OSC kurz & knapp erklärt (OscMagic bridge)

1️⃣ Was ist OSC?

Open Sound Control (OSC) ist ein Kommunikationsprotokoll für Musik, Medien und Netzwerke. Es legt keine festen Transportwege fest, wird aber meist über UDP-Sockets gesendet.

OSC verwendet eine offene, dynamische URL-Symbolik, ähnlich wie Webadressen.

2️⃣ Das Protokoll

Address-Pattern-Struktur: Zugriff auf TimeTags und Bundles.
Datenformat: Big-Endian.
Mehr Infos: opensoundcontrol.org

3️⃣ TypeTags

int32 – 32-Bit-Ganzzahl
float32 – 32-Bit-Gleitkommazahl
OSC-TimeTag – 64-Bit Integer im NTP-Format (Sekunden & Pikosekunden seit 1.1.1900)
OSC-String – ASCII-Zeichenkette, Länge durch 4 teilbar
OSC-Blob – Binärdatenblock, Länge durch 4 teilbar

4️⃣ Packet

Grundeinheit der Übertragung: OSC-Packet
Sender = OSC-Client, Empfänger = OSC-Server
Größe immer ein Vielfaches von 4 Bytes
Inhalt: Message oder Bundle

5️⃣ Message – einzelne Nachricht

Form einer OSC-Message:

<address pattern> <type tag string> <data>

Beispieladresse

/Sounds/Synthesizer/VCF/CutOff-Frequency

Typische Message

Address: /Sounds/Synthesizer/VCF/CutOff-Frequency
TypeTag: ,f
Data: 0.75

Erklärung: Dieser Befehl setzt den Parameter CutOff-Frequency auf 0,75.

Wildcards für mehrere Ziele gleichzeitig

? – einzelnes beliebiges Zeichen
* – beliebige Zeichenkette
[ ] – Zeichenliste, z. B. [a-z]
{ } – CSV-Strings, z. B. {bass,lead,pad}

Praktisches Beispiel mit Wildcards

Adresse mit Wildcards:

/Sounds/*/VCF/CutOff-?

→ Diese Nachricht würde gleichzeitig mehrere Parameter in verschiedenen Synthesizern ansprechen. Beispiele für Treffer:

/Sounds/Synthesizer/VCF/CutOff-F
/Sounds/Drums/VCF/CutOff-Q
/Sounds/Lead/VCF/CutOff-A

So kann ein OSC-Server **alle passenden Adressen gleichzeitig erkennen** und die jeweiligen Daten anwenden.

6️⃣ TimeTag

Ein OSC-TimeTag ist eine 64-Bit-Zeitangabe (8 Bytes), die angibt, wann eine Nachricht ausgeführt werden soll.

Erste 32 Bit (4 Bytes): Ganze Sekunden seit dem 1. Januar 1900
Letzte 32 Bit (4 Bytes): Bruchteile einer Sekunde (Fraction)

Value: 3523101604,595 Sekunden
ASCII: 065, 234, 063, 200, 116, 147, 010, 062

Oft werden nur die oberen 32 Bits gesendet:

Value: 55491,275 Sekunden
ASCII: 000, 000, 000, 000, 127, 104, 204, 204

Immediate-TimeTag (sofort ausführen):

000 000 000 000 000 000 000 001

Beispiel: Value

3523101604,595 Sekunden

Schritt 1: Ganze Sekunden und Bruchteile aufteilen

Ganze Sekunden = 3523101604
Bruchteile = 0,595

Schritt 2: Umrechnung in 32-Bit Hex

Teil	Dezimal	Hex
Ganze Sekunden	3523101604	D1 C7 40 14
Bruchteile	0,595 × 2^32 ≈ 2557352656	98 73 92 00

Schritt 3: Hex → Dezimal (Byteweise)

Byte	Hex	Dezimal	Bemerkung
1	D1	209	höchstes Byte Sekunden
2	C7	199
3	40	64
4	14	20	niedrigstes Byte Sekunden
5	98	152	höchstes Byte Bruchteile
6	73	115
7	92	146
8	00	0	niedrigstes Byte Bruchteile

Schritt 4: Dezimal → ASCII

Die Bytes werden zur Übertragung häufig als ASCII-Zahlen gesendet:

209, 199, 64, 20, 152, 115, 146, 0

Diese 8 Zahlen repräsentieren exakt den TimeTag.
Der Empfänger setzen sie wieder zusammen → 3523101604,595 Sekunden.

Schritt 5: Vereinfachung

Wenn sekundengenaue Zeit ausreicht, können die unteren 32 Bit (Nachkomma Sekunden) weggelassen werden

7️⃣ Bundle – mehrere Nachrichten gleichzeitig

Ein OSC-Bundle enthält mehrere Messages, optional mit Zeitstempel. Alle enthaltenen Nachrichten werden gemäß dem TimeTag ausgeführt.

Beispiel eines Bundles:

#bundle
  /Sounds/Synthesizer/VCF/CutOff-Frequency ,f 0.75
  /Sounds/Drums/Kick ,i 127

Beide Nachrichten werden gleichzeitig ausgeführt. Bundles können auch verschachtelt sein.

