设计自己的音频软件硬件音乐控制器时需要考虑的4件事

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设计自己的音频软件硬件音乐控制器时需要考虑的4件事

设计自己的MIDI控制器可以为您提供无与伦比的软件控制。Liam Lacey解释了如何将其变为现实。
2018年9月，我开始为2018年的Hackaday奖竞赛开展为期6周的项目，在那里我为Sugar Bytes Turnado音频FX软件插件设计并构建了一个专用的硬件MIDI控制器。该项目最终成为该比赛的乐器挑战赛的前20名项目之一。


'Turnado硬件MIDI控制器' - Sugar Bytes Turnado音频FX软件插件的定制专用硬件MIDI控制器。

如果您发现无法以首选方式使用现有硬件设备控制音频插件或DAW，则可能需要为特定的音频软件构建自己的自定义硬件控制器。因此，在本文中，我将重点介绍在考虑为音频软件设计自己的硬件控制器时需要考虑的四个主要方面，根据我的经验提供不同方式的选项和建议。开发Turnado硬件MIDI控制器。


Turnado硬件MIDI控制器的演示正在进行中。
但是，这不是构建MIDI控制器的技术指南; 为此，请参阅我的教程如何使用Teensy构建一个简单的DIY USB MIDI控制器以及Turnado控制器项目日志。

在设计任何类型的用户界面（例如硬件控制器面板）时，应遵循许多通用的接口设计和交互设计原则，以便创建成功且可用的用户界面。尝试解释这些原则超出了本文的范围，但是我建议查看Larry Constantine的用户界面设计原理以及Don Norman的交互设计原理，这有助于我的Turnado控制器的设计方面，参见2-4节这篇文章。

1. MIDI兼容性
为软件设计自己的硬件控制器的第一个重要步骤是确保有问题的软件，特别是您要控制的软件参数，可以由外部硬件源控制。处理音频软件时，几乎总是使用MIDI协议完成; 可能会有不太常见的替代选项（例如Open Sound Control或HID），但为了简单起见，我们假设MIDI是唯一的选择。验证MIDI兼容性的一种方法是查阅软件的用户手册，查找称为“MIDI实现”，“MIDI控制”或仅仅是“MIDI”的部分。方便的是，大多数现代音频软件都是MIDI可控的，

一旦您确认您的软件是MIDI可控制的，下一步就是找出硬件控制器需要发送以控制软件的MIDI消息类型。音频软件上的大多数控件/参数将使用MIDI CC消息进行外部控制，但有些可能会使用更高级类型的MIDI消息，例如SysEx或NRPN消息。您可能还想调查您的软件是否具有任何MIDI输出功能，以便向控制器提供反馈（例如，如果需要，可在控制器上直观显示软件参数值）。要查找软件的MIDI实现，请参阅用户手册的“MIDI”/“MIDI实现”/“MIDI控制”部分。

2.控制类型
在决定控制器的控件类型时，需要考虑两个要点。控件及其行为方式应适合其控制的软件参数。例如，如果控制开关按钮类型参数，那么您可能希望使用按钮类型控件而不是滑块或拨号控件。

该控件应允许您执行与软件的首选物理交互。例如，如果您想通过在空中上下移动手来控制参数，那么您将需要使用某种接近/距离传感器作为控制。

关于以上几点，您可能需要考虑的控件类型的方面包括 - 离散与连续（例如按钮与滑块）; 绝对与相对（例如电位计与旋转编码器），瞬时与锁定（例如按钮与拨动开关）; 和触摸与空中。您可以在控制器上使用许多不同类型的现成控件; 来自普通控制装置，如按钮，拨动开关，电位计和旋转编码器; 更先进的控制和传感器，如压力传感器，双轴操纵杆，红外传感器和触摸屏; 所有提供物理控制软件参数的不同方式。有关这方面的更多信息，从音乐的角度来看，我建议您查看KimBjørn的PUSH TURN MOVE的“控制”章节。


Pioneer DJ DDJ-SZ2设备（上图）用于控制Serato DJ Pro软件，这是一个具有精心设计的控制器的专用硬件控制器的一个很好的例子。通过使用凹凸轮，滑块，衬垫和刻度盘，用户可以以适当和优选的方式控制软件。

