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DirectSound播放PCM(可播放實時採集的音訊資料)

阿新 • • 發佈：2019-01-18

前言

　　該篇整理的原始來源為http://blog.csdn.net/leixiaohua1020/article/details/40540147。非常感謝該博主的無私奉獻，寫了不少關於不同多媒體庫的博文。讓我這個小白學習到不少。現在將其整理是為了收錄，以備自己檢視。

一、DirectSound簡介

　　DirectSound是微軟所開發DirectX的元件之一，可以在Windows 作業系統上錄音，並且記錄波形音效（waveform sound）。目前DirectSound 是一個成熟的API ，提供許多有用的功能，例如能夠在較高的解析度播放多聲道聲音。DirectSound3D（DS3D）最早是1993年與 DirectX 3 一起發表的。DirectX 8以後的DirectSound和DirectSound3D的（DS3D）被合稱DirectX Audio。

　　DirectSound有以下幾種物件：

圖1.DirectSound物件

二、DirectSound播放音訊的流程

使用DirectSound播放音訊一般情況下需要如下步驟：

1.初始化

  • 建立一個IDirectSound8介面的物件
  • 設定協作級
  • 建立一個主緩衝物件
  • 建立一個副緩衝物件
  • 建立通知物件
  • 設定通知位置
  • 開始播放

2.迴圈播放聲音

  • 資料填充至副緩衝區
  • 等待播放完成

三、結合介面詳細分析

1.初始化

1)建立一個IDirectSound8介面的物件

　　通過DirectSoundCreate8()方法可以建立一個裝置物件。這個物件通常代表預設的播放裝置。DirectSoundCreate8()函式原型如下。

1 HRESULT DirectSoundCreate8(

 
2      LPCGUID lpcGuidDevice,
3      LPDIRECTSOUND8 * ppDS8,
4      LPUNKNOWN pUnkOuter
5 )

引數的含義如下：

lpcGuidDevice：要建立的裝置物件的GUID。可以指定為NULL，代表預設的播放裝置。
ppDS8：返回的IDirectSound8物件的地址。
pUnkOuter：必須設為NULL。

例如如下程式碼即可建立一個IDirectSound8介面的物件

1 IDirectSound8 *m_pDS=NULL;    
2 DirectSoundCreate8(NULL,&m_pDS,NULL);

2) 設定協作級

　　Windows 是一個多工環境，同一時間有多個應用程式去訪問裝置。通過使用協作級別，DirectSound可以確保應用程式不會在別的裝置使用時去訪問，每個 DirectSound應用程式都有一個協作級別，這個級別決定著訪問硬體的許可權。

　　在建立一個裝置物件以後，必須通過用IDirectSound8的SetCooperativeLevel()設定協作許可權，否則將聽不到聲音。SetCooperativeLevel()的原型如下

1 HRESULT SetCooperativeLevel(
2  HWND hwnd,
3  DWORD dwLevel
4 )

引數的含義如下：

hwnd：應用程式視窗控制代碼。
dwLevel：支援以下幾種級別：
DSSCL_EXCLUSIVE：與DSSCL_PRIORITY具有相同的作用。
DSSCL_NORMAL：正常的協調層級標誌，其他程式可共享音效卡裝置進行播放。
DSSCL_PRIORITY：設定音效卡裝置為當前程式獨佔。
DSSCL_WRITEPRIMAR：可寫主緩衝區，此時副緩衝區就不能進行播放處理，即不能將次緩衝區的資料送進混聲器，再輸出到主緩衝區上。這是最完全控制聲音播放的方式。

 3) 建立一個主緩衝物件

　　使用IDirectSound8的CreateSoundBuffer()可以建立一個IDirectSoundBuffer介面的主緩衝區物件。CreateSoundBuffer()的原型如下。

1 HRESULT CreateSoundBuffer(
2  LPCDSBUFFERDESC pcDSBufferDesc,
3  LPDIRECTSOUNDBUFFER * ppDSBuffer,
4  LPUNKNOWN pUnkOuter
5 )

引數的含義如下：
pcDSBufferDesc：描述聲音緩衝的DSBUFFERDESC結構體的地址
ppDSBuffer：返回的IDirectSoundBuffer介面的物件的地址。
pUnkOuter：必須設定為NULL。

