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前言
对于Qt利用来说,为了更大的跨平台通用性,应用SDL播放音频,同时也能做更多的裁减操作。
声波
声音是通过空气流传的一种间断的波,简称声波。声音的强弱体现在声波压力的大小上,音调的音调体现在声音的频率上。
声音信号由两个基本参数是频率和复读。信号的频率指的是信号每秒变动的次数,用Hz示意。
频率范畴为20Hz~20Khz的信号成为音频信号。该范畴内的音频声音幅度在0~120dB之间,可被人感知到。
声音转换为数字信号,则成为音频信号。
音频信号
音频信号(acoustic signals)是带有语音、音乐和音效的有法则的声波的频率、幅度变动信息载体。依据声波的特色,可把音频信息分类为规定音频和不规则声音。其中规定音频又能够分为语音、音乐和音效。规定音频是一种间断变动的模拟信号,可用一条间断的曲线来示意,称为声波。
声音的三个因素是音调、音强和音色。声波或正弦波有三个重要参数:频率 0、幅度An和相位n ,这也就决定了音频信号的特色。
对音频信号进行采样,模拟信号数字化后,就是数字音频信号了。
数字音频信号
数字音频计算机数据的存储是以0、1的模式存取的,那么数字音频就是首先将音频文件转化,接着再将这些电平信号转化成二进制数据保留,播放的时候就把这些数据转换为模仿的电平信号再送到喇叭播出,数字声音和个别磁带、播送、电视中的声音就存储播放形式而言有着本质区别。相比而言,它具备存储不便、存储老本低廉、存储和传输的过程中没有声音的失真、编辑和解决十分不便等特点。
数字音频信号,就是咱们最终解决的音频数据。
音频数字信号信号具备几个特色:
量化级
简略地说就是形容声音波形的数据是多少位的二进制数据,通常用bit做单位,如16bit、24bit。16bit量化级记录声音的数据是用16位的二进制数,因而,量化级也是数字声音品质的重要指标。咱们形容数字声音的品质,通常就形容为24bit(量化级)、48KHz采样,比方规范CD音乐的品质就是16bit、44.1KHz采样。
声道
能够简略的了解为通过一个振膜采样到的音频数据就是一个声道,两个振膜就是两个声道,以此类推。振膜个别有大、中、小三种尺寸,尺寸越大,对声波越敏感,老本也越高。一个麦克风外面有的有一个振膜,有的有两个振膜。一个振膜的麦克风进行的是Mono单声道录音,两个振膜的麦克风进行的是Stereo双声道立体声录音。五声道盘绕立体声录音就是麦克风1录取东北方向的声音,麦克风2录取东南方向的声音,麦克风3录取东北方向的声音,麦克风4录取西北方向的声音,麦克风5录取正前方的声音。另外还有四声道盘绕立体声录音和七声道盘绕立体声录音。
采样率
简略地说就是通过波形采样的办法记录1秒钟长度的声音,须要多少个数据。44KHz采样率的声音就是要花费44000个数据来形容1秒钟的声音波形。原则上采样率越高,声音的品质越好。
比特率
一种数字音乐压缩效率的参考性指标,示意记录音频数据每秒钟所须要的均匀比特值(比特是电脑中最小的数据单位,指一个0或者1的数),通常咱们应用Kbps(艰深地讲就是每秒钟1024比特)作为单位。CD中的数字音乐比特率为1411.2Kbps(也就是记录1秒钟的CD音乐,须要1411.2×1024比特的数据),近乎于CD音质的MP3数字音乐须要的比特率大概是112Kbps~128Kbps。
压缩率
通常指音乐文件压缩前和压缩后大小的比值,用来简略形容数字声音的压缩效率。
SDL音频播放流程解析
根本流程如下:
步骤一:初始化子系统
初始化音频系统,其余多余的零碎不必初始化。
步骤二:依据音频信息关上音频设备
填充好SDL_AudioSpec音频信息,关上音频设备,此时会返回最靠近的音频设备,若没有靠近的则第二个参数返回0,此时咱们间接第二个参数如0,无需返回。
步骤三:开始播放
应用SDL_PauseAudio(0)进行播放。
步骤四:循环补充数据
依据缓冲区数据长度和文件残余的数据长度进行补充,若缓冲区数据没了,就补充一次,应用SDL_Delay进行1ms的提早,用以后缓存区残余未播放的长度大于0联合后面的提早进行期待。
步骤四(附加):回调函数
开始播放后,会有音频其余子线程来调用回调函数,进行音频数据的补充,通过测试每次补充4096个字节。
步骤五:敞开音频设别
步骤六:退出SDL零碎
SDL播放音频相干变量
struct SDL_AudioSpec
SDL_AudioSpec是蕴含音频输入格局的构造体,同时它也蕴含当音频设备须要更多数据时调用的回调函数,此构造体是要害。
typedef struct SDL_AudioSpec{ int freq; // DSP频率—每秒采样数 SDL_AudioFormat format; // 音频数据格式 Uint8 channels; // 通道数1-单声道,2-立体声 Uint8 silence; // 音频缓冲静音值(计算) Uint16 samples; // 根本是512、1024设置不适合可能会导致卡顿’ Uint16 padding; // 对于某些编译环境是必须的 Uint32 size; // 音频缓冲区大小(字节)(计算) SDL_AudioCallback callback; // 为音频设备提供数据回调(空值应用SDL 本身事后定义的SDL_QueueAudio ()回调函数) void *userdata; // 传递给回调的Userdata(对于空回调疏忽)} SDL_AudioSpec;
