實時PCM轉換DSD實作

自從我開始開發XAMP2之後，基本上算是很頻繁的更新，直到今年開始竟然有人開始提了issule，
[SUGGESTION] Add PCM to DSD "resampling"
喔... 有這功能的撥放器都要收費耶~ 思前想後都覺得有難度(雖然之前有想挑戰看看)， 後來那位外過仁兄提供了一個不錯的參考專案PCM-DSD_Converter接著我就著手開始 首先要想一下這個Converter要放在DSP哪邊呢? 因為Converter所以一定是最後輸出要處理的，所以必須要換掉最終寫出的資料的SampleWriter。 

在PCM-DSD_Converter源碼中，作者先把音源split兩個聲道，再把這兩個聲道採樣成目標SampleRate，再把這兩個聲道各為做Delta-Sigma輸出為0和1的資料，最後合併兩聲道的資料輸出DSD檔案。

優化

處理各聲道firfilter都跑一次FFT轉換

作者為了加速轉換速度還使用OpenMP和FFTW，雖然使用了OpenMP進行平行化(各聲道)處理，但是每次都要重新初始化FFTW(firfilter)相關資料，要實時轉換的話就不能這樣做了太費時了。 

檔案當作緩衝區

Split各聲道各一個檔案，Delta-Sigma輸出各聲道一個檔案，轉換工具的話倒是可以如此處理，如果要考慮實時轉換，在記憶體上操作會比較有效率一點。

實作

Split各聲道為double格式

因為XAMP早已透過3rd lib(BASS)已經檔案來源轉換為float格式。

OpenMP 或是 FFTW

OpenMP有平台相依的問題，改用XAMP內建的thread pool處理，FFTW也早已在XAMP使用了。

輸出DOP或是Native DSD格式

因為只是個PCM轉換為DSD的工具，我們必須要還要將資料轉換為DOP或是Native DSD格式。
這是這個轉換過程比較花時間的過程。目前XAMP已經支援DOP格式撥放，以下是DOP轉換過程：

PCM(float) -> INT (24/32)格式 -> 音效卡

從DSD檔案到PCM(float)這段過程，均由3rd lib(BASS)做到，但是要從Delta-Sigma輸出到PCM(float)過程倒是頭一次。

Delta-Sigma(1bit) -> 合併8bit為1byte -> 轉換DOP格式  -> DOP(float)-> INT (24/32)格式 -> 音效卡

合併合併8bit為1byte過程在PCM-DSD_Converter源碼就有，閱讀DOP格式文件得知道，每個24bit 都有DOP Marker(0x05, 0xFA)，所以格式為 0x05 L1 0x05 R1, 0xFA L2 0xFA R2, 0x05 L3 0x05 R3...，最後還將格式轉換為INT (24/32)，所以必須要將結果轉為INT格式，並除上8388608(INT24 MAX)轉換為浮點數。看似過程很簡單，直接這幾天發現0xFA需要MSB必須要補上0xFF(v |= 0xFF000000u)。

TODO

  1. FFT運算實在太耗時並且在處理多維陣列時候效率太差，導致整個程式Debug模式之下效率很差。
  2. 在一個可能需要實時輸出音效程式上，Converter效率太差會拖卡聲音的品質，為了改善此現象，目前採用將ThreadPool綁定某個CPU上，不讓消耗CPU 0的的計算資源。





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