%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% SYN - náměty pro 1.cvičení: Úvod do problematiky
% 24. září 2025
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
-----------------------------------------------------------
% PŘÍKLAD 1.1: Aliasing - chirp signál
% Vysvětlete vznik signálu y

fs       	= 10000;    
okno     	= 512;
prekryti 	= 500;
NFFT    	= 1024;
doba     	= 10;
% zacatek v F0=0, v T1=1 sekunde dosahne F1=5000 Hz
% y = chirp(t,F0,T1,F1)
t  = 0:1/fs:doba-1/fs; 
y=chirp(t,0,1,5000);                

-----------------------------------------------------------
% PŘÍKLAD 1.2: Aliasing - audio signal
% Vysvětlete rozdíly mezi signály y1 a y2

[x,fs]=wavread('tom');              % fs = 44100 Hz
okno     = 512;
prekryti = 500;
NFFT     = 1024;
DF       = 20;                      % decimacni faktor
y1       = x(1:DF:end);             % fs=2205 Hz pro DF = 20
y2       = decimate(x,20);

-----------------------------------------------------------
kvant.m
function y=kvant(x,b)
y  = (round(2^(b-1) *x+.5)-.5)/2^(b-1);

-----------------------------------------------------------
% PŘÍKLAD 1.3: Kvantování sinusovky
% Zobrazte 1 periodu kvantované sinusovky
%           a) 1-bit
%           b) 2-bity
%           c) 3-bity
fs = 22050; f0 = 50; doba = .02;

-----------------------------------------------------------
% PŘÍKLAD 1.4: Kvantování - audio signál
% Zobrazte a poslouchejte "Tom's dinner" při různém kvantování
[x,fs]=audioread('tom.wav');

-----------------------------------------------------------
% PŘÍKLAD 1.5: Amplitudová obálka - perkusní zvuky
% Pro generování perkusních zvuků (syntetických zvonů, bicích, ...) 
% se často používá exponenciálních obálek. 

% Generujme tón „a1“ s exponenciálně tlumenou obálkou. 
% Časovou konstantu, která určuje dobu poklesu, budeme postupně měnit od 0,3 s až do 1 ms. 
% Výsledné signály si poslechneme a zobrazíme v časové oblasti. 
% Povšimněme si, jak se zkracující se časovou konstantou získává zvuk charakter kliknutí.

fs   = 16000;                            % vzorkovaci frekvence
doba = 0.5;                              % cas.trvani signalu
f0   = 440;                              % frekvence harmonickeho signalu
t    = 0:1/fs:doba-1/fs;                 % casova osa
tau  = [ 0.3 0.1 0.03 0.01 0.003 0.001]; % casove konstanty obalky

-----------------------------------------------------------
% PŘÍKLAD 1.6: Amplitudová obálka ADSR - neperkusní zvuky
%
% Časové obálky syntetických hudebních nástrojů se často modelují jako 
% posloupnost čtyř časových úseků: 
% A - attack   (náběh)
% D - decay    (pokles)
% S - sustain  (průběh)
% R - release  (doznívání)
%
%
% 1.0_|
%     |     /\
%     |    /  \
% 0.5_|   /    \________
%     |  /              \
%     | /                \
%   0_|/__________________\______
%     |   A |  D|   S   | R|
%     0     V   V       V  V
%          a1  a2      a3 a4
%
% Generujme tón „a1“ jako harmonický signál o délce 1 sekundy 
% a vytvořme časovou obálku typu ADSR složenou z lineárních úseků. 
% Sledujme vliv: prodlužování doby náběhu A a poklesu D (zvyrazneni nabehu v case)

fs          = 8000;
f0          = 440;
doba_celkem = 1;
doba_A = [0.001 0.003 0.01 0.03 0.1 0.3];
doba_D = [0.001 0.003 0.01 0.03 0.1 0.3];
doba_R = 0.02;
doba_S = doba_celkem-doba_A-doba_D-doba_R;
a1 = 1; a2 = 0.3; a3 = 0.2; a4 = 0;

-----------------------------------------------------------
% PŘÍKLAD 1.7: Amplitudová obálka ADSR - neperkusní zvuky
% 
% Generujme tón „a1“ jako harmonický signál o délce 1 sekundy 
% a vytvořme časovou obálku typu ADSR složenou z lineárních úseků. 
% Sledujme vliv: změny amplitudy nástupu A (zvyrazneni nabehu v amplitude)

y = [ ]; fs = 8000; f0 = 440;
doba_celkem = 1;
doba_A = 0.1; doba_D = 0.1;  doba_R = 0.1;
doba_S = doba_celkem-doba_A-doba_D-doba_R;
a1 = [0.15 0.3 0.45 0.6 0.75 1.0];
a2 = 0.15; a3 = 0.15; a4 = 0;

-----------------------------------------------------------
% PŘÍKLAD 1.8: Amplitudová obálka ADSR - neperkusní zvuky
% 
% Generujme tón „a1“ jako harmonický signál o délce 1 sekundy 
% a vytvořme časovou obálku typu ADSR složenou z lineárních úseků. 
% Sledujme vliv: změny amplitudy trvání průběhu S 
% (zvyrazneni nabehu poklesem ustal. casti)

y = [ ]; fs = 8000;f0 = 440;
doba_celkem = 1; doba_A = 0.1; doba_D = 0.1;
doba_R = 0.1;
doba_S = doba_celkem-doba_A-doba_D-doba_R;
a1 = 1;
a2 = [0.9 0.75 0.6 0.45 0.3 0.15];
a3 = [0.9 0.75 0.6 0.45 0.3 0.15];
a4 = 0;

-----------------------------------------------------------
% PŘÍKLAD 1.9: Obálka typu náběh - útlum
  n   = 0.5; % n   = 0.01; 0.1; 0.7;
  tau = 0.1; % tau = 0.4;  0.1; 0.7;
  O   = t.^n .* exp(-t./tau); O = O/max(O);

-----------------------------------------------------------
% PŘÍKLAD 1.10: Aperiodický překmit (perkuse)
  tau1  = 0.05;
  tau2  = 0.15;
  O     = exp(-t/tau2)-exp(-t/tau1); O = O/max(O);