Android下基于PCM的音频渲染
环境准备
请按照我之前的文章-Android下基于SDL的位图渲染,安装必要的开发环境。
实践篇
这里主要参考Beginning SDL 2.0(6) 音频渲染及wav播放,只不过将源从WAV文件改成PCM文件。
准备你要播放的PCM文件
如故你不想使用我提供的PCM,可以自己用ffmpeg转一个PCM文件,具体命令如下:
$ ffmpeg -i src.wav -f s16le -acodec pcm_s16le out.pcm
注意你需要知道这个PCM的采样率、量化位数、声道数。后续播放的时候会用到。
生成之后,将pcm文件放到手机的目录下,我使用的是/sdcard/congtou_8k_mono_16bit.pcm
。
SDL音频播放流程
SDL中音频播放相对简单,只要通过SDL_OpenAudio打开设备,调用SDL_PauseAudio开始播放,播放结束调用SDL_CloseAudio。
这里说明一点,SDL2支持多音频同时播放,不过在打开音频设备的时候需要调用SDL_OpenAudioDevice。
下面是实现的代码:
struct AudioPlayContext
{
bool is_exit; // is audio play buffer empty?
FILE * fpcm;
};
void MyAudioCallback(void* userdata, Uint8* stream, int need_size)
{
AudioPlayContext * context = reinterpret_cast<AudioPlayContext *>(userdata);
size_t actual_read = fread(stream, 1, need_size, context->fpcm);
if (0 == actual_read || feof(context->fpcm))
{
LOGD("we meet stream end %u", actual_read);
context->is_exit = true;
}
}
extern "C" int pcm_main(int argc, char *argv[])
{
// init sdl
if (0 != SDL_Init(SDL_INIT_AUDIO))
{
LOGE("%s %d SDL init audio failed", __FUNCTION__, __LINE__);
return -1;
}
AudioPlayContext ctx;
ctx.is_exit = false;
ctx.fpcm = NULL;
// load yuv
const char *pcm_path = "/sdcard/congtou_8k_mono_16bit.pcm";
LOGI("natvie_SDL load pcm %s", pcm_path);
ctx.fpcm = fopen(pcm_path, "rb");
if (NULL == ctx.fpcm)
{
LOGE("%s %d load pcm failed path %s", __FUNCTION__, __LINE__, pcm_path);
SDL_Quit();
return -2;
}
// open audio device
SDL_AudioSpec want, have;
SDL_memset(&want, 0, sizeof(want)); /* or SDL_zero(want) */
SDL_memset(&want, 0, sizeof(have)); /* or SDL_zero(want) */
want.freq = 8000;
want.format = AUDIO_S16LSB;
want.channels = 1;
want.samples = 1024;
want.callback = MyAudioCallback; // you wrote this function elsewhere.
want.userdata = &ctx;
if (SDL_OpenAudio(&want, &have) < 0)
{
LOGE("Failed to open audio: %s", SDL_GetError());
SDL_Quit();
return -3;
}
if (have.format != want.format)
{
LOGD("We didn't get AUDIO_S16LSB audio format want %d have %d", want.format, have.format);
}
// start audio playing.
SDL_PauseAudio(0);
// wait for the end
while (!ctx.is_exit)
{
SDL_Delay(1000);
}
SDL_CloseAudio();
fclose(ctx.fpcm);
// Quit SDL
SDL_Quit();
return 0;
}
音频播放的处理主要是按照音频设备回调函数填充需要播放的PCM的数据,只要数据填充正确基本就没有什么问题。
理论篇
如果你之前看过SDLActivity.java的实现代码,会发现其中有四个函数:
public static int audioInit(int sampleRate, boolean is16Bit, boolean isStereo, int desiredFrames)
public static void audioWriteShortBuffer(short[] buffer)
public static void audioWriteByteBuffer(byte[] buffer)
public static void audioQuit()
还有一个变量,protected static AudioTrack mAudioTrack
。
很明显的,SDL2通过JNI调用,将C层的PCM数据通过audioWriteShortBuffer/audioWriteByteBuffer调用到java层,并将PCM数据交给AudioTrack播放(至于AudioTrack怎么用,建议参考Android开发文档)。
那么看一下SDL内部是怎么实现的?
SDL_OpenAudioDevice --> open_audio_device --> AndroidAUD_CloseDevice --> Android_JNI_OpenAudioDevice
最核心的函数是open_audio_device,在这个函数里会检查输入输出的音频参数(采样率、采样位数、声道数等),打开音频输出设备,同时启动音频输出线程,定期回调用户注册的回调函数,并将数据写入到音频设备中。有兴趣的建议看看SDL2的源码,关于音频的处理集中在SDL2-src/src/audio目录下。
附加说明
源码下载
本文中涉及所有源码可以从我的git@OSC,下载之后需要切换到pcm_render的tag即可。
其他
本部分主要介绍如何在Android下使用SDL播放PCM数据,最终音频播放是通过AudioTrack实现的。
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