Android音频开发(3):如何播放一帧音频

简介:

1. AudioTrack 的工作流程


首先,我们了解一下 AudioTrack 的工作流程:


(1) 配置参数,初始化内部的音频播放缓冲区

(2) 开始播放

(3) 需要一个线程,不断地向 AudioTrack 的缓冲区“写入”音频数据,注意,这个过程一定要及时,否则就会出现“underrun”的错误,该错误在音频开发中比较常见,意味着应用层没有及时地“送入”音频数据,导致内部的音频播放缓冲区为空。

(4) 停止播放,释放资源


2. AudioTrack 的参数配置


wKiom1blOsuyeMLcAAGvYt87ovo649.png


上面是 AudioTrack 的构造函数原型,主要靠构造函数来配置相关的参数,下面一一解释(再次建议先阅读一下《Android音频开发(1):基础知识》):


(1) streamType


这个参数代表着当前应用使用的哪一种音频管理策略,当系统有多个进程需要播放音频时,这个管理策略会决定最终的展现效果,该参数的可选的值以常量的形式定义在 AudioManager 类中,主要包括:


STREAM_VOCIE_CALL:电话声音

STREAM_SYSTEM:系统声音

STREAM_RING:铃声

STREAM_MUSCI:音乐声

STREAM_ALARM:警告声

STREAM_NOTIFICATION:通知声


(2) sampleRateInHz


采样率,从AudioTrack源码的“audioParamCheck”函数可以看到,这个采样率的取值范围必须在 4000Hz~192000Hz 之间。


(3) channelConfig


通道数的配置,可选的值以常量的形式定义在 AudioFormat 类中,常用的是 CHANNEL_IN_MONO(单通道),CHANNEL_IN_STEREO(双通道)


(4) audioFormat


这个参数是用来配置“数据位宽”的,可选的值也是以常量的形式定义在 AudioFormat 类中,常用的是 ENCODING_PCM_16BIT(16bit),ENCODING_PCM_8BIT(8bit),注意,前者是可以保证兼容所有Android手机的。


(5) bufferSizeInBytes


这个是最难理解又最重要的一个参数,它配置的是 AudioTrack 内部的音频缓冲区的大小,该缓冲区的值不能低于一帧“音频帧”(Frame)的大小,而前一篇文章介绍过,一帧音频帧的大小计算如下:


int size = 采样率 x 位宽 x 采样时间 x 通道数


采样时间一般取 2.5ms~120ms 之间,由厂商或者具体的应用决定,我们其实可以推断,每一帧的采样时间取得越短,产生的延时就应该会越小,当然,碎片化的数据也就会越多。


在Android开发中,AudioTrack 类提供了一个帮助你确定这个 bufferSizeInBytes 的函数,原型如下:


int getMinBufferSize(int sampleRateInHz, int channelConfig, int audioFormat);


不同的厂商的底层实现是不一样的,但无外乎就是根据上面的计算公式得到一帧的大小,音频缓冲区的大小则必须是一帧大小的2~N倍,有兴趣的朋友可以继续深入源码探究探究。


实际开发中,强烈建议由该函数计算出需要传入的 bufferSizeInBytes,而不是自己手动计算。


(6) mode


AudioTrack 提供了两种播放模式,一种是 static 方式,一种是 streaming 方式,前者需要一次性将所有的数据都写入播放缓冲区,简单高效,通常用于播放铃声、系统提醒的音频片段; 后者则是按照一定的时间间隔不间断地写入音频数据,理论上它可用于任何音频播放的场景。


可选的值以常量的形式定义在 AudioTrack 类中,一个是 MODE_STATIC,另一个是 MODE_STREAM,根据具体的应用传入对应的值即可。


4. 示例代码


我将 AudioTrack 类的接口简单封装了一下,提供了一个 AudioPlayer 类,可以到我的Github下载:https://github.com/Jhuster/Android/blob/master/Audio/AudioPlayer.java


这里也贴出来一份:


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/*
  *  COPYRIGHT NOTICE  
  *  Copyright (C) 2016, Jhuster <lujun.hust@gmail.com>
  *  https://github.com/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 !" );
         }                                   
                                                    
         mAudioTrack.play();
         
         Log.d(TAG ,  "OK, Played " +sizeInBytes+ " bytes !" );
         
         return  true ;
     }
}


本文转自 Jhuster 51CTO博客,原文链接:http://blog.51cto.com/ticktick/1750593,如需转载请自行联系原作者

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