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JS實現audio音訊剪裁剪下複製播放與上傳(步驟詳解)

JS實現audio音訊剪裁剪下複製播放與上傳(步驟詳解)

背景是這樣的,使用者上傳音訊檔案,可能只需要幾十秒就夠了,但是常規的音樂都要3~5分鐘,80%的流量都是不需要的,要是就這麼傳上去,其實是流量的浪費,如果可以在前端就進行剪裁,也就是隻取前面一段時間的音訊,豈不是可以給公司省很多流量費用,前端的業務價值就體現了。

關鍵如何實現呢?

下面,就以“擷取使用者上傳音訊前3秒內容”的需求示意下如何藉助Web Audio API實現音訊的部分複製與播放功能。

一、不嗶嗶,直接正題

實現步驟如下。

1. File物件轉ArrayBuffer

在Web網頁中,使用者選擇的檔案是個file物件,我們可以將這個檔案物件轉換成Blob、ArrayBuffer或者Base64。

在音訊處理這裡,都是使用ArrayBuffer這個資料型別。

程式碼如下所示,假設file型別的檔案選擇框的id是 'file'

file.onchange = function (event) {
 var file = event.target.files[0];
 // 開始識別
 var reader = new FileReader();
 reader.onload = function (event) {
 var arrBuffer = event.target.result;
 // arrBuffer就是包含音訊資料的ArrayBuffer物件
 });
 reader.readAsArrayBuffer(file);
};

使用的是 readAsArrayBuffer() 方法,無論是MP3格式、OGG格式還是WAV格式,都可以轉換成ArrayBuffer型別。

2. ArrayBuffer轉AudioBuffer

這裡的ArrayBuffer相對於把音訊檔案陣列化了,大家可以理解為把音訊檔案分解成一段一段的,塞進了一個一個有地址的小屋子裡,在計算機領域稱為“緩衝區”,就是單詞Buffer的意思。

所謂音訊的剪裁,其實就是希望可以複製音訊前面一段時間的內容。

但是問題來了,ArrayBuffer裡面的資料並沒有分類,統一分解了,想要準確提取某一截音訊資料,提取不出來。

所以,才需要轉換成AudioBuffer,純粹的音訊資料,方便提取。

AudioBuffer是一個僅僅包含音訊資料的資料物件,是Web Audio API中的一個概念。

既然說到了Web Audio API,那我們就順便……順便……,想了想,還是不展開,因為太龐雜了,這Web Audio API至少比Web Animation API複雜了10倍,API之多,體量之大,世間罕見,想要完全吃透了,沒有三年五載,啃不下來。

如果大家不是想要立志成為音視訊處理專家,僅僅是臨時解決一點小毛小病的問題,則不必深入,否則腦坑疼,使用MDN文件中的一些案例東拼西湊,基本的效果也能弄出來。

扯遠了,回到這裡。

AudioBuffer大家可以理解為音樂資料,那為什麼叫AudioBuffer,不叫AudioData呢?

因為Buffer是個專有名詞,直譯為緩衝區,大家可以理解為高速公路,AudioBuffer處理資料更快,而且還有很多延伸的API,就像是高速公路上的服務區,有吃有喝還有加油的地方。

AudioData一看名字就是鄉下土鱉,雖然接地氣,但是,處理好幾兆的資料的時候,就有些帶不動了,就好像騎小電驢,在公速公路和鄉道縣道沒多大區別,但是如果是開跑車,嘖嘖,鄉下路就帶不動了。

如何才能轉換成AudioBuffer呢?

使用AudioContext物件的 decodeAudioData() 方法,程式碼如下:

var audioCtx = new AudioContext();

audioCtx.decodeAudioData(arrBuffer,function(audioBuffer) {
 // audioBuffer就是AudioBuffer
});

3. 複製AudioBuffer前3秒資料

AudioBuffer物件是一個音訊專用Buffer物件,包含很多音訊資訊,包括:

duration
numberOfChannels
sampleRate

等。

包括一些音訊聲道資料處理方法,例如:

getChannelData()
copyFromChannel()
copyToChannel()

文件見這裡: https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/API/AudioBuffer

所以,實現的原理很簡單,建立一個空的AudioBuffer,複製現有的通道資料前3秒的資料,然後複製的內容寫入到這個空的AudioBuffer,於是我們就得到了一個剪裁後的音訊Buffer資料了。

程式碼如下:

// 聲道數量和取樣率
var channels = audioBuffer.numberOfChannels;
var rate = audioBuffer.sampleRate;

// 擷取前3秒
var startOffset = 0;
var endOffset = rate * 3;
// 3秒對應的幀數
var frameCount = endOffset - startOffset;

// 建立同樣採用率、同樣聲道數量,長度是前3秒的空的AudioBuffer
var newAudioBuffer = new AudioContext().createBuffer(channels,endOffset - startOffset,rate);
// 建立臨時的Array存放複製的buffer資料
var anotherArray = new Float32Array(frameCount);
// 聲道的資料的複製和寫入
var offset = 0;
for (var channel = 0; channel < channels; channel++) {
 audioBuffer.copyFromChannel(anotherArray,channel,startOffset);
 newAudioBuffer.copyToChannel(anotherArray,offset);
}

// newAudioBuffer就是全新的複製的3秒長度的AudioBuffer物件

上面JavaScript程式碼中的變數 newAudioBuffer 就是全新的複製的3秒長度的AudioBuffer物件。

4. 使用newAudioBuffer做點什麼?

