Звук: ассеты и процедурный синтез (FR-28, FR-29)

Итог: 51 файл, 8,2 МБ в assets/sounds/ (ориентир был ≤ 30 МБ). Всё CC0, кроме двух файлов под CC-BY 4.0 (нужна строка в титрах), плюс 4 файла, которые мы сгенерировали сами. Атрибуция лежит в assets/sounds/LICENSES.md, реестр — в ASSETS.md. Всё можно повторить скриптами из tools/sounds/ (см. конец документа). Вариометр здесь не рассматривается: его звук синтезирует агент instruments.

1. Источники: что можно брать

Вывод: CC0 с freesound плюс собственный процедурный синтез покрывают всё, генеративные модели не понадобились.

2. Кандидаты по категориям

Длительность — у исходника. «Формат» — оригинал на freesound (скачивали HQ-превью Ogg). Качество (1–5) оценено по спектрограмме, огибающей, astats (клиппинг: flat factor / peak count, шумовой порог) и описанию автора. Прослушать ушами было нельзя: машина без звукового выхода для агента. Поэтому оценки «на слух» надо подтвердить (см. вопросы). Кандидаты проверены на речь моделью faster-whisper tiny с VAD: речи не нашлось ни в одном.

2.1 Поток воздуха у лица, в стропах и тросах (самое важное, 20–90 км/ч)

Выбор: гибрид, основа — процедурная. Записи ветра — это одна скорость и один микрофон. Если растягивать их по высоте тона, на 20 и 90 км/ч получаются «те же обои». Физика аэродинамического шума простая: частота ∝ V (число Струхаля), мощность ∝ V^5…6. Её легко повторить тремя периодическими шумовыми лупами и pitch_scale/volume_db в Godot (алгоритм в §3). Две записи добавляют «живость», которой нет у синтеза: wind_ears_loop подмешивается на малой скорости и у сваливания, air_rush_fast_loop — на 60–90 км/ч.

2.2 Шелест и хлопание паруса (малая скорость, сваливание)

Выбор: wing_under_wind_loop (фон, растёт с нагрузкой и скоростью) + sail_luff_loop (трепетание при малой скорости и у сваливания) + sail_snap_01…06 (случайные хлопки при сваливании и в болтанке). Синтетический flutter оставлен, чтобы сравнить на слух: его частоту можно точно привязать к скорости.

2.3 Разбег: шаги по траве и камням, дыхание, шуршание паруса

Шуршание паруса на разбеге — тот же wing_under_wind_loop / sail_luff_loop с громкостью от скорости разбега, плюс carabiner_clip при пристёгивании. Выбор: 8 шагов по траве, 8 по щебню (случайный выбор без повтора подряд, pitch ±5 %, громкость ±2 дБ), breath_run_loop, после посадки breath_pant_after.

2.4 Касание земли (мягкая и жёсткая посадка, удар каркаса)

Выбор: мягкая посадка = land_soft_grass + 1–2 шага. Жёсткая = land_hard_dirt + frame_hit_alu (громкость ∝ вертикальной скорости) + kenney_impactSoft_heavy_*. Касание базовой трубой = kenney_impactMetal_light_*.

2.5 Окружение: ветер на старте, птицы, коровы, тишина на высоте

Выбор: старт = launch_meadow_loop + birds_alpine_loop + wind_launch_gusts_loop (∝ ветру) + grass_wind_loop (∝ ветру) + cowbells_distant_loop (тихо). Тишина на высоте — это отсутствие звука: все слои окружения затухают с высотой над землёй (AGL, см. §3.4). На высоте остаются только поток воздуха, парус и вариометр.

2.6 Скрип каркаса и подвески

Выбор: creak_01…06 — случайно, когда быстро меняется перегрузка (|dG/dt| > порога) и в начале разбега, тихо (−18…−24 дБ относительно потока). carabiner_clip — при пристёгивании перед стартом.

3. Процедурный синтез: что и как делать в Godot

3.1 Поток воздуха — основной алгоритм (рекомендуется)

Готовые заготовки лежат в assets/sounds/airflow/. Все лупы строго периодичны: IFFT шума с заданным спектром, LFO с целым числом периодов на длину лупа. Поэтому они бесшовные без кроссфейда. Реальное время — три-пять AudioStreamPlayer на шине Airflow плюс эффекты. Процессор почти не нагружается (NFR-1).

