Разработка программы для редактирования аудио файлов

 

1.2 Постановка задачи

 

Программа должна включать в себя такие функции:

• Открытие и воспроизведение WAV и MP3 файлов
• Визуализация волны аудио
• Возможность выделения вырезаемого фрагмента
• Возможность изменить амплитуду звука и скорость воспроизведения для вырезаемого фрагмента WAV файла
• Возможность сохранения этого фрагмента на жесткий диск

 

При запуске программы все кнопки кроме «Открытие файла» должны быть не активны. При открытии аудио файла, в окне программы должна визуализироваться аудио волна. Пользователь должен иметь возможность воспроизвести, приостановить, остановить воспроизведение, а также перематывание песни на любые промежутки времени. В GUI должны присутствовать поля с текущим временем воспроизведения, начальным и конечным временем фрагмента, а также отображение имени открытого файла.

Предполагаемая  структура GUI изображена на рисунке 1.2.

                

Рисунок 1.2 – Интерфейс разрабатываемого ПО

2 ПРОЕКТИРОВАНИЕ

 

2.1 Выбор операционной  системы

 

В качестве операционной системы для  разработки программной системы  была выбрана ОС Windows 8 Профессиональная. Выбор операционной системы был определен ее функциональными возможностями, а также распространенностью данной ОС.

 

2.2 Выбор языка  программирования

 

В качестве языка программирования был  выбран язык «C#». Этот объектно-ориентированный, со статической типизацией. Он  является основным языком разработки приложений для платформы Microsoft .NET.

Для реализации графического интерфейса пользователя был выбран интерфейс программирования приложений Windows Presentation Foundation.

Windows Presentation Foundation (WPF) представляет собой обширный API-интерфейс для создания настольных графических программ имеющих насыщенный дизайн и интерактивность. В отличие от устаревшей технологии Windows Forms, WPF включает новую модель построения пользовательских приложений (в основе WPF лежит мощная инфраструктура, основанная на DirectX).

Это означает возможность применения развитых графических эффектов, не платя за это производительностью, как это  было в Windows Forms. Фактически даже становятся доступными такие расширенные средства, как поддержка видеофайлов и трехмерное содержимое. Используя эти средства (при наличии хорошего инструмента графического дизайна), можно создавать бросающиеся в глаза пользовательские интерфейсы и визуальные эффекты, которые были просто невозможны в Windows Forms.

 

2.3 Выбор программного  обеспечения промежуточного уровня 

 

В качестве программного обеспечения  промежуточного уровня был выбран .NET Framework версии 4.5.

.NET Framework является новейшей, разработанной компанией Microsoft, платформой для создания обычных программ и веб-приложений. Данная платформа включает в себя языковую среду CLR. Основное назначение CLR — выполнение приложений, соблюдение всех программных зависимостей, управление памятью, обеспечение безопасности и изоляции приложений, интеграция с языками программирования и т.п.

Данная  платформа получила широкое распространение  и может быть использована на всех современных версиях операционных системах Windows (начиная с Windows XP).

 

2.4 Выбор инструментальных средств

 

В качестве системы разработки была выбрана  IDE Microsoft Visual Studio 2012. Данная система совместима с семейством операционных систем начиная с Windows 7 и обладает рядом оптимизаций для программирования именно под эти ОС.

Данная  среда разработки обладает рядом  преимуществ: IntelliSense, система MSDN, встроенная подсветка ошибок.

IntelliSense – встроенная технология, позволяющая ускорить процесс набора текста программы, путем автоматической генерации списка доступных для вставки в данном месте программы инструкций и ключевых слов.

Среда разработки интегрируется со справочной системой MSDN, которая содержит обширный набор информации о .NET Framework, языках программирования .NET и многом другом.

