Generator plików WAV z linii poleceń

gen-files to lekki generator plików WAV napisany w Pythonie, który pozwala tworzyć próbki dźwiękowe o różnych kształtach fali. Program działa w całości na standardowej bibliotece Pythona – nie wymaga żadnych zewnętrznych bibliotek, wystarczy zainstalowany Python 3.

GitHub: github.com/IgorBrzezek/gen-files

Do czego służy gen-files?

Generator przydaje się zawsze, gdy potrzebujemy szybko uzyskać plik WAV o określonych parametrach – bez uruchamiania ciężkiego DAW (cyfrowej stacji roboczej) czy edytora audio. Przykładowe zastosowania:

• Testowanie sprzętu audio – generowanie próbek o znanej częstotliwości do pomiarów.
• Edukacja – pokazanie różnic między falą sinusoidalną, piłokształtną i prostokątną.
• Prototypowanie – szybkie przygotowanie materiału dźwiękowego do wstępnych testów.
• Automatyzacja – generowanie sygnałów w skryptach i potokach CI/CD.

Jak to działa – mechanizm wewnętrzny

Program generuje próbkę dźwiękową, wyliczając kolejne próbki w pętli na podstawie wzoru matematycznego odpowiedniego dla wybranego typu fali. Każda próbka to 16-bitowa liczba całkowita ze znakiem (zakres od -32768 do 32767), co daje standardową jakość CD-audio. Gotowe próbki są zapisywane do pliku WAV za pomocą modułu wave z biblioteki standardowej Pythona.

Obsługiwane są trzy typy fali:

• sinus (sinusoidalna) – gładka, czysta fala, wzór: sin(2 * pi * f * t).
• piła (piłokształtna) – narastająca rampa, wzór: 2 * (t * f - floor(t * f + 0.5)).
• kwadrat (prostokątna) – sygnał włącz/wyłącz, wartość 1 gdy sinus >= 0, w przeciwnym razie -1.

Wynikowy plik WAV ma następujący format:

• Format: RIFF WAV
• Kanały: mono
• Próbka: 16-bit
• Częstotliwość próbkowania: domyślnie 44100 Hz (można zmienić)

Wymagania

• Python 3.7 lub nowszy
• Brak zewnętrznych bibliotek – tylko standardowa biblioteka Pythona
• System operacyjny: dowolny (Linux, Windows, macOS)

Instalacja i uruchomienie

Pobierz plik generate_wav.py z repozytorium i uruchom:

python generate_wav.py [opcje]

Opcje wiersza poleceń – szczegółowy opis

Krótka	Długa	Opis	Domyślnie
-o	--output	Nazwa pliku wyjściowego	output.wav
-d	--duration	Czas trwania w sekundach	1.0
-f	--frequency	Częstotliwość w Hz	440
-t	--type	Typ fali: sinus, piła, kwadrat	sinus
-s	--sample-rate	Częstotliwość próbkowania w Hz	44100

Przykłady użycia

1. Domyślne uruchomienie

python generate_wav.py

Tworzy plik output.wav z falą sinusoidalną 440 Hz (ton A4) o czasie trwania 1 sekunda.

2. Fala sinusoidalna 2 sekundy

python generate_wav.py -d 2 -f 440 -t sinus -o sine.wav

Dwusekundowa fala sinusoidalna o częstotliwości 440 Hz zapisana do pliku sine.wav.

3. Fala prostokątna 1000 Hz

python generate_wav.py -d 1 -f 1000 -t kwadrat -o square.wav

Sekunda fali prostokątnej o częstotliwości 1 kHz.

4. Fala piłokształtna 220 Hz, pół sekundy, niższa częstotliwość próbkowania

python generate_wav.py -d 0.5 -f 220 -t piła -s 22050 -o saw.wav

Półsekundowa fala piłokształtna o częstotliwości 220 Hz próbkowana z częstotliwością 22050 Hz.

5. Własna nazwa pliku i długi czas

python generate_wav.py -o moj_ton.wav -d 5 -f 528

Pięciosekundowy ton 528 Hz zapisany jako moj_ton.wav.

Pliki w repozytorium

Repozytorium zawiera trzy pliki:

• generate_wav.py – główny skrypt generatora, zawiera całą logikę.
• data.py – plik pomocniczy (w rozwoju).
• turbo.py – plik pomocniczy (w rozwoju).

Na obecnym etapie jedynie generate_wav.py jest w pełni funkcjonalny.

Zatrzymywanie programu

Program działa natychmiastowo – generuje plik i kończy działanie. Nie wymaga interakcji użytkownika poza ewentualnym zatrzymaniem przez Ctrl+C, gdyby coś poszło nie tak (co w praktyce nie jest potrzebne, bo wykonanie trwa ułamek sekundy).

Podsumowanie

gen-files to minimalistyczne, ale funkcjonalne narzędzie do generowania plików WAV z linii poleceń. Dzięki wykorzystaniu wyłącznie standardowej biblioteki Pythona jest w pełni przenośne i nie wymaga instalacji dodatkowych pakietów. Trzy dostępne typy fali – sinusoidalna, piłokształtna i prostokątna – w pełni pokrywają podstawowe potrzeby związane z generowaniem próbek dźwiękowych. To dobry przykład, jak napisać praktyczne narzędzie audio w czystym Pythonie bez zewnętrznych zależności.

Źródła: github.com/IgorBrzezek/gen-files