　　其中涉及到一個描述聲音緩衝的結構體DSBUFFERDESC，該結構體的定義如下：

複製程式碼
1 typedef struct _DSBUFFERDESC
2 {
3     DWORD           dwSize;
4     DWORD           dwFlags;
5     DWORD           dwBufferBytes;
6     DWORD           dwReserved;
7     LPWAVEFORMATEX  lpwfxFormat;
8 } DSBUFFERDESC
複製程式碼

簡單解釋一下其中的變數的含義：
dwSize：結構體的大小。必須初始化該值。
dwFlags：設定聲音快取的屬性。有很多選項，可以組合使用，就不一一列出了。詳細的引數可以檢視文件。
dwBufferBytes：緩衝的大小。
dwReserved：保留引數，暫時沒有用。
lpwfxFormat：指向一個WAVE格式檔案頭的指標。

　　設定DSBUFFERDESC完畢後，就可以使用CreateSoundBuffer()建立主緩衝了。示例程式碼如下：

複製程式碼
 1     DSBUFFERDESC dsbd;
 2     memset(&dsbd,0,sizeof(dsbd));
 3     dsbd.dwSize=sizeof(dsbd);
 4     dsbd.dwFlags=DSBCAPS_GLOBALFOCUS | DSBCAPS_CTRLPOSITIONNOTIFY |DSBCAPS_GETCURRENTPOSITION2;
 5     dsbd.dwBufferBytes=MAX_AUDIO_BUF*BUFFERNOTIFYSIZE; 
 6     //WAVE Header
 7     dsbd.lpwfxFormat=(WAVEFORMATEX*)malloc(sizeof(WAVEFORMATEX));
 8     dsbd.lpwfxFormat->wFormatTag=WAVE_FORMAT_PCM;   
 9     /* format type */
10     (dsbd.lpwfxFormat)->nChannels=channels;          
11     /* number of channels (i.e. mono, stereo...) */
12     (dsbd.lpwfxFormat)->nSamplesPerSec=sample_rate;     
13     /* sample rate */
14     (dsbd.lpwfxFormat)->nAvgBytesPerSec=sample_rate*(bits_per_sample/8)*channels; 
15     /* for buffer estimation */
16     (dsbd.lpwfxFormat)->nBlockAlign=(bits_per_sample/8)*channels;        
17     /* block size of data */
18     (dsbd.lpwfxFormat)->wBitsPerSample=bits_per_sample;     
19     /* number of bits per sample of mono data */
20     (dsbd.lpwfxFormat)->cbSize=0;
21 
22 
23     //Creates a sound buffer object to manage audio samples. 
24     HRESULT hr1;
25     if( FAILED(m_pDS->CreateSoundBuffer(&dsbd,&m_pDSBuffer,NULL))){   
26         return FALSE;
27     }
複製程式碼

4) 建立一個副緩衝物件

　　使用IDirectSoundBuffer的QueryInterface()可以得到一個IDirectSoundBuffer8介面的物件。IDirectSoundBuffer8的GUID為IID_IDirectSoundBuffer8。示例程式碼如下。

複製程式碼
1 IDirectSoundBuffer *m_pDSBuffer=NULL;
2 IDirectSoundBuffer8 *m_pDSBuffer8=NULL;
3 ...
4 if( FAILED(m_pDSBuffer->QueryInterface(IID_IDirectSoundBuffer8,(LPVOID*)&m_pDSBuffer8))){
5     return FALSE ;
6 }
複製程式碼

5) 建立通知物件

　　使用IDirectSoundBuffer8的QueryInterface()可以得到一個IDirectSoundNotify8介面的物件。IDirectSoundBuffer8的GUID為IID_IDirectSoundNotify。示例程式碼如下。

複製程式碼
1 IDirectSoundBuffer8 *m_pDSBuffer8=NULL;
2 IDirectSoundNotify8 *m_pDSNotify=NULL;    
3 …
4 if(FAILED(m_pDSBuffer8->QueryInterface(IID_IDirectSoundNotify,(LPVOID*)&m_pDSNotify))){
5     return FALSE ;
6 }
複製程式碼

