Java 音訊處理技術簡介
Java Sound包介紹
Java sound API 比較簡單陳舊，受作業系統影響較大，無法滿足一些專業場景。比如在 windows 下8路輸入的音效卡會被識別為4個2路輸入的裝置，無法協同工作。但是它提供了很多基礎 API，還是很有必要了解一下的。
包：
- sampled包 聲音取樣處理
- midi 包 midi 音樂處理
類：
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AudioSystem 用來操作各種系統資源，如外接的話筒，輸入等；可以從這些裝置直接得到io 流；還可以在各種音訊格式之間轉換。——要注意資料格式和檔案格式的區別！
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AudioFormat 用來表示資料格式，包括編碼技術（通常是脈碼調製即 PCM），通道數，取樣率，每個樣(敏感詞)本位數，幀速率，幀大小，位元組順序
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AudioFileFormat 用來表示檔案格式，包括檔案型別，檔案長度(位元組)，檔案中的音訊資料長度(幀)，
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Mixer 用來表示各種裝置，作用是接收 n 錄輸入，處理後送到 n 錄輸出。
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Line 是 Port, Mixer, DataLine 的公共父介面，他們可以對流經的訊號進行控制，如gain（以分貝影響訊號的體積），pan（影響聲音的左右定位，混響（這會增加聲音的混響）模擬不同型別的房間聲學）和取樣率（影響播放速率以及聲音間距）
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Port 簡單表示來自或到聲音裝置的線
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DataLine 提供與媒體相關的功能，如音訊格式，媒體位置，緩衝區大小，電平，啟停，暫停和回覆，重新整理，drain，活動狀態
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SourceDataLine 用來把資料寫入 Mixer，write()的引數表示寫入緩衝區的資料，建議每次寫入的資料大小比緩衝區大。期間如果呼叫 stop()會立刻停止播放，剩餘資料殘留在緩衝區，下次再呼叫 start()會繼續播放。
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TargetDataLine 用來從Mixer 接收音訊資料，open()表示準備好，start()開始捕獲資料到緩衝區，read()讀取緩衝區的資料，每次讀取的資料應該比緩衝區小，比如例子中是緩衝區大小的1/5。
綜上，兩種 line 都一樣，open/close 是控制線的程式資源；start/stop 是控制裝置；write/read/flush/drain 是控制緩衝區。其中前四個方法會產生事件。
ASIO介紹
ASIO（Audio stream input output）是一種音訊流輸入輸出API，由 Steinberg 公司開發，可實現低延遲、高同步、高吞吐率。當今主流音效卡都會支援，在 windows 和 mac os 下都有驅動。參考資料中有Steinberg 公司的 ASIO SDK 下載連結，是 C++語音實現的。然而要在 Java 中呼叫 ASIO並不需要下載此 SDK，而是可以使用開源的 JAsioHost 庫。見下一節
另外，ASIO 限制每次只能選定一個裝置輸入輸出音訊，無法支援需要多個裝置同時工作的場景。這時可以使用一款通用 ASIO 封裝庫 Asio4all。它底層使用 WDM API（Windows Driver Module，一種和 ASIO 類似的音訊輸入輸出 API，但只有 windows 系統支援）訪問音訊裝置，對外暴露 ASIO介面。使用者可以通過它同時訪問多臺音訊裝置。
JAsioHost 庫
JAsioHost 使用 JNI 技術封裝 asio API，暴露出一套 Java API。開發者可以直接針對此 API 程式設計實現音訊輸入輸出。詳細可參考專案介紹。
我在使用JAsioHost時發現給AsioDriver設定取樣率並不生效，不確定是否bug。
綜上，如果需要用 java 同時操作多臺音訊裝置，需要在本機安裝asio4all 驅動，然後基於 JAsioHost 庫編碼操作音訊裝置。
順帶一提， JAsioHost API 和 Java Sound API 風格不同，前者主動推送資料到呼叫者，後者被動接受呼叫者呼叫拉取資料。因此並不能很簡單地在兩種實現方案之間切換，需要開發者做一些相容處理。
參考資料
Java Sound官方文件： http://docs.oracle.com/javase/tutorial/sound/TOC.html
Steinberg ASIO 驅動 官方下載： https://www.steinberg.net/en/company/developers.html
asio4all官網： http://www.asio4all.com/
JasioHost 專案主頁： https://github.com/mhroth/jasiohost
作者：搞技術的薛彬
連結：https://www.jianshu.com/p/3d27058dc377
來源：簡書
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