3 РАЗРАБОТКА

 

3.1 Выбор архитектуры  системы

 

Существует  несколько типов системной архитектуры  проекта, в частности одноуровневая, двухуровневая и трехуровневая. Для трехуровневой архитектуры характерно наличие User Interface, Business Logic, Data Base. Данный тип архитектуры применяется в программном обеспечении, которое осуществляет работу, с какой либо базой данных. Одноуровневая системная архитектура не предусматривает деление на уровни. В данном случае все действия реализации графического интерфейса и решения поставленной задачи выполняются на одном уровне.

В данном проекте будет  рационально использовать двухуровневую  архитектуру. В этом случае разрабатываемая система разделяется на два уровня: User Interface и Business Logic (рисунок 3.1).

 

 

Рисунок 3.1 – Системная структура проекта

 

User Interface – уровень, отвечающий за реализацию графического интерфейса проекта.

Business Logic – уровень системной архитектуры, который отвечает за реализацию алгоритмов функционирования программы.

 

3.2 Построение диаграмм  прецедентов

 

Проведя анализ поставленной задачи, мы выявили  следующих активных актеров, работающих с разрабатываемой программой:

– пользователь;

– плеер.

Функции программы, которые могут выполнять плеер и пользователь, а также отношения между ними можно визуализировать с помощью диаграммы прецедентов (рисунок 3.2).

 

 

Рисунок 3.2 –  Диаграмма вариантов использования

 

Прецедент «Открыть файл» заключается в выборе открываемого файла для воспроизведения и последующей обработки. Открываемый файл должен быть с расширением wav или mp3.

Прецедент «Управление проигрыванием» заключается в управлении проигрыванием открытого файла. Данный прецедент включает в себя прецеденты «Воспроизвести», «Приостановить», «Остановить», «Регулирование громкости».

Прецедент «Воспроизвести» - начать воспроизведение открытого файла.

Прецедент «Приостановить» - приостановить воспроизведение открытого файла.

Прецедент «Остановить» - остановить воспроизведение  открытого файла.

Прецедент «Регулирование громкости» заключается в регулировке громкости проигрываемого файла.

Прецедент «Построение волны аудио» заключается в визуализации волны аудио.

Прецедент «Вырезать фрагмент» заключается в вырезке выбранного фрагмента из файла. Также он имеет точку расширения, которая включается, в случае если пользователь открыл WAV файл. Этот прецедент может выполниться только после выполнения прецедента «Выделить вырезаемый фрагмент».

Прецедент «Выделить вырезаемый фрагмент» заключается в выделении пользователем вырезаемого фрагмента.

Прецедент «Выход» заключается в закрытии окна программы

Прецедент «Обработка WAV» заключается в обработке сэмплов WAV файла. Данный прецедент включает в себя прецеденты «Изменение скорости проигрывания», «Изменение амплитуды звука.

Прецедент «Изменение скорости проигрывания» заключается в изменении скорости проигрывания вырезаемого фрагмента.

Прецедент «Изменение амплитуды звука» заключается в увеличении или уменьшения громкости звучания вырезаемого фрагмента.

 

3.3 Разработка вариантов  использования

 

Исходя  из анализа построенной диаграммы  прецедентов, а также функций, которые должна выполнять программа, были предусмотрены следующие варианты использования, а также для некоторых вариантов использования были разработаны диаграммы последовательности:

 

Номер	ВИ – 01
Название	Открыть файл
Участники	Пользователь
Описание	При выполнении данного варианта использования  пользователь выбирает открываемый файл
Предварительные условия	Нет.
Выходные  условия	Файл открыт и готов к обработке  и проигрыванию.
Порядок действий	Пользователь нажимает кнопку «Browse». Выбирает файл в диалоговом окне и нажимает кнопку «Открыть»
Альтернативный  порядок действий	Нет.
Приоритет	Высокий.