　　一句話概括一下通知物件的作用：當DirectSound緩衝區中的資料播放完畢後，告知系統應該填充新的資料。

6) 設定通知位置

　　使用IDirectSoundNotify8的SetNotificationPositions()可以設定通知的位置。SetNotificationPositions()的原型如下。

1 HRESULT SetNotificationPositions(
2          DWORD dwPositionNotifies,
3          LPCDSBPOSITIONNOTIFY pcPositionNotifies
4 )

引數含義如下。
dwPositionNotifies：DSBPOSITIONNOTIFY結構體的數量。既包含幾個通知的位置。
pcPositionNotifies：指向DSBPOSITIONNOTIFY結構體陣列的指標。

　　在這裡涉及到一個結構體DSBPOSITIONNOTIFY，它描述了通知的位置。DSBPOSITIONNOTIFY的定義如下。

1 typedef struct DSBPOSITIONNOTIFY {
2     DWORD dwOffset;
3     HANDLE hEventNotify;
4 } DSBPOSITIONNOTIFY;

它的成員的含義如下。
dwOffset：通知事件觸發的位置（距離緩衝開始位置的偏移量）。
hEventNotify：觸發的事件的控制代碼。

7) 開始播放

　　使用IDirectSoundBuffer8的SetCurrentPosition ()可以設定播放的位置。SetCurrentPosition ()原型如下

1 HRESULT SetCurrentPosition(
2          DWORD dwNewPosition
3 )

其中dwNewPosition是播放點與緩衝區首個位元組之間的偏移量。
　　使用IDirectSoundBuffer8的Play ()可以開始播放音訊資料。Play ()原型如下。

1 HRESULT Play(
2          DWORD dwReserved1,
3          DWORD dwPriority,
4          DWORD dwFlags
5 )

引數含義：
dwReserved1：保留引數，必須取0。
dwPriority：優先順序，一般情況下取0即可。
dwFlags：標誌位。目前常見的是DSBPLAY_LOOPING。當播放至緩衝區結尾的時候，重新從緩衝區開始處開始播放。

2. 迴圈播放聲音

1) 資料填充至副緩衝區

　　資料填充至副緩衝區之前，需要先使用Lock()鎖定緩衝區。然後就可以使用fread()，memcpy()等方法將PCM音訊取樣資料填充至緩衝區。資料填充完畢後，使用Unlock()取消對緩衝區的鎖定。如果是實時採集的音訊資料，只要將音訊資料複製到Lock()獲取到的ppvAudioPtr1指向的地址，大小為pdwAudioBytes1，就可以播放了。（我使用的方式就是如此，實現了實時音訊的播放，下文中的例子資料是讀取自檔案。）

　　Lock()函式的原型如下。

複製程式碼
1 HRESULT Lock(
2          DWORD dwOffset,
3          DWORD dwBytes,
4          LPVOID * ppvAudioPtr1,
5          LPDWORD  pdwAudioBytes1,
6          LPVOID * ppvAudioPtr2,
7          LPDWORD pdwAudioBytes2,
8          DWORD dwFlags
9 )
複製程式碼

引數的含義如下。
dwOffset：鎖定的記憶體與緩衝區首地址之間的偏移量。
dwBytes：鎖定的快取的大小。
ppvAudioPtr1：獲取到的指向快取資料的指標。
pdwAudioBytes1：獲取到的快取資料的大小。
ppvAudioPtr2：沒有用到，設定為NULL。
pdwAudioBytes2：沒有用到，設定為0。
dwFlags：暫時沒有研究。

　　UnLock()函式的原型如下。

複製程式碼
1 HRESULT Unlock(
2          LPVOID pvAudioPtr1,
3          DWORD dwAudioBytes1,
4          LPVOID pvAudioPtr2,
5          DWORD dwAudioBytes2
6 )
複製程式碼

引數含義如下。
pvAudioPtr1：通過Lock()獲取到的指向快取資料的指標。
dwAudioBytes1：寫入的資料量。
pvAudioPtr2：沒有用到。
dwAudioBytes2：沒有用到。