我用来控制Turnado主要参数的主要控制类型是拇指操纵杆 - 一种允许'瞬间'双向控制的自定心连续控制 - 正如我在使用Turnado执行实时音频操作时发现的那样，它通常仅在短暂的爆发而不是不断的爆发，一个“回弹”的控制非常有用。此外，您只需一根手指即可操作这些类型的控制 - 与通常需要两根手指的拨号相比 - 这意味着您可以更轻松地同时操作多个控件并控制多个参数。有关我在Turnado控制器上使用的控件的更多信息，请参见此处。



Turnado硬件MIDI控制器上的拇指操纵杆。

3.控制布局
在设计控制器的控制布局时，Larry Constantine的用户界面设计原则中最重要的原则是“结构”，“简单”和“可见性”原则。


具有精心设计的控制布局的专用硬件控制器的一个很好的例子是用于控制Ableton Live软件的Novation Launchpad设备。它包含一个用于触发剪辑的中央网格垫，与软件上剪辑界面的位置和布局相匹配。

基于这些原则，以下是我的Turnado控制器控制布局背后的原因，这些控制布局很可能适用于您自己的控制器设计。

控制布局大致与软件界面的布局相匹配，因此Turnado用户熟悉该界面，因此易于理解。相关控件组合在一起 - 底部有8个“Turnado旋钮”控件，左上角是“Dictator推子”控件，右上角是预设控制器，中间是LCD控件和控制器。

控制组的位置取决于它们的使用频率 - 例如，八个“Turnado旋钮”控件将被最多使用，因此放置在前面，而预设控件将使用较少，因此放置在顶部远离我优势手的一侧的角落。八个'Turnado旋钮'操纵杆在一条线上对齐（而不是像软件界面上的两行四个），这样就可以更容易地同时访问所有这些操纵杆。液晶显示屏位于中心位置，因此在使用控制器时，您的手或手臂不太可能被盖住。没有可自由分配或冗余的控制。


Turnado硬件MIDI控制器的控制布局。

有关控制和界面布局原则的更多信息，从音乐的角度来看，我建议您查看PUSH TURN MOVE的“布局”章节。

4.视觉反馈
视觉反馈在硬件控制器中非常重要，因为即使用户已经离开软件界面，他们仍然需要轻松查看他们控制的参数值。另外，“反馈”是我在本文开头引用的界面设计和交互设计原则的原则。

通过一些控制，例如电位计和拨动开关，您可以通过控件的物理方向/状态来判断控制或软件参数的值。但是，如果您决定使用无法实际显示其值的控件（例如旋转编码器或触摸板/传感器），您很可能希望控制器包含一种可视化显示这些控件/参数值的方法。您可以使用两种主要类型的组件来提供视觉反馈

LED通常是更便宜且技术上更简单的选项，允许使用亮度，颜色和动画显示参数值。在大多数情况下，每个参数需要一个或多个LED，具体取决于可能值的数量，因此如果需要显示许多参数或高分辨率参数，它们可能不是最佳选择。

液晶显示器。这些通常是更昂贵且技术更复杂的选项，但是由于单个LCD几乎可以显示任何文本，形状和颜色排列，因此您可以在单个组件上显示多个参数值，更清晰，更详细。LCD也可以以触摸屏的形式出现，以提供用于控制软件的进一步输入机制。

但是，如本文“MIDI兼容性”部分所述，如果要使用LED或LCD显示软件参数值，则软件可能需要包含MIDI输出功能，以便将MIDI信息发送回控制器。


具有精心设计的视觉反馈的专用硬件控制器的一个很好的例子是Native Instruments Komplete Kontrol S系列键盘，用于控制他们的Komplete软件套件。它们包含两个LCD，用于显示有关正在控制的软件和参数的大量详细信息，用于显示参数状态的背光按钮，以及每个键上方的LED，以显示特定的键盘状态和功能信息。

使用Turnado硬件MIDI控制器，我包括一个LCD用于显示视觉反馈，绘制虚拟滑块以显示所有可控软件参数的值，并使用文本标记每个滑块以及显示控制器的设置（例如当前MIDI通道） 。八个'Turnado旋钮'的值通过来自Turnado的MIDI消息更新，但是其他显示的参数是来自控制器内部状态的值，因为Turnado无法为这些特定参数发送MIDI消息。


Turnado硬件MIDI控制器上的LCD。