【移動應用開發(fā)技術(shù)】Android音頻開發(fā)（3）：如何播放一幀音頻

【移動應用開發(fā)技術(shù)】Android音頻開發(fā)（3）：如何播放一幀音頻

本文重點關(guān)注如何在Android平臺上播放一幀音頻數(shù)據(jù)。閱讀本文之前，建議先讀一下《Android音頻開發(fā)（1）：基礎(chǔ)知識》，因為音頻開發(fā)過程中，經(jīng)常要涉及到這些基礎(chǔ)知識，掌握了這些重要的概念后，開發(fā)過程中的很多參數(shù)和流程就會更加容易理解。AndroidSDK提供了3套音頻播放的API，分別是：MediaPlayer，SoundPool，AudioTrack，關(guān)于它們的區(qū)別可以看這篇文章：《IntrotothethreeAndroidAudioAPIs》，簡單來說，MediaPlayer更加適合在后臺長時間播放本地音樂文件或者在線的流式資源;SoundPool則適合播放比較短的音頻片段，比如游戲聲音、按鍵聲、鈴聲片段等等，它可以同時播放多個音頻;而AudioTrack則更接近底層，提供了非常強大的控制能力，支持低延遲播放，適合流媒體和VoIP語音電話等場景。音頻的開發(fā)，更廣泛地應用不僅僅局限于播放本地文件或者音頻片段，因此，本文重點關(guān)注如何利AudioTrackAPI來播放音頻數(shù)據(jù)（注意，使用AudioTrack播放的音頻必須是解碼后的PCM數(shù)據(jù)）。1.AudioTrack的工作流程首先，我們了解一下AudioTrack的工作流程：（1）配置參數(shù)，初始化內(nèi)部的音頻播放緩沖區(qū)（2）開始播放（3）需要一個線程，不斷地向AudioTrack的緩沖區(qū)“寫入”音頻數(shù)據(jù)，注意，這個過程一定要及時，否則就會出現(xiàn)“underrun”的錯誤，該錯誤在音頻開發(fā)中比較常見，意味著應用層沒有及時地“送入”音頻數(shù)據(jù)，導致內(nèi)部的音頻播放緩沖區(qū)為空。（4）停止播放，釋放資源2.AudioTrack的參數(shù)配置上面是AudioTrack的構(gòu)造函數(shù)原型，主要靠構(gòu)造函數(shù)來配置相關(guān)的參數(shù)，下面一一解釋（再次建議先閱讀一下《Android音頻開發(fā)（1）：基礎(chǔ)知識》）：（1）streamType這個參數(shù)代表著當前應用使用的哪一種音頻管理策略，當系統(tǒng)有多個進程需要播放音頻時，這個管理策略會決定最終的展現(xiàn)效果，該參數(shù)的可選的值以常量的形式定義在AudioManager類中，主要包括：STREAM_VOCIE_CALL：電話聲音STREAM_SYSTEM：系統(tǒng)聲音STREAM_RING：鈴聲STREAM_MUSCI：音樂聲STREAM_ALARM：警告聲STREAM_NOTIFICATION：通知聲（2）sampleRateInHz采樣率，從AudioTrack源碼的“audioParamCheck”函數(shù)可以看到，這個采樣率的取值范圍必須在4000Hz～192000Hz之間。（3）channelConfig通道數(shù)的配置，可選的值以常量的形式定義在AudioFormat類中，常用的是CHANNEL_IN_MONO（單通道），CHANNEL_IN_STEREO（雙通道）（4）audioFormat這個參數(shù)是用來配置“數(shù)據(jù)位寬”的，可選的值也是以常量的形式定義在AudioFormat類中，常用的是ENCODING_PCM_16BIT（16bit），ENCODING_PCM_8BIT（8bit），注意，前者是可以保證兼容所有Android手機的。（5）bufferSizeInBytes這個是最難理解又最重要的一個參數(shù)，它配置的是AudioTrack內(nèi)部的音頻緩沖區(qū)的大小，該緩沖區(qū)的值不能低于一幀“音頻幀”（Frame）的大小，而前一篇文章介紹過，一幀音頻幀的大小計算如下：intsize=采樣率x位寬x采樣時間x通道數(shù)采樣時間一般取2.5ms~120ms之間，由廠商或者具體的應用決定，我們其實可以推斷，每一幀的采樣時間取得越短，產(chǎn)生的延時就應該會越小，當然，碎片化的數(shù)據(jù)也就會越多。在Android開發(fā)中，AudioTrack類提供了一個幫助你確定這個bufferSizeInBytes的函數(shù)，原型如下：intgetMinBufferSize(intsampleRateInHz,intchannelConfig,intaudioFormat);不同的廠商的底層實現(xiàn)是不一樣的，但無外乎就是根據(jù)上面的計算公式得到一幀的大小，音頻緩沖區(qū)的大小則必須是一幀大小的2～N倍，有興趣的朋友可以繼續(xù)深入源碼探究探究。實際開發(fā)中，強烈建議由該函數(shù)計算出需要傳入的bufferSizeInBytes，而不是自己手動計算。（6）modeAudioTrack提供了兩種播放模式，一種是static方式，一種是streaming方式，前者需要一次性將所有的數(shù)據(jù)都寫入播放緩沖區(qū)，簡單高效，通常用于播放鈴聲、系統(tǒng)提醒的音頻片段;后者則是按照一定的時間間隔不間斷地寫入音頻數(shù)據(jù)，理論上它可用于任何音頻播放的場景?？蛇x的值以常量的形式定義在AudioTrack類中，一個是MODE_STATIC，另一個是MODE_STREAM，根據(jù)具體的應用傳入對應的值即可。4.示例代碼我將AudioTrack類的接口簡單封裝了一下，提供了一個AudioPlayer類，可以到我的Github下載：/Jhuster/Android/blob/master/Audio/AudioPlayer.java這里也貼出來一份：/*