2) 等待播放完成

　　根據此前設定的通知機制，使用WaitForMultipleObjects()等待緩衝區中的資料播放完畢，然後進入下一個迴圈。

四、播放音訊流程總結

　　DirectSound播放PCM音訊資料的流程如下圖所示。

圖2

　　其中涉及到的幾個結構體之間的關係如下圖所示。

圖3.結構體關係

五、使用示例程式碼

　　該程式碼也是直接使用的來自原博主的程式碼，如下

複製程式碼
  1 /**
  2  * 最簡單的DirectSound播放音訊的例子（DirectSound播放PCM）
  3  * Simplest Audio Play DirectSound (DirectSound play PCM) 
  4  *
  5  * 雷霄驊 Lei Xiaohua
  6  * [email protected]
  7  * 中國傳媒大學/數字電視技術
  8  * Communication University of China / Digital TV Technology
  9  * http://blog.csdn.net/leixiaohua1020
 10  *
 11  * 本程式使用DirectSound播放PCM音訊取樣資料。
 12  * 是最簡單的DirectSound播放音訊的教程。
 13  *
 14  * 函式呼叫步驟如下：
 15  *
 16  * [初始化]
 17  * DirectSoundCreate8()：建立一個DirectSound物件。
 18  * SetCooperativeLevel()：設定協作許可權，不然沒有聲音。
 19  * IDirectSound8->CreateSoundBuffer()：建立一個主緩衝區物件。
 20  * IDirectSoundBuffer->QueryInterface(IID_IDirectSoundBuffer8..)：
 21  *            建立一個副緩衝區物件，用來儲存要播放的聲音資料檔案。
 22  * IDirectSoundBuffer8->QueryInterface(IID_IDirectSoundNotify..)：
 23  *            建立通知物件，通知應用程式指定播放位置已經達到。
 24  * IDirectSoundNotify8->SetNotificationPositions()：設定通知位置。
 25  * IDirectSoundBuffer8->SetCurrentPosition()：設定播放的起始點。
 26  * IDirectSoundBuffer8->Play()：開始播放。
 27  *
 28  * [迴圈播放資料]
 29  * IDirectSoundBuffer8->Lock()：鎖定副緩衝區，準備寫入資料。
 30  * fread()：讀取資料。
 31  * IDirectSoundBuffer8->Unlock()：解鎖副緩衝區。
 32  * WaitForMultipleObjects()：等待“播放位置已經達到”的通知。
 33  *
 34  * This software plays PCM raw audio data using DirectSound.
 35  * It's the simplest tutorial about DirectSound.
 36  *
 37  * The process is shown as follows:
 38  *
 39  * [Init]
 40  * DirectSoundCreate8(): Init DirectSound object.
 41  * SetCooperativeLevel(): Must set, or we won't hear sound.
 42  * IDirectSound8->CreateSoundBuffer(): Create primary sound buffer.
 43  * IDirectSoundBuffer->QueryInterface(IID_IDirectSoundBuffer8..): 
 44  *            Create secondary sound buffer.
 45  * IDirectSoundBuffer8->QueryInterface(IID_IDirectSoundNotify..): 
 46  *            Create Notification object.
 47  * IDirectSoundNotify8->SetNotificationPositions():
 48  *            Set Notification Positions.
 49  * IDirectSoundBuffer8->SetCurrentPosition(): Set position to start.
 50  * IDirectSoundBuffer8->Play(): Begin to play.
 51  *
 52  * [Loop to play data]
 53  * IDirectSoundBuffer8->Lock(): Lock secondary buffer.
 54  * fread(): get PCM data.
 55  * IDirectSoundBuffer8->Unlock(): UnLock secondary buffer.
 56  * WaitForMultipleObjects(): Wait for Notifications.
 57  */
 58 #include <stdio.h>
 59 #include <stdlib.h>
 60 #include <windows.h>
 61 #include <dsound.h>
 62 
 63 
 64 #define MAX_AUDIO_BUF 4 
 65 #define BUFFERNOTIFYSIZE 192000 
 66 
 67 
 68 int sample_rate=8000;    //PCM sample rate
 69 int channels=1;            //PCM channel number
 70 int bits_per_sample=16;    //bits per sample
 71 
 72 BOOL main(int argc,char * argv[])
 73 {
 74     int i;
 75     FILE * fp;
 76     if((fp=fopen("../out.pcm","rb"))==NULL){
 77         printf("cannot open this file\n");
 78         return -1;
 79     }
 80 
 81     IDirectSound8 *m_pDS=0;                    