举例:播放pcm音频“匆匆那年-44100-16位-双通道.pcm”
// 音频构造体设置SDL_AudioSpec sdlAudioSpec;sdlAudioSpec.freq = 44100;sdlAudioSpec.format = AUDIO_S16SYS;sdlAudioSpec.channels = 1;sdlAudioSpec.silence = 0;sdlAudioSpec.samples = 1024;sdlAudioSpec.callback = callBack_fillAudioData;sdlAudioSpec.userdata = 0;
SDL播放音频相干原型
SDL_Init()
int SDLCALL SDL_Init(Uint32 flags);
应用此函数初始化SDL库,必须在应用大多数其余SDL函数之前调用它,初始化的时候尽量做到“够用就好”,而不要用SDL_INIT_EVERYTHING。会呈现一些不可预知的问题。
- 参数一:输出初始化的设施
SDL_OpenAudio()
int SDL_OpenAudio(SDL_AudioSpec * desired, SDL_AudioSpec * obtained);
此函数应用所需参数关上音频设备,而后如果胜利,则返回0,将理论硬件参数放入已取得指向的构造。如果取得的为空,则音频传递给回调函数的数据将被保障在申请的格局,并将主动转换为硬件音频格式(如有必要)。如果失败,此函数返回-1,则无奈关上音频设备,或无奈设置音频线程。
- 参数一:输出须要关上的音频设备参数;
- 参数二:返回关上胜利的音频设备参数;
SDL_PauseAudio()
extern DECLSPEC void SDLCALL SDL_PauseAudio(int pause_on);
暂停音频性能。函数暂停和勾销暂停音频回调解决。
关上音频后,应应用参数0调用它们开始播放声音的设施。这样就能够在关上音频设备后平安地初始化回调函数的数据。
暂停期间,静音将写入音频设备。
SDL_MixAudio:混音播放函数
void SDL_MixAudio(Uint8 * dst, const Uint8 * src, Uint32 len, int volume);
这须要播放音频格式和混音的两个音频缓冲区它们执行加法、音量调节和溢出剪辑。音量的范畴从0到128,应设置为SDL_MIX_MAXVOLUME全音频音量。留神这不会扭转硬件的音量。
这是为了不便起见,能够混合音频数据。
- 参数一:指标数据,这个是回调函数外面的stream指针指向的,间接应用回调的stream指针即可。
- 参数二:音频数据,这个是将须要播放的音频数据混到stream外面去,那么这里就是咱们须要填充的播放的数据。
- 参数三:音频数据的长度,这个是咱们填充过来的长度。
- 参数四:音量,0~128范畴,SAL_MIX_MAXVOLUME为128,设置的是软音量,不是硬件的音响。
SDL_Delay()
void SDL_Delay(Uint32 ms);
在返回之前期待指定的毫秒数。
SDL_Quit()
void SDLCALL SDL_Quit(void);
此函数用于革除所有初始化的子系统。在所有退出条件后调用它。
Demo源码
void SDLManager::testPlayPCM(){ int ret = 0; // 音频构造体 SDL_AudioSpec sdlAudioSpec;// sdlAudioSpec.freq = 44100; sdlAudioSpec.freq = 22050;// sdlAudioSpec.format = AUDIO_U8; // x// sdlAudioSpec.format = AUDIO_S8; // x// sdlAudioSpec.format = AUDIO_U16LSB; // x// sdlAudioSpec.format = AUDIO_S16LSB; // √// sdlAudioSpec.format = AUDIO_U16MSB; // x// sdlAudioSpec.format = AUDIO_U16LSB; // x// sdlAudioSpec.format = AUDIO_S16MSB; // x// sdlAudioSpec.format = AUDIO_U16; // x sdlAudioSpec.format = AUDIO_S16; // √// sdlAudioSpec.format = AUDIO_S16SYS; // x// sdlAudioSpec.format = AUDIO_S32SYS; // x// sdlAudioSpec.format = AUDIO_F32SYS; // x// sdlAudioSpec.format = AUDIO_F32MSB; // x sdlAudioSpec.channels = 1; sdlAudioSpec.silence = 0; sdlAudioSpec.samples = 1024; // 导致谬误512~1024之间 sdlAudioSpec.callback = callBack_fillAudioData; sdlAudioSpec.userdata = 0; QString fileName;#if 0 fileName = "testPCM/王妃-22050-16位-单通道.pcm"; sdlAudioSpec.freq = 22050; sdlAudioSpec.channels = 1; sdlAudioSpec.format = AUDIO_S16;#endif#if 1 fileName = "testPCM/匆匆那年-44100-16位-双通道.pcm"; sdlAudioSpec.freq = 44100; sdlAudioSpec.channels = 2; sdlAudioSpec.format = AUDIO_S16;#endif#if 0 fileName = "testPCM/北京北京8k16bits单声道.pcm"; sdlAudioSpec.freq = 8000; sdlAudioSpec.channels = 1; sdlAudioSpec.format = AUDIO_S16;#endif#if 0 fileName = "testPCM/冰雨片段48k16bit单声道.pcm"; sdlAudioSpec.freq = 48000; sdlAudioSpec.channels = 1; sdlAudioSpec.format = AUDIO_S16;#endif#if 0 fileName = "testPCM/浪花一朵朵片段48k16bit单声道.pcm"; sdlAudioSpec.freq = 48000; sdlAudioSpec.channels = 1; sdlAudioSpec.format = AUDIO_S16;#endif QFile file(fileName); if(!file.open(QIODevice::ReadOnly)) { LOG << "Failed" << file.exists(); return; } // 步骤一:初始化音频子系统 ret = SDL_Init(SDL_INIT_AUDIO); if(ret) { LOG << "Failed"; return; } // 步骤二:关上音频设备 ret = SDL_OpenAudio(&sdlAudioSpec, 0); if(ret) { LOG << "Failed"; return; } // 步骤三:开始播放 SDL_PauseAudio(0);#if 1 // 步骤四:一次性读取所有的数据 QByteArray data = file.readAll(); int pos = 0; _audioPos = (uint8_t *)data.data(); _audioLen = data.size(); pos += data.size(); while(_audioLen > 0) { SDL_Delay(1); }#else // 步骤四:一次性读取4096 int readSize = 4096; while(true) { _audioPos = (uint8_t *)file.read(readSize).data(); _audioLen = readSize; while(_audioLen > 0) { SDL_Delay(1); } }#endif // 步骤:播放结束 SDL_CloseAudio(); // 步骤:开释SDL SDL_Quit(); if(file.isOpen()) { file.close(); return; }}void SDLManager::callBack_fillAudioData(void *userdata, uint8_t *stream, int len){ SDL_memset(stream, 0, len); if(_audioLen == 0) { return; } len = (len > _audioLen ? _audioLen : len); SDL_MixAudio(stream, _audioPos, len, SDL_MIX_MAXVOLUME); _audioPos += len; _audioLen -= len; // 每次加载4096 LOG << len;}
工程模板:对应版本号v1.1.0
对应版本号v1.1.0:播放裸PCM数据。
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