アーキテクチャ概要
MIDI Sketchの内部アーキテクチャを解説します。
プロジェクト構造
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midi-sketch/
├── src/
│ ├── core/ # コア生成エンジン
│ │ ├── pitch_utils.h/cpp # ピッチ操作（テッシトゥーラ、音程）
│ │ ├── chord_utils.h/cpp # コード操作（コードトーン）
│ │ ├── melody_templates.h/cpp # 7つのメロディテンプレート定義
│ │ ├── harmony_context.h/cpp # トラック間衝突検出
│ │ ├── generator.h/cpp # 中央オーケストレーター
│ │ └── types.h # 型定義（約780行）
│ ├── midi/ # MIDI出力（SMF Type 1）
│ ├── track/ # トラック生成器
│ │ ├── vocal.cpp # ボーカル調整（約470行）
│ │ ├── melody_designer.cpp # テンプレート駆動メロディ（約520行）
│ │ ├── aux_track.cpp # Aux副旋律（約440行）
│ │ └── ... # その他のトラック生成器
│ ├── analysis/ # 不協和音分析
│ ├── preset/ # プリセット定義
│ ├── midisketch.h # 公開C++ API
│ └── midisketch_c.h # C API（WASMインターフェース、約360行）
├── tests/ # Google Testスイート（619+テスト）
├── dist/ # WASM配布物
└── demo/ # ブラウザデモコアコンポーネント
MidiSketchクラス
高レベルAPIを提供するメインエントリーポイント：
cpp
class MidiSketch {
void generate(const GeneratorParams& params);
void generateFromConfig(const SongConfig& config);
void regenerateMelody(uint32_t new_seed = 0);
std::vector<uint8_t> getMidi() const;
std::string getEventsJson() const;
const Song& getSong() const;
};Generator
全トラック生成を統括する中央オーケストレーター（src/core/generator.h）：
cpp
class Generator {
Song generate(const GeneratorParams& params);
private:
void buildStructure();
void generateBass();
void generateChord();
void generateVocal();
void generateAux(); // NEW: Aux副旋律生成
void generateDrums();
void generateMotif();
void generateArpeggio();
void applyTransitionDynamics();
void applyHumanization();
};Songコンテナ
生成された全データを保持（8トラック）：
cpp
struct Song {
Arrangement arrangement; // セクション配置
MidiTrack vocal; // チャンネル 0 - 主旋律
MidiTrack aux; // チャンネル 5 - 副旋律（NEW）
MidiTrack chord; // チャンネル 2 - 和声
MidiTrack bass; // チャンネル 3 - ベース
MidiTrack motif; // チャンネル 4 - BackgroundMotifスタイル
MidiTrack arpeggio; // チャンネル 5 - SynthDrivenスタイル
MidiTrack drums; // チャンネル 9 - リズム
MidiTrack se; // チャンネル 15（マーカー）
};データフロー
時間表現
MIDI Sketchは全体でティックベースのタイミングを使用：
cpp
using Tick = uint32_t;
constexpr Tick TICKS_PER_BEAT = 480; // 標準MIDI解像度
constexpr Tick TICKS_PER_BAR = 1920; // 4/4拍子
constexpr uint8_t BEATS_PER_BAR = 4;ノート表現
2層のノート表現：
cpp
// 中間的な音楽表現（内部用）
struct NoteEvent {
Tick startTick; // 絶対開始時間
Tick duration; // ティック単位の長さ
uint8_t note; // MIDIノート（0-127）
uint8_t velocity; // MIDIベロシティ（0-127）
};
// 低レベルMIDIバイト（出力専用）
struct MidiEvent {
Tick tick; // 絶対時間
uint8_t status; // MIDIステータスバイト
uint8_t data1; // 第1データバイト
uint8_t data2; // 第2データバイト
};セクション定義
楽曲はセクションに分割：
cpp
struct Section {
SectionType type; // Intro, A, B, Chorus, Bridge, Interlude, Outro
std::string name; // 表示名
uint8_t bars; // 小節数
Tick startBar; // 開始位置（小節）
Tick start_tick; // 開始位置（ティック）
VocalDensity vocal_density; // Full, Sparse, None
BackingDensity backing_density; // Normal, Thin, Thick
};コンポジションスタイル
3つのコンポジションスタイルが生成アプローチに影響：
| スタイル | 説明 |
|---|---|
| MelodyLead | ボーカルメロディが主役の伝統的なアレンジ |
| BackgroundMotif | 繰り返しモチーフが主役、ボーカルは控えめ |
| SynthDriven | シンセ/アルペジオ主体のエレクトロニックスタイル |
乱数生成
メルセンヌ・ツイスターによる決定論的生成：
cpp
std::mt19937 rng(seed); // 同じシード = 同じ出力シードが0の場合、現在時刻がランダム化に使用されます。
WASMコンパイル
Emscripten経由でWebAssemblyにコンパイル：
- 出力: 約155KB WASM + 約37KB JS（ラッパー + グルー）
- 外部依存なし: 純粋なC++17
- ES6モジュール: モジュラーJavaScriptラッパー
bash
# ビルドフラグ
-sWASM=1 -sMODULARIZE=1 -sEXPORT_ES6=1
-sALLOW_MEMORY_GROWTH=1 -sSTACK_SIZE=1048576C APIレイヤー
WASM相互運用のため、C APIがC++クラスをラップ：
c
// ライフサイクル
MidiSketchHandle handle = midisketch_create();
midisketch_generate(handle, params);
MidiSketchMidiData* midi = midisketch_get_midi(handle);
midisketch_free_midi(midi);
midisketch_destroy(handle);主要関数：
midisketch_generate()- コア生成midisketch_regenerate_melody()- メロディバリエーションmidisketch_get_midi()- MIDIバイナリ出力midisketch_get_events()- JSONイベントデータmidisketch_get_info()- メタデータ（小節数、ティック、BPM）