调制器生命周期和交互

一个 ModulatorEnv 宿主只知道关于它拥有的调制器两件事

1. 它们实现了 Modulator<T>
2. 它们有相同的 T （值类型）

这意味着环境可以对其调制器执行的唯一操作是由 Modulator 特性定义的操作。

虽然 sources.rs 中提供的调制器类型都是为了它们作为调制器的角色而设计的，但其他类型可以实现调制器特性并获得调制能力（尽管在这种情况下，它们可能不会被存储在一个 拥有 环境中）。

很明显，ModulatorEnv 的内容是异质的 - 它们唯一知道的是，它们为相同的 T 实现了 impl Modulator<T>。这是 Rust 的 特制对象 的一个正确用例，实际上这正是 ModulatorEnv 存储它拥有的调制器的方式。

通常调制器会被创建，添加到环境中，然后在目标点进行计算，目标点通过在添加时给宿主分配的符号名称来指定。例如

// Here we are updating some value by scaling it with a modulator, source
// is the name of the modulator in environment m1
self.height = self.base + self.range * st.m1.value(source);

然而，有时您可能希望从环境中访问一个调制器并修改其某些内容，也许是为了通过另一个调制器来调制其设置。

由于 ModulatorEnv 以特制对象的形式存储其内容，因此需要知道其类型并将其向下转换才能将调制器借回。假设我们想要通过同一个环境中的另一个调制器 "amp_mod" 来调制我们之前的 "wave_sin" 调制器的幅度

let ampmod = st.m1.value("amp_mod"); // amplitude modulation value
if let Some(sw) = st.m1.get_mut("wave_sin") { // borrow trait object
    if let Some(ss) = sw.as_any().downcast_mut::<Wave>() { // safely cast it
        ss.amplitude = 1.0 + ampmod; // modify its amplitude attribute
    }
}

在这里，我们读取了 "amp_mod" 的当前值，然后我们以可变方式借用了 "wave_sin" 特制对象的引用。 as_any() 方法是 Modulator 特性的一部分，因此所有调制器都必须实现此转换，通常就像这样

fn as_any(&mut self) -> &mut Any {
    self
}

一旦特征对象被转换为一个 Any，我们就使用 downcast_mut 方法来安全地将其转换回其原始类型，当然，这必须已知。在上面的例子中，我们将它转换回 Wave，然后根据当前值调整 "wave_sin" 的振幅。

注意，虽然 ModulatorEnv 类型在许多情况下既方便又有用，但它不是必需的。有无数种替代方法可以托管调制器，包括根本不需要专门的托管器。调制器只需要可访问并且能够适当地更新，而 ModulatorEnv 只是实现这一目标的一种方法。

Modulator 特质的其它方法

除了 value()、advance() 和 as_any() 之外，Modulator 包还定义了几个其他方法。这些大多数都是可选的，并且调制器不需要以有意义的方式实现它们。请参阅特质方法以获取详细信息，然后是每个包含的调制器的实现。

最后，注意调制器启用状态方法

/// Check if the modulator is disabled
fn enabled(&self) -> bool;

/// Toggle enabling/disabling the modulator
fn set_enabled(&mut self, enabled: bool);

注意，ModulatorEnv 会检查其调制器的启用状态，如果它们被禁用，则不会更新它们。这允许暂停/恢复调制器。

包含的调制器

在 sources.rs 中提供了几个调制器。每个都有本地文档，但我们将在此提供摘要。

1. Wave

使用值闭包/Fn 的简单调制器，具有频率和振幅。闭包接收 self、经过的时间（以秒为单位）并返回一个新值。

2. ScalarSpring

临界阻尼弹簧调制器。以平滑的秒数延迟向其设置的 goal 移动，临界阻尼其到达，使其在目标处减速并停止，而不会超出或振荡。

如果希望超出，可以设置 undamp 的正值以在目标周围添加人工的超出/振荡。

3. Newtonian

一个使用经典力学移动到其 goal 的调制器 - 它保证无论设置如何，都会平滑地加速、减速和速度限制。

目标计算计算运动方程的解析解。当设置新的目标时，从各自的范围内选择 speed_limit、acceleration 和 deceleration 值，然后从当前值开始，以 0 速度加速到所选速率，然后以所选的减速率减速，以确保它在目标处停止。

运动方程的解析解确保无论输入如何，值始终以所选速率加速和减速，并且永远不会超过速度最大值。如果没有足够的时间达到峰值速度，则值将尽可能地加速，同时确保它将减速并在 goal 处精确停止（0 速度）。

4. ScalarGoalFollower

可编程的目标跟随器。为其拥有的follower调制器在其regions中的一个选择一个goal，然后监控其进度，直到跟随器到达目标距离threshold，并且速度为vel_threshold或更低，此时它认为已经到达。

一旦达到目标，它从pause_range中选取一个暂停持续时间（微秒），等待暂停时间过去，然后选择一个新的目标并重复此过程。

此调制器可以为其拥有的follower指定任何其他调制器类型，但无法追求并到达给定goal的类型，当然，永远无法满足到达的条件。

5. ShiftRegister

受到经典模拟移位寄存器（如Buchla合成器中使用的）的启发，此调制器有一个包含从value_range中选择的值的值向量buckets。

寄存器的period是指值遍历寄存器中所有桶所需的时间（秒）。一旦周期结束，值将回到第一个桶并继续移动。

如果interp是ShiftRegisterInterp::None，则返回的值对应于正在访问的当前桶。如果是ShiftRegisterInterp::Linear，则它是当前桶和下一个桶的线性插值。如果是ShiftRegisterInterp::Quadratic，则值是先前、当前和下一个桶的值的多项式插值结果。

每次值离开一个桶（它完成了周期内的访问）时，它有odds的机会替换它刚刚离开的桶中的值，其中odds的范围从0.0（值永远不会更改）到1.0（值始终更改）。

参数age_range可用于指定一个年龄（周期），在此期间值更改的概率线性增加。例如：如果将odds设置为0.1（10%），将age_range设置为[200, 1000)，则在前200个周期内，值的更改概率为10%，在200到1000个周期之间从10%增加到100%。默认情况下，age_range设置为[u32::MAX, u32::MAX]，因此概率永远不会更改。

结果是移位寄存器是周期的，表现出模式（给定足够低的概率），但仍然以有机的方式随时间发展。

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