*

COPYRIGHT

NOTICE

*

Copyright

(C)

2016,

Jhuster

<lujun.hust@>

*

/Jhuster/Android

*

*

@license

under

the

Apache

License,

Version

2.0

*

*

@file

AudioPlayer.java

*

*

@version

1.0

*

@author

Jhuster

*

@date

2016/03/13

*/

package

com.jhuster.audiodemo;

import

android.util.Log;

import

android.media.AudioFormat;

import

android.media.AudioManager;

import

android.media.AudioTrack;

public

class

AudioPlayer

{

private

static

final

String

TAG

=

"AudioPlayer";

private

static

final

int

DEFAULT_STREAM_TYPE

=

AudioManager.STREAM_MUSIC;

private

static

final

int

DEFAULT_SAMPLE_RATE

=

44100;

private

static

final

int

DEFAULT_CHANNEL_CONFIG

=

AudioFormat.CHANNEL_IN_STEREO;

private

static

final

int

DEFAULT_AUDIO_FORMAT

=

AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT;

private

static

final

int

DEFAULT_PLAY_MODE

=

AudioTrack.MODE_STREAM;

private

boolean

mIsPlayStarted

=

false;

private

int

mMinBufferSize

=

0;

private

AudioTrack

mAudioTrack;

public

boolean

startPlayer()

{

return

startPlayer(DEFAULT_STREAM_TYPE,DEFAULT_SAMPLE_RATE,DEFAULT_CHANNEL_CONFIG,DEFAULT_AUDIO_FORMAT);

}

public

boolean

startPlayer(int

streamType,

int

sampleRateInHz,

int

channelConfig,

int

audioFormat)

{

if

(mIsPlayStarted)

{

Log.e(TAG,

"Player

already

started

!");

return

false;

}

mMinBufferSize

=

AudioTrack.getMinBufferSize(sampleRateInHz,channelConfig,audioFormat);

if

(mMinBufferSize

==

AudioTrack.ERROR_BAD_VALUE)

{

Log.e(TAG,

"Invalid

parameter

!");

return

false;

}

Log.d(TAG

,

"getMinBufferSize

=

"+mMinBufferSize+"

bytes

!");

mAudioTrack

=

new

AudioTrack(streamType,sampleRateInHz,channelConfig,audioFormat,mMinBufferSize,DEFAULT_PLAY_MODE);

if

(mAudioTrack.getState()

==

AudioTrack.STATE_UNINITIALIZED)

{

Log.e(TAG,

"AudioTrack

initialize

fail

!");

return

false;

}

mIsPlayStarted

=

true;

Log.d(TAG,

"Start

audio

player

success

!");

return

true;

}

public

int

getMinBufferSize()

{

return

mMinBufferSize;

}

public

void

stopPlayer()

{

if

(!mIsPlayStarted)

{

return;

}

if

(mAudioTrack.getPlayState()

==

AudioTrack.PLAYSTATE_PLAYING)

{

mAudioTrack.stop();

}

mAudioTrack.release();

mIsPlayStarted

=

false;

Log.d(TAG,

"Stop

audio

player

success

!");

}

public

boolean

play(byte[]

audioData,

int

offsetInBytes,

int

sizeInBytes)

{

if

(!mIsPlayStarted)

{

Log.e(TAG,

"Player

not

started

!");

return

false;

}

if

(sizeInBytes

<

mMinBufferSize)

{

Log.e(TAG,

"audio

data

is

not

enough

!");

return

false;

}

if

(mAudioTrack.write(audioData,offsetInBytes,sizeInBytes)

!=

sizeInBytes)

{

Log.e(TAG,

"Could

not

write

all

the

samples

to

the

audio

device

!");

}