Эффекты на шине Airflow:

1. AudioEffectLowPassFilter: cutoff_hz = lp_base_hz + lp_per_kmh·V (800 + 60·V, ограничение 16 кГц). На малой скорости звук глухой, на большой открывается «шипение».
2. AudioEffectPanner или два плеера L/R: панорама по углу скольжения β: pan = clamp(β / 20°, −1, 1) · 0,6. Ветер дует в «наветренное» ухо.
3. Опционально AudioEffectCompressor, чтобы 90 км/ч не забивали вариометр. Вариометр — на отдельной шине, всегда поверх.

Модуляции (в _process, сглаживание τ ≈ 0,1–0,3 с, чтобы не было «ступенек»):

• V — воздушная скорость, не путевая (при встречном ветре на старте поток есть и без движения);
• турбулентность: rumble_db += turb_gain_db · |a_vert − a_vert_сглаж| / g (или интенсивность турбулентности из атмосферы);
• у сваливания (α > α_крит − 3°) бафтинг +4…6 дБ: срыв потока с крыла.

Файл tools/sounds/preview/airflow_sweep_demo.ogg — оффлайн-рендер этого алгоритма (20 → 90 → 20 км/ч за 24 с), чтобы подобрать коэффициенты на слух. Код рендера — demo_sweep() в tools/sounds/synth_wind.py.

3.2 Полностью процедурный вариант (AudioStreamGenerator), если лупов окажется мало

Моно, 44,1 кГц, буфер 0,1 с. В _process заполнять get_frames_available() кадров:

white = randf_range(-1, 1)
pink  = фильтр Пола Келлета (7 полюсов) от white          # 1/f
brown = brown*0.995 + white*0.02                          # для бафтинга
# SVF (state-variable filter, Chamberlin), f_c = f_ref * V/V_ref, Q ≈ 0,7 → «шум обтекания»
# 2–4 узких SVF (Q ≈ 40–80) на f_i = 0,2·V/d_i, вход — white, амплитуда каждого — случайная медленная огибающая → «тросы»
# бафтинг: brown через LP 200 Гц, умножить на exp(k·lfo), lfo — сглаженный случайный процесс 0,5–6 Гц
out = g_rush(V)*rush + g_rumble(V)*rumble + Σ g_wire(V)*wire_i

Нагрузка: ~40 операций на сэмпл, в GDScript это ~1,8 млн оп/с — несколько процентов ядра. Этот вариант лучше лупов в одном: частоты тросов и полосы меняются непрерывно, без артефактов ресэмплинга при pitch_scale > 2. Если GDScript окажется медленным — перенести в C# или GDExtension.

3.3 Парус

• wing_under_wind_loop: громкость ∝ 20·log10(q·n_z) (q — скоростной напор, n_z — перегрузка), pitch_scale = 0,9 + 0,2·V/V_ref.
• sail_luff_loop (трепетание): громкость = luff_db · s, где s = smoothstep(V_trim − 5, V_stall, −V) на малой скорости + smoothstep(α_крит − 4°, α_крит, α). pitch_scale = 0,8 + 0,4·V/V_ref.
• sail_snap_*: пуассоновский процесс с частотой λ = snap_rate_hz · s² (до ~3 Гц у сваливания), случайный файл, pitch 0,9–1,1.
• Альтернатива — sail_flutter_synth_loop (импульсы 9 Гц): pitch_scale = f_flutter / 9, где f_flutter ≈ flutter_k · V (порядка 5–15 Гц). В GDScript можно синтезировать напрямую: огибающая exp(−φ/0,12) на фазе φ с частотой f_flutter × полосовой шум ~700 Гц, амплитуда хлопка случайна.