 

Номер	ВИ – 02
Название	Управление проигрыванием.
Участники	Пользователь.
Описание	При выполнении данного варианта использования  пользователь может управлять проигрыванием открытого аудио файла.
Предварительные условия	Пользователь открыл аудио файл.
Выходные  условия	Воспроизведение файла, приостановка проигрывания, остановка проигрывания, изменение громкости.
Порядок действий	Пользователь нажимает на одну из кнопок управления проигрыванием
Альтернативный  порядок действий	Нет.
Приоритет	Высокий.

 

Номер	ВИ – 03
Название	Воспроизвести.
Участники	Плеер.
Описание	При выполнении данного варианта использования  начинается воспроизведение аудио файла.
Предварительные условия	Пользователь открыл аудио файл.
Выходные  условия	Воспроизведение аудио файла.
Порядок действий	Пользователь нажимает кнопку «Play».
Альтернативный  порядок действий	Нет.
Приоритет	Высокий.

 

Номер	ВИ – 04
Название	Приостановить.
Участники	Плеер.
Описание	При выполнении данного варианта использования  приостанавливается воспроизведение аудио файла.
Предварительные условия	Пользователь открыл аудио файл и нажал кнопку «Play».
Выходные  условия	Воспроизведение приостановлено.
Порядок действий	1. Пользователь нажимает кнопку «Pause».
Альтернативный  порядок действий	Нет.
Приоритет	Высокий.

 

Номер	ВИ – 05
Название	Остановить.
Участники	Плеер.
Описание	При выполнении данного варианта использования  останавливается воспроизведение аудио файла.
Предварительные условия	Пользователь открыл аудио файл и нажал кнопку «Play».
Выходные  условия	Воспроизведение остановлено.
Порядок действий	1. Пользователь нажимает кнопку «Stop».
Альтернативный  порядок действий	Нет.
Приоритет	Высокий.

 

Номер	ВИ – 06
Название	Регулирование громкости.
Участники	Плеер.
Описание	При выполнении данного варианта использования  регулируется громкость воспроизведения аудио файла.
Предварительные условия	Пользователь открыл аудио файл и нажал кнопку «Play».
Выходные  условия	Громкость воспроизведения изменена.
Порядок действий	Пользователь двигает бегунок  регулятора громкости в окне программы.
Альтернативный  порядок действий	Нет.
Приоритет	Высокий.

 

Номер	ВИ – 07
Название	Построение волны аудио.
Участники	Плеер.
Описание	При выполнении данного варианта происходит визуализация волны аудио.
Предварительные условия	Пользователь открыл аудио файл.
Выходные  условия	Волна аудио визуализирована.
Порядок действий	Анализ открытого файла Визуализация волны аудио
Альтернативный  порядок действий	Нет.
Приоритет	Высокий.

 

Номер	ВИ – 08
Название	Вырезать фрагмент.
Участники	Пользователь.
Описание	При выполнении данного варианта использования  происходит вырезка выделенного фрагмента и появляется диалог для выбора каталога, куда сохранять вырезаемый фрагмент.
Предварительные условия	Пользователь открыл аудио файл. Пользователь выделил вырезаемый фрагмент.
Выходные  условия	Выделенный фрагмент сохранен в  выбранный каталог.
Порядок действий	Пользователь выбирает каталог для сохранения и вводит имя для фрагмента. Вырезка фрагмента и сохранение его в выбранный каталог.
Альтернативный  порядок действий	Нет.
Приоритет	Высокий.

 

Номер	ВИ – 09
Название	Выделить вырезаемый фрагмент.
Участники	Пользователь.
Описание	При выполнении данного варианта использования  пользователь выделяет вырезаемый фрагмент.
Предварительные условия	Пользователь открыл аудио файл.
Выходные  условия	Выделенный фрагмент выделен.
Порядок действий	Пользователь зажимает левую кнопку мыши (далее ЛКМ) и выделяет нужный отрезок аудио файла, а затем отпускает ЛКМ.
Альтернативный  порядок действий	Пользователь задает время в  элементах управления, где находится начальное и конечное время выделенного отрезка.
Приоритет	Высокий.