findFreeVoice() -> (AKSineOscillator, AKEnvelopeGenerator)? {
        for (osc, env) in zip(oscillators, envelopeGenerators) {
            if !osc.isPlaying {
                return (osc, env)
            }
        }
        return (oscillators[0], envelopeGenerators[0])
    }
}

1. 包络到频率的映射：
   上面的代码是把包络的0-1输出直接转成Hz偏移，如果你想要更符合音乐逻辑的音高变化（比如半音偏移），可以把映射逻辑改成：

   // 把包络值映射到-12到+12半音的偏移，再转成频率倍数
   env.output.map { 
       let semitoneOffset = $0 * 24 - 12 // 范围-12到+12
       return pow(2, semitoneOffset / 12) 
   } >>> osc.frequency
   

   这样包络输出0对应降12半音，1对应升12半音，sustain阶段保持在对应比例的音高。

2. 扩展到其他参数：
   如果你想把包络同时连到多个参数（比如频率+滤波器截止频率），只需要多加几条连接就行：

   // 同时控制频率偏移和滤波器截止频率
   env.output.map { $0 * maxFrequencyOffset } >>> osc.frequency
   env.output.map { $0 * 5000 + 100 } >>> filter.cutoffFrequency
   

3. 参考官方Bank源码：
   你可以去看AudioKit里AKOscillatorBank的源码，它的ADSR就是连到AKAmplitudeEnvelope再控制增益的，照着那个结构改参数目标就行，官方的代码在复音管理、音符匹配上更严谨，适合进阶优化。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者headkit