3.4 Окружение и разбег

• Все ambient-слои умножаются на fade_agl = 1 − smoothstep(agl_fade_start_m, agl_fade_end_m, AGL): 20 → 150 м для птиц и травы, 50 → 400 м для колокольчиков.
• wind_launch_gusts_loop и grass_wind_loop: громкость ∝ 20·log10(W / W_ref) (W — ветер у земли из атмосферы), только на земле и низко.
• Шаги: интервал шага = stride_m / V_ground (stride ≈ 1,2–1,6 м при беге). Поверхность — трава или щебень по данным рельефа/ландшафта, по умолчанию трава. Случайный файл без повтора подряд, pitch ±5 %, громкость ±2 дБ.
• Дыхание: breath_run_loop во время разбега, громкость растёт со временем разбега. breath_pant_after — один раз после посадки или остановки.

3.5 Предложение ключей для configs/audio.json (пишет агент instruments)

"airflow": { "v_ref_kmh": 40, "rush_db": -14, "rush_exp": 5.0, "rumble_db": -16, "rumble_exp": 6.0,
             "wires_db": -26, "wires_on_kmh": 35, "lp_base_hz": 800, "lp_per_kmh_hz": 60,
             "ears_fade_kmh": [35, 50], "fast_fade_kmh": [55, 80], "pan_beta_deg": 20, "smooth_s": 0.2,
             "stall_buffet_db": 5, "turb_gain_db": 6 },
"sail":    { "wing_db": -22, "luff_db": -16, "snap_rate_hz": 3.0, "stall_margin_deg": 4 },
"ambient": { "agl_fade_m": [20, 150], "cowbells_agl_fade_m": [50, 400], "wind_ref_ms": 5 },
"run":     { "stride_m": 1.4, "step_pitch_jitter": 0.05, "step_gain_jitter_db": 2 }

4. Проверка качества (tools/sounds/check_assets.py)

• Громкость: лупы нормированы по EBU R128. Поток и парус −20…−23 LUFS, окружение −24…−30 LUFS: фон заведомо тише. One-shot-наборы нормированы общим пиком, естественный разброс громкости внутри набора сохранён. True peak везде ≤ −1 dBFS.
• Стыки лупов: click = |x[0] − x[−1]| / p99(|x[n+1] − x[n]|) после декодирования Ogg. У всех лупов 0,01…0,58: стык не отличается от обычной пары соседних сэмплов. ΔRMS на стыке ≤ 3 дБ. Исключения по ΔRMS — птицы (6,6 дБ) и дыхание (8,7 дБ): там границы стоят между событиями (пауза между вдохами, щебет), так и задумано.
• Найденная проблема: при Vorbis q4 шум квантования на стыке давал скачок в ~6 раз больше типичного на НЧ-материале (wind_ears_loop, центроид 165 Гц). Это тихий «тик» на каждом обороте лупа. Поэтому все лупы кодируются в q6: скачок уменьшился в ~4 раза и стал ниже p99. One-shot — q4.
• Клиппинг проверен у всех кандидатов (astats: flat factor, peak count). Клипованные отброшены: 439242, 456038, 145721.
• Флаги loop=true в .import для *_loop.ogg ставит tools/sounds/set_loop_flags.sh. Можно и в коде: stream.loop = true.

Размер: airflow 1,3 МБ, ambient 5,3 МБ, sail 1,1 МБ, run 0,4 МБ, landing и frame 0,3 МБ. Всего 8,2 МБ.

5. Как повторить

C=/tmp/snd_cache
python3 tools/sounds/fs_search.py "wind grass" --license cc0          # поиск кандидатов (без ключа)
python3 tools/sounds/fetch_candidates.py $C                           # HQ-превью + meta.json (лицензии со страниц)
curl -L <KENNEY_URL из process_assets.py> -o k.zip && unzip k.zip -d $C/kenney_impact
uv run --no-project --with numpy --with scipy python tools/sounds/process_assets.py $C
uv run --no-project --with numpy --with scipy python tools/sounds/synth_wind.py
uv run --no-project --with numpy --with scipy python tools/sounds/check_assets.py [--md]
godot --headless --path . --import && tools/sounds/set_loop_flags.sh && godot --headless --path . --import

Списки кандидатов — tools/sounds/candidates.py. Что и откуда вырезается — таблицы LOOPS, HITS, SINGLES в process_assets.py.