Schritt 1: Header „#bundle“ → ASCII-Codes

Zeichen	ASCII
#	35
b	98
u	117
n	110
d	100
l	108
e	101
\0 (Padding)	0

💡 Hinweis: OSC-Pakete müssen Vielfache von 4 Bytes sein → Nullbytes auffüllen.

Schritt 2: TimeTag → 8 Bytes

Beispiel: TimeTag = sofortige Ausführung → 0 Sekunden

000 000 000 000 000 000 000 001

Die 8 Bytes entsprechen der 64-Bit-Zeitangabe.

Schritt 3: Bundle-Elemente

Jedes Element = Länge (int32, 4 Bytes) + Inhalt (Message)

Beispiel Message:

/Sounds/Synthesizer/VCF/CutOff-Frequency ,f 0.75

Schritt 3a: Länge berechnen

Nachricht in Bytes (inkl. Kommas, Leerzeichen) = z. B. 44 Bytes → auf 4er-Multiple prüfen → evtl. Nullbytes auffüllen

Schritt 3b: Nachricht → ASCII-Codes

Zeichen	ASCII
/	47
S	83
o	111
u	117
n	110
d	100
s	115
/	47
S	83
y	121
0.75	48 46 55 53
Padding	0 0

Schritt 4: Zusammengesetzte ASCII-Liste

Die komplette Nachricht als ASCII-Zahlen (Byte für Byte) für Übertragung:

035 098 117 110 100 108 101 000 000 000 000 000 000 000 001
000 000 000 044 047 083 111 117 110 100 115 047 083 121 110 116 ...
48 46 55 53 000 000

Zusammenfassung

Header #bundle → markiert den Beginn des Bundles.
TimeTag (8 Bytes) → gibt an, wann die Nachrichten ausgeführt werden.
Bundle-Elemente → jedes Element enthält:
- Länge der Nachricht (4 Bytes, Vielfaches von 4)
- Die Nachricht selbst (ASCII-Zeichen + ggf. Nullbytes zum Auffüllen)
Übertragung → jede Zahl in der ASCII-Liste = ein Byte.
Empfänger → setzt die Bytes wieder zusammen → erhält die ursprüngliche Nachricht inklusive Zeitangabe.

8️⃣ Pattern Matching – Nachrichten gezielt adressieren

OSC-Adressen ähneln URLs und können Wildcards enthalten, um Nachrichten flexibel zu routen. Hier erklären wir Schritt für Schritt, wie die verschiedenen Pattern funktionieren.

1. Wildcard ? – genau ein beliebiges Zeichen

Beispiel:

/Sounds/Synthesizer/VCF/CutOff-?

→ Matcht genau ein Zeichen an der Stelle des ?. Beispiele für Treffer: /Sounds/Synthesizer/VCF/CutOff-F, /Sounds/Synthesizer/VCF/CutOff-Q

2. Wildcard * – beliebige Zeichenkette

/Sounds/*/VCF/CutOff-Frequency

→ Matcht beliebige Zeichen zwischen /Sounds/ und /VCF/CutOff-Frequency. Beispiele für Treffer: /Sounds/Synthesizer/VCF/CutOff-Frequency, /Sounds/Drums/VCF/CutOff-Frequency

3. Zeichenliste [ ] – eins von mehreren Zeichen

/Lights/LED[123]

→ Matcht genau eine Stelle, die 1, 2 oder 3 enthält. Treffer: /Lights/LED1, /Lights/LED3. Nicht: /Lights/LED4

4. Bereich [ - ] – ASCII-Bereich

/Lights/LED[A-F]

→ Matcht einen Buchstaben von A bis F. Treffer: /Lights/LEDA, /Lights/LEDF. Nicht: /Lights/LEDG

5. Negation [!...] – alles außer …

/Lights/LED[!123]

→ Matcht jedes Zeichen außer 1, 2 oder 3. Treffer: /Lights/LED0, /Lights/LED4. Nicht: /Lights/LED2

6. Kombinationen

Du kannst Wildcards kombinieren:

/Sounds/*/VCF/CutOff-?[A-C]

→ Matcht beliebige Zeichenkette nach /Sounds/, dann /VCF/CutOff-, gefolgt von genau einem Zeichen, das A, B oder C ist. Beispiel: /Sounds/Drums/VCF/CutOff-B

7. Visualisierung

Stell dir die OSC-Adresse als **Reihe von Zeichen** vor, die nacheinander überprüft werden:

? = ein beliebiges Zeichen
* = beliebige Anzahl von Zeichen
[ABC] = genau ein Zeichen aus der Menge A, B oder C
[!XYZ] = genau ein Zeichen, das nicht X, Y oder Z ist

Ein OSC-Server vergleicht die Adresse eingehender Nachrichten **Zeichen für Zeichen** mit dem Pattern, um zu entscheiden, ob die Nachricht passt.

Diese Zusammenfassung entstand im Zusammenhang mit meiner Arbeit an der Mediensteuerung für Daimler-Benz auf der IAA 2011.