2-1 Spectral centroid

let mic, fft;
let nyquist = 22050; // Cache nyquist globally to avoid AudioContext lockups
let isStarted = false;

// 重心の過去の値を保存して滑らかにするための配列
let centroidHistory = [];
const historyLen = 50;

function setup() {
  createCanvas(windowWidth, windowHeight);

  mic = new p5.AudioIn();

  fft = new p5.FFT(1024);
  mic.connect(fft);

  colorMode(HSB, 360, 100, 100);
  noStroke();
}

function draw() {
  if (!isStarted) {
    background(20);
    fill(255);
    textAlign(CENTER, CENTER);
    textSize(24);
    text("Click to Start Microphone", width / 2, height / 2);
    return;
  }

  // スペクトル解析を実行（必須）
  let spectrum = fft.analyze();

  // v2ではgetCentroid()が廃止されているため、自作関数でスペクトルの重心（Hz）を取得
  let centroid = getCentroid(spectrum);

  // 履歴に追加
  if (centroid > 0) {
    centroidHistory.push(centroid);
    if (centroidHistory.length > historyLen) {
      centroidHistory.shift();
    }
  }

  // 過去の重心の平均値を計算して滑らかにする
  let avgCentroid = 0;
  if (centroidHistory.length > 0) {
    let sum = centroidHistory.reduce((a, b) => a + b, 0);
    avgCentroid = sum / centroidHistory.length;
  }

  // 人間の声を中心とした音楽的によく使われる帯域（約100Hz〜8000Hz）を
  // 基準に、色相（Hue: 0〜360）にマッピングする
  let mappedHue = map(
    log(max(avgCentroid, 1)),
    log(100),
    log(8000),
    0,
    360,
    true,
  );

  // 背景色を重心から計算した色にする
  background(mappedHue, 80, 20); // 背景は暗めに

  // 中央の円を描画（P5 v2では Amplitude は別途必要だけど簡易的にRMSを計算する手もある）
  // ここでは正規化されたFFTのエネルギーをボリュームとして使う
  let vol = sumEnergy(spectrum);
  let size = map(vol, 0, 1, 50, height * 0.8);

  fill(mappedHue, 80, 100); // 円は明るく
  circle(width / 2, height / 2, size);

  // データのテキスト表示
  fill(0, 0, 100);
  textAlign(LEFT, TOP);
  textSize(24);
  text("Spectral Centroid", 20, 20);

  textSize(16);
  text(`Current Centroid: ${round(centroid)} Hz`, 20, 60);
  text(`Smoothed Centroid: ${round(avgCentroid)} Hz`, 20, 85);
  text(`Mapped Hue: ${round(mappedHue)}°`, 20, 110);
}

function mousePressed() {
  if (!isStarted) {
    userStartAudio();

    // AudioContextが開始された後に正確なナイキスト周波数を取得
    const ctx = getAudioContext();
    if (ctx && ctx.sampleRate) {
      nyquist = ctx.sampleRate / 2;
    }

    mic.start();
    isStarted = true;
  }
}

function windowResized() {
  resizeCanvas(windowWidth, windowHeight);
}

// p5.sound v2にはgetCentroid()がないため、独自関数で代用
function getCentroid(spectrum) {
  const bins = spectrum.length;
  let num = 0;
  let den = 0;
  for (let i = 0; i < bins; i++) {
    let freq = (i / bins) * nyquist;
    let amp = spectrum[i];
    num += freq * amp;
    den += amp;
  }
  if (den === 0) return 0;
  return num / den;
}

// スペクトル全体のエネルギー合計（簡易ボリューム用）をdBスケールに正規化して返す
function sumEnergy(spectrum) {
  let sum = 0;
  for (let i = 0; i < spectrum.length; i++) {
    sum += spectrum[i] || 0;
  }
  let avg = sum / spectrum.length;

  if (isNaN(avg) || avg <= 0) return 0;

  // p5.sound v2のリニア振幅をデシベル(dB)に変換し、0.0〜1.0スケールに正規化
  let db = 20 * Math.log10(avg);
  let normalized = map(db, -70, -30, 0, 1);
  return constrain(normalized, 0, 1);
}