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Android custom view to visualize the data of FFT (works with android.media.audiofx.Visualizer)
package com.an_asumin.visualizer;
import android.content.Context;
import android.graphics.Canvas;
import android.graphics.LinearGradient;
import android.graphics.Paint;
import android.graphics.RectF;
import android.graphics.Shader;
import android.util.AttributeSet;
import android.view.View;
public class FftView extends View {
// ----------------------------
// 定数
// ----------------------------
// ピーク値
private static float FFT_PEAK_VALUE = (float) (128 * Math.sqrt(2));
// 表示デシベル数の下限
private static float DISPLAY_MINIMUM_DB = -30;
// 表示する最小周波数
private static float DISPLAY_MINIMUM_HZ = 35;
// 表示する最大周波数
private static float DISPLAY_MAXIMUM_HZ = 30000;
// バンド表示の最小周波数
private static float BAND_MINIMUM_HZ = 40;
// バンド表示の最大周波数
private static float BAND_MAXIMUM_HZ = 28000;
// バンドのデフォルト数
private static int BAND_DEFAULT_NUMBER = 16;
// バンドの内側の表示オフセット
private static float BAND_INNER_OFFSET = 4;
// FFTデータの描画色ID
private static int FFT_DATA_SHADER_START_COLOR_ID = android.R.color.holo_blue_dark;
private static int FFT_DATA_SHADER_END_COLOR_ID = android.R.color.white;
// 対数グリッドの色ID
private static int LOG_GRID_COLOR_ID = android.R.color.secondary_text_light;
// ----------------------------
// 変数
// ----------------------------
// Viewのサイズ
private int currentWidth_;
private int currentHeight_;
// FFTデータ
private byte[] fftData_;
// FFTデータの色
private Paint fftDataPaint_;
// 対数グリッドの座標データ
private float[] logGridDataX_;
private float[] logGridDataY_;
// 対数グリッドの色
private Paint logGridPaint_;
// サンプリングレート
private int samplingRate_;
// 表示するバンドの数
private int bandNumber_;
// バンドの矩形
private RectF[] bandRects_;
// バンドを表示するか(非表示でパルスを描画)
private boolean isBandEnabled_;
// 対数の範囲 (10^xでいうxの数)
private int minLogarithm_;
private int maxLogarithm_;
// 対数の区間あたりの幅 (e.g. 10^1から10^2と,10^2から10^3の描画幅は一緒)
private float logBlockWidth_;
// X方向の表示オフセット
private float logOffsetX_;
// バンド全体のX方向の表示域
private int bandRegionMinX_;
private int bandRegionMaxX_;
// 個々のバンドの幅
private int bandWidth_;
// バンドのデータ
private float[] bandFftData_;
// データ表示用のシェーダ
private LinearGradient fftDataShader_;
// コンストラクタ
public FftView(Context context) {
super(context);
initialize();
}
public FftView(Context context, AttributeSet attrs) {
super(context, attrs);
initialize();
}
public FftView(Context context, AttributeSet attrs, int defStyleAttr) {
super(context, attrs, defStyleAttr);
initialize();
}
// 初期化
private void initialize() {
// 変数設定
bandNumber_ = BAND_DEFAULT_NUMBER;
isBandEnabled_ = true;
// バーの領域確保
bandRects_ = new RectF[bandNumber_];
for(int i = 0; i < bandNumber_; ++i){
bandRects_[i] = new RectF();
}
// データを格納する配列
bandFftData_ = new float[bandNumber_];
// ペイントの設定
fftDataPaint_ = new Paint();
fftDataPaint_.setStrokeWidth(1f);
fftDataPaint_.setAntiAlias(true);
logGridPaint_ = new Paint();
logGridPaint_.setStrokeWidth(1f);
logGridPaint_.setAntiAlias(true);
logGridPaint_.setColor(getResources().getColor(LOG_GRID_COLOR_ID));
}
@Override
public void onWindowFocusChanged(boolean hasWindowFocus) {
super.onWindowFocusChanged(hasWindowFocus);
// Viewの高さ,幅が取れるのでそれらに依存した計算を行う
currentHeight_ = getHeight();
currentWidth_ = getWidth();
calculateViewSizeDependedData();
}
// Viewのサイズを基に対数グリッドとバーの座標を計算
private void calculateViewSizeDependedData() {
// 対数の範囲を計算
minLogarithm_ = (int) Math.floor(Math.log10(DISPLAY_MINIMUM_HZ));
maxLogarithm_ = (int) Math.ceil(Math.log10(DISPLAY_MAXIMUM_HZ));
// 対数の区間あたりの幅
logBlockWidth_ = (float) (getWidth() / (Math.log10(DISPLAY_MAXIMUM_HZ) - Math.log10(DISPLAY_MINIMUM_HZ)));
// X方向の表示オフセット
logOffsetX_ = (float) (Math.log10(DISPLAY_MINIMUM_HZ) * logBlockWidth_);
// グリッドの線の数を数えて領域を確保,座標を計算して格納
//
int lineNumberX = 10 - (int) (DISPLAY_MINIMUM_HZ / Math.pow(10, minLogarithm_));
lineNumberX += 9 * (maxLogarithm_ - minLogarithm_ - 2);
lineNumberX += (int) (DISPLAY_MAXIMUM_HZ / Math.pow(10, maxLogarithm_ - 1));
logGridDataX_ = new float[lineNumberX];
int logGridDataCounterX = 0;
int left = getLeft();
int right = getRight();
for(int i = minLogarithm_; i < maxLogarithm_; ++i){
for(int j = 1; j < 10; ++j){