 82     IDirectSoundBuffer8 *m_pDSBuffer8=NULL;    //used to manage sound buffers.
 83     IDirectSoundBuffer *m_pDSBuffer=NULL;    
 84     IDirectSoundNotify8 *m_pDSNotify=0;        
 85     DSBPOSITIONNOTIFY m_pDSPosNotify[MAX_AUDIO_BUF];
 86     HANDLE m_event[MAX_AUDIO_BUF];
 87 
 88     SetConsoleTitle(TEXT("Simplest Audio Play DirectSound"));//Console Title
 89     //Init DirectSound
 90     if(FAILED(DirectSoundCreate8(NULL,&m_pDS,NULL)))
 91         return FALSE;
 92     if(FAILED(m_pDS->SetCooperativeLevel(FindWindow(NULL,TEXT("Simplest Audio Play DirectSound")),DSSCL_NORMAL)))
 93         return FALSE;
 94 
 95 
 96     DSBUFFERDESC dsbd;
 97     memset(&dsbd,0,sizeof(dsbd));
 98     dsbd.dwSize=sizeof(dsbd);
 99     dsbd.dwFlags=DSBCAPS_GLOBALFOCUS | DSBCAPS_CTRLPOSITIONNOTIFY |DSBCAPS_GETCURRENTPOSITION2;
100     dsbd.dwBufferBytes=MAX_AUDIO_BUF*BUFFERNOTIFYSIZE; 
101     dsbd.lpwfxFormat=(WAVEFORMATEX*)malloc(sizeof(WAVEFORMATEX));
102     dsbd.lpwfxFormat->wFormatTag=WAVE_FORMAT_PCM;   
103     /* format type */
104     (dsbd.lpwfxFormat)->nChannels=channels;          
105     /* number of channels (i.e. mono, stereo...) */
106     (dsbd.lpwfxFormat)->nSamplesPerSec=sample_rate;     
107     /* sample rate */
108     (dsbd.lpwfxFormat)->nAvgBytesPerSec=sample_rate*(bits_per_sample/8)*channels; 
109     /* for buffer estimation */
110     (dsbd.lpwfxFormat)->nBlockAlign=(bits_per_sample/8)*channels;        
111     /* block size of data */
112     (dsbd.lpwfxFormat)->wBitsPerSample=bits_per_sample;     
113     /* number of bits per sample of mono data */
114     (dsbd.lpwfxFormat)->cbSize=0;
115 
116     //Creates a sound buffer object to manage audio samples. 
117     HRESULT hr1;
118     if( FAILED(m_pDS->CreateSoundBuffer(&dsbd,&m_pDSBuffer,NULL))){   
119         return FALSE;
120     }
121     if( FAILED(m_pDSBuffer->QueryInterface(IID_IDirectSoundBuffer8,(LPVOID*)&m_pDSBuffer8))){
122         return FALSE ;
123     }
124     //Get IDirectSoundNotify8
125     if(FAILED(m_pDSBuffer8->QueryInterface(IID_IDirectSoundNotify,(LPVOID*)&m_pDSNotify))){
126         return FALSE ;
127     }
128     for(i =0;i<MAX_AUDIO_BUF;i++){
129         m_pDSPosNotify[i].dwOffset =i*BUFFERNOTIFYSIZE;
130         m_event[i]=::CreateEvent(NULL,false,false,NULL); 
131         m_pDSPosNotify[i].hEventNotify=m_event[i];
132     }
133     m_pDSNotify->SetNotificationPositions(MAX_AUDIO_BUF,m_pDSPosNotify);
134     m_pDSNotify->Release();
135 
136     //Start Playing
137     BOOL isPlaying =TRUE;
138     LPVOID buf=NULL;
139     DWORD  buf_len=0;
140     DWORD res=WAIT_OBJECT_0;
141     DWORD offset=BUFFERNOTIFYSIZE;
142 
143     m_pDSBuffer8->SetCurrentPosition(0);
144     m_pDSBuffer8->Play(0,0,DSBPLAY_LOOPING);
145     //Loop
146     while(isPlaying){
147         if((res >=WAIT_OBJECT_0)&&(res <=WAIT_OBJECT_0+3)){
148             m_pDSBuffer8->Lock(offset,BUFFERNOTIFYSIZE,&buf,&buf_len,NULL,NULL,0);
149 
150             // 如果是實時音訊播放，那麼下面的資料就可以把記憶體中buf_len大小的資料複製到buf指向的地址即可
151             if(fread(buf,1,buf_len,fp)!=buf_len){

