# （1）テンポ

my $bpm = 138; # beats per minute
# （2）発音パターンの定義
my $seq_kick = [ 1,0,0,0,1,0,0,0,1,0,0,0,1,0,0,0 ];
my $seq_snare = [ 0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0 ];
my $seq_o_hat = [ 0,0,1,0,0,0,1,0,0,0,1,0,0,0,1,0 ];
my $seq_c_hat = [ 1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1 ];

# 発音パターン, 音色, 音量の定義
my @beats = (
    { seq => $seq_kick, tone => $kick, vol => 1.00 },   ┓
{ seq => $seq_snare, tone => $snare, vol => 0.12 },     ┃
    { seq => $seq_o_hat, tone => $o_hat, vol => 0.06 }, ┃（3）
    { seq => $seq_c_hat, tone => $c_hat, vol => 0.02 }  ┛
);

sub create_channel { # （1）
    my $samples_per_sec = 44100;
    my $bpm = shift; # beats per minute
    my $arg_ref = shift;

    my $seq = $arg_ref->{seq};
    my $tone = $arg_ref->{tone};

    # 単音の波形データの生成
    my $oneshot_ref = create_oneshot( $tone );

    # 発音タイミングの計算
    my $bps = ( $bpm / 60.0 ) * 4; # （2）
    my $seq_cnt = scalar( @{$seq} );
    my $interval = $samples_per_sec / $bps; # （3）
    my @plot_tmpl = ();
    for (my $i=0; $i<$seq_cnt; $i++) {
        push @plot_tmpl, int($i * $interval); # （4）
    }

    # 必要な配列サイズを計算して初期化
    my $wav_size =
        $plot_tmpl[$seq_cnt - 1] + scalar(@{$oneshot_ref});
    my @channel = map { 0.0; } 1..$wav_size;

    # チャンネルデータの生成
    for (my $i=0; $i<$seq_cnt; $i++) {
        if ( not $seq->[$i] ) { next; }
        my $j = $plot_tmpl[$i];
        map { $channel[$j++] += $_; } @{$oneshot_ref}; # （5）
    }

    return \@channel;
}

# チャンネルデータの生成
my @channels = map {
    create_channel( $bpm, $_ );
} @beats;

# ミックス
my @samples_beats = ();
foreach my $ch_info ( @beats ) {
    my $ch = create_channel( $bpm, $ch_info ); # （1）
    my $vol = $ch_info->{vol};
    for (my $i=0; $i<scalar(@{$ch}); $i++) {
        $samples_beats[$i] += ( $ch->[$i] * $vol ); # （2）
    }
}

# クリップ
@samples_beats = map {
    ( 1.0 < $_ ) ? 1.0 : ( ($_ < -1.0) ? -1.0 : $_ ); # （3）
} @samples_beats;

sub save_as_wav {
    my $samples_per_sec = 44100;                        # （1）
    my $bits_per_sample = 16;                           # （2）
    my $file_name = shift;
    my $samples_ref = shift;

    my $block_size = $bits_per_sample / 8;              # （3）
    my $size = scalar(@{$samples_ref}) * $block_size;   # （4）
    my $bytes_per_sec = $block_size * $samples_per_sec; # （5）
    my $header =
          'RIFF'                        # ChunkID
        . pack('L', ($size + 36))       # ChunkSize
        . 'WAVE';                       # FormType
    my $fmt_chunk =
          'fmt '                        # ChunkID
        . pack('L', 16)                 # ChunkSize
        . pack('S', 1)                  # WaveFormatType
        . pack('S', 1)                  # Channel
        . pack('L', $samples_per_sec)   # SamplesPerSec
        . pack('L', $bytes_per_sec)     # BytesPerSec
        . pack('S', $block_size)        # BlockSize
        . pack('S', $bits_per_sample);  # BitsPerSample
    my $data_chunk =
          'data'                        # ChunkID
        . pack('L', $size);             # ChunkSize

    open( my $fh, '>', $file_name ) or die;
    binmode $fh;
    print $fh ($header . $fmt_chunk . $data_chunk);
    foreach my $sample (@{$samples_ref}) {
        print $fh pack( 's', int($sample * 32767.0) );  # （6）
    }
    close $fh;
}

# これまでに生成した音データをファイルに書き出す
save_as_wav( 'sin.wav', \@sin_samples );
save_as_wav( 'sin_with_mod.wav', \@sin_with_mod_samples );
save_as_wav( 'kick.wav', $samples_kick_ref );
save_as_wav( 'snare.wav', $samples_snare_ref );
save_as_wav( 'o_hat.wav', $samples_o_hat_ref );
save_as_wav( 'c_hat.wav', $samples_h_hat_ref );
save_as_wav( 'samples_beats.wav', \@samples_beats );