float x = (float) Math.log10(Math.pow(10, i)*j) * logBlockWidth_ - logOffsetX_;
if(x >= left && x <= right){
logGridDataX_[logGridDataCounterX] = x;
logGridDataCounterX++;
}
}
}
//
int lineNumberY = (int) (Math.ceil(-DISPLAY_MINIMUM_DB / 10));
float deltaY = (float) (getHeight() / -DISPLAY_MINIMUM_DB * 10);
logGridDataY_ = new float[lineNumberY];
int top = getTop();
for(int i = 0; i < lineNumberY; ++i){
logGridDataY_[i] = top + deltaY * i;
}
// 各々のバンドの座標を計算
bandRegionMinX_ = (int) (Math.log10(BAND_MINIMUM_HZ) * logBlockWidth_ - logOffsetX_);
bandRegionMaxX_ = (int) (Math.log10(BAND_MAXIMUM_HZ) * logBlockWidth_ - logOffsetX_);
bandWidth_ = (int) (bandRegionMaxX_ - bandRegionMinX_) / bandNumber_;
int bottom = getBottom();
for(int i = 0; i < bandNumber_; ++i){
bandRects_[i].bottom = bottom;
bandRects_[i].top = bottom; // バーが表示されないように
bandRects_[i].left = bandRegionMinX_ + (bandWidth_ * i) + BAND_INNER_OFFSET;
bandRects_[i].right = bandRects_[i].left + bandWidth_ - BAND_INNER_OFFSET;
}
// シェーダーを設定
int color0 = getResources().getColor(FFT_DATA_SHADER_START_COLOR_ID);
int color1 = getResources().getColor(FFT_DATA_SHADER_END_COLOR_ID);
fftDataShader_ = new LinearGradient(0, bottom, 0, top, color0, color1, Shader.TileMode.CLAMP);
fftDataPaint_.setShader(fftDataShader_);
}
// サンプリングレート
public void setSamplingRate(int samplingRateInMilliHz) {
samplingRate_ = samplingRateInMilliHz / 1000;
}
public int getSamplingRate() {
return samplingRate_;
}
// 更新
public void update(byte[] bytes) {
fftData_ = bytes;
invalidate();
}
// 描画
@Override
protected void onDraw(Canvas canvas) {
super.onDraw(canvas);
// Viewのサイズ変更があった場合,再計算
if(currentWidth_ != getWidth() || currentHeight_ != getHeight()){
calculateViewSizeDependedData();
}
// グリッド描画
drawLogGrid(canvas);
// 波形データがない場合には処理を行わない
if (fftData_ == null){
return;
}
// FFTデータの描画
drawFft(canvas);
}
// FFTの内容を描画
private void drawFft(Canvas canvas) {
// Viewのサイズ情報
int top = getTop();
int height = getHeight();
// データの個数
int fftNum = fftData_.length / 2;
// データをバンドに加工して表示
if(isBandEnabled_){
// データの初期化
for(int i = 0; i < bandNumber_; ++i){
bandFftData_[i] = 0;
}
// データを順に見ていく
for(int i = 1; i < fftNum; ++i){
// 注目しているデータの周波数
float frequency = (float) (i * samplingRate_ / 2) / fftNum;
// 表示位置から対応するバンドのインデックスを計算
float x = (float) (Math.log10(frequency) * logBlockWidth_) - logOffsetX_;
int index = (int) (x - bandRegionMinX_) / bandWidth_;
if(index >= 0 && index < bandNumber_){
// 振幅スペクトルを計算
float amplitude = (float) Math.sqrt(Math.pow((float)fftData_[i * 2], 2) + Math.pow((float)fftData_[i * 2 + 1], 2));
if(amplitude > 0 ){
// 対応する区間で一番大きい値を取っておく
if(bandFftData_[index] < amplitude) {
bandFftData_[index] = amplitude;
}
}
}
}
// バーの高さを計算して描画
for(int i = 0; i < bandNumber_; ++i){
float db = (float) (20.0f * Math.log10(bandFftData_[i]/FFT_PEAK_VALUE));
float y = (float) (top - db / -DISPLAY_MINIMUM_DB * height );
bandRects_[i].top = y;
canvas.drawRect(bandRects_[i], fftDataPaint_);
}
// データをそのまま線分で表示
}else{
int bottom = getBottom();
int right = getRight();
int left = getLeft();
// 直流成分(0番目)は計算しない
for(int i = 1; i < fftNum; ++i){
// 注目しているデータの周波数
float frequency = (float) (i * samplingRate_ / 2) / fftNum;
// 振幅スペクトルからデシベル数を計算
float amplitude = (float) Math.sqrt(Math.pow((float)fftData_[i * 2], 2) + Math.pow((float)fftData_[i * 2 + 1], 2));
float db = (float) (20.0f * Math.log10(amplitude/FFT_PEAK_VALUE));
// 描画
float x = (float) (Math.log10(frequency) * logBlockWidth_) - logOffsetX_;
if(x >= left && x <= right){
float y = (float) (top - db / -DISPLAY_MINIMUM_DB * height );
canvas.drawLine(x, bottom, x, y, fftDataPaint_);
}
}
}
}
// グリッド描画
private void drawLogGrid(Canvas canvas) {
// 横方向
int bottom = getBottom();
int top = getTop();
for(float x: logGridDataX_) {
canvas.drawLine(x, bottom, x, top, logGridPaint_);
}
// 縦方向
int width = getWidth();
for(float y: logGridDataY_) {
canvas.drawLine(0, y, width, y, logGridPaint_);
}
}
}
@anhdiepmmk

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commented Jul 30, 2016

Hi asumin
I try using this class but it don't working. (see this picture -> https://postimg.org/image/ab3llf9fb/)
So can you give to me example to using this class ?
Many thank you !
Arigato

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