            
  

           

              
              

            

            
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最簡單的視音訊播放示例9：SDL2播放PCM

     
 
                

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本文記錄SDL播放音訊的技術。在這裡使用的版本是SDL2。實際上SDL本身並不提供視音訊播放的功能，它只 



  
 

    


    
    
iOS 簡單的視訊直播功能開發(實時視音訊流錄製編碼+RTMP傳輸+實時拉流解碼播放)

     
                原生開發基本流程：AVFoundation獲取視訊流，得到未編碼的CMSampleBuffer，需要編碼成Mpeg-4格式。編碼分軟編碼和硬編碼，考慮到iOS8之後VideoToolBox開放使用，選用VideoToolBox進行編碼。坑爹的是針對它連文件都沒有。github上有 



  
 

    


    
    
【android開發】實現語音資料實時採集/播放

     
 
今天無意中看到一篇關於android實現語音資料實時採集/播放的文章，感覺寫得非常棒，挺全面的，所以特地轉載了，還有其實還可以根據這篇部落格內容考慮下視訊資料實時採集、播放的實現。部落格原文地址http://blog.csdn.net/lantingshuxu/article/details/5352031 



  
 

    


    
    
android中AudioRecord採集音訊的引數說明以及audioTrack的播放

     
 
在android中採集音訊的api是android.media.AudioRecord類
在android中播放音訊也是從api中的類分析
其中構造器的幾個引數就是標準的聲音採集引數
以下是引數的含義解釋
1. public AudioRecord (int audioSource, int sampleR 



  
 

    


    
    
C# NAudio錄音和播放音訊檔案-實時繪製音訊波形圖（從音訊流資料獲取，而非裝置獲取）

     
 　　NAudio的錄音和播放錄音都有對應的類，我在使用Wav格式進行錄音和播放錄音時使用的類時WaveIn和WaveOut，這兩個類是對功能的回撥和一些事件觸發。
　　在WaveIn和WaveOut之外還有對音訊流讀寫使用的WaveFileWriter和WaveFileReader類，具體細節可檢視其原始碼進 



  
 

    


    
    
Android 音視頻深入 二 AudioTrack播放pcm（附源碼下載）

     
 實例   固定   回放   chan   pla   ng-   stream   需要   大小   本篇項目地址，名字是錄音和播放PCM，求starhttps://github.com/979451341/Audio-and-video-learning-materials
1.AudioTrack官方 



  
 

    


    
    
Lily_music 網頁音樂播放器 -可搜尋（附歌詞聯動播放效果解說）

     
  
 
 部落格地址：https://ainyi.com/#/59 
 寫在前面 
 這是我今年（2018）年初的小專案，當時也是手賤，不想用別的播放器，想著做一個自己的網頁播放器，有個歌曲列表、可關鍵詞搜尋、歌詞滾動播放的效果，於是乎，就做了這一個 Lily_music 
 當時的感慨 
 有好幾天沒有發表 



  
 

    


    
    
C++ 採集音訊PCM流功能

     
 #include "stdafx.h"  
#include <stdio.h>    
#include <Windows.h>    
#pragma comment(lib, "winmm.lib")    
  
HWAVEIN hWaveIn;  //輸入裝置  
 



  
 

    


    
    
html網頁中顯示並且播放一個視訊,+播放一個音訊

     
  
 
   
   
 //src 為視訊路徑      height 為視訊高度            width為視訊寬度 
 <embed src="intro.swf" height=