其實應該是有了AudioBuffer物件後我們可以做點什麼。

能做很多事情。

1) 如果希望直接播放

我們可以直接把AudioBuffer的資料作為音訊資料進行播放

// 建立AudioBufferSourceNode物件
var source = audioCtx.createBufferSource();
// 設定AudioBufferSourceNode物件的buffer為複製的3秒AudioBuffer物件
source.buffer = newAudioBuffer;
// 這一句是必須的,表示結束,沒有這一句沒法播放,沒有聲音
// 這裡直接結束,實際上可以對結束做一些特效處理
source.connect(audioCtx.destination);
// 資源開始播放
source.start();

2) 如果希望在<audio>元素中播放

這個還挺麻煩的。

<audio> 的src屬性獲取音訊資源,再進行處理是簡單的,網上的案例也很多。

但是,想要處理後的AudioBuffer再變成src讓 <audio> 元素播放,嘿嘿,就沒那麼容易了。

我 (張鑫旭) 找了一圈,沒有看到Web Audio API中有專門的“逆轉錄”方法。

唯一可行的路數就是根據AudioBuffer資料,重新構建原始的音訊資料。研究了一番,轉成WAV格式相對容易,想要轉換成MP3格式比較麻煩,這裡有個專案: https://github.com/higuma/mp3-lame-encoder-js 不過自己沒驗證過,不過看程式碼量,還挺驚人的。

因此,我們的目標還是轉到WAV音訊檔案生成上吧,下面這段方法是從網上找的AudioBuffer轉WAV檔案的方法,以Blob資料格式返回。

// Convert AudioBuffer to a Blob using WAVE representation
function bufferToWave(abuffer,len) {
 var numOfChan = abuffer.numberOfChannels,length = len * numOfChan * 2 + 44,buffer = new ArrayBuffer(length),view = new DataView(buffer),channels = [],i,sample,offset = 0,pos = 0;

 // write WAVE header
 // "RIFF"
 setUint32(0x46464952);
 // file length - 8   
 setUint32(length - 8);
 // "WAVE"   
 setUint32(0x45564157);
 // "fmt " chunk
 setUint32(0x20746d66); 
 // length = 16   
 setUint32(16); 
 // PCM (uncompressed)    
 setUint16(1); 
 setUint16(numOfChan);
 setUint32(abuffer.sampleRate);
 // avg. bytes/sec
 setUint32(abuffer.sampleRate * 2 * numOfChan);
 // block-align
 setUint16(numOfChan * 2);
 // 16-bit (hardcoded in this demo)
 setUint16(16);    
 // "data" - chunk
 setUint32(0x61746164); 
 // chunk length   
 setUint32(length - pos - 4);   

 // write interleaved data
 for(i = 0; i < abuffer.numberOfChannels; i++)
 channels.push(abuffer.getChannelData(i));

 while(pos < length) {
  // interleave channels
 for(i = 0; i < numOfChan; i++) {
  // clamp
  sample = Math.max(-1,Math.min(1,channels[i][offset])); 
  // scale to 16-bit signed int
  sample = (0.5 + sample < 0 ? sample * 32768 : sample * 32767)|0; 
  // write 16-bit sample
  view.setInt16(pos,true);  
  pos += 2;
 }
 // next source sample
 offset++     
 }

 // create Blob
 return new Blob([buffer],{type: "audio/wav"});

 function setUint16(data) {
 view.setUint16(pos,data,true);
 pos += 2;
 }

 function setUint32(data) {
 view.setUint32(pos,true);
 pos += 4;
 }
}

WAV格式的相容性還是很6的,如下圖所示:

JS實現audio音訊剪裁剪下複製播放與上傳(步驟詳解)

凡事支援Web Audio API的瀏覽器都支援WAV格式,所以,技術上完全可行。

下面這段JS可以得到剪裁後的WAV音訊的Blob資料格式:

var blob = bufferToWave(newAudioBuffer,frameCount);

有了Blob資料,接下來事情就簡單了。

我們可以直接把Blob資料轉換成URL,可以使用 URL.createObjectURL() 生成一個Blob連結。

假設頁面上有如下HTML程式碼:

<audio id="audio" controls=""></audio>

則如下設定,就可以點選上面的 <audio> 元素進行播放了。

audio.src = URL.createObjectURL(blob);

如果要轉換成Base64地址,可以這麼處理:

var reader2 = new FileReader();
reader2.onload = function(event){
 audio.src = event.target.result;
};
reader2.readAsDataURL(blob);

3) 如果希望上傳剪裁的音訊

有了Blob資料,上傳還不是灑灑水的事情。

可以使用FormData進行傳輸,例如:

var formData = new FormData();
formData.append('audio',blob);
// 請求走起
var xhr = new XMLHttpRequest();
xhr.open('POST',this.cgiGetImg,true);
// 請求成功
xhr.onload = function () {
};
// 傳送資料
xhr.send(formData);

有demo可以進行效果體驗的,您可以狠狠地點選這裡: 使用者上傳的MP3音訊剪裁併播放demo

使用截圖示意如下:

JS實現audio音訊剪裁剪下複製播放與上傳(步驟詳解)

本文地址: https://www.zhangxinxu.com/wordpress/?p=9505

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