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JS | Web Audio API (下) 我的音樂浪

“滄海一聲唱 滔滔兩岸潮
浮沉隨浪歌舞今朝
蒼天唱 紛紛世上潮
誰負誰勝出天知曉
江山唱 煙雨遙
濤浪淘盡紅塵俗世幾多嬌
清風唱 竟惹寂寥
豪情還剩了一襟晚照
蒼生唱 不再寂寥
豪情仍在痴痴唱唱”
—— 題記,《滄海一聲唱》

正文

在上文 JS | Web Audio API (上) 你的音譜 中,我們瞭解到Audio API簡單的音訊知識點,重在理論,今天搞點有趣的試驗,偏重實踐。大家知道,光有光譜,電磁波有頻譜,音樂呢?當然也有自己的譜。想奧斯特實驗揭示電流周圍存在磁場,分散的鐵屑顯現磁鐵的磁場分佈,那音樂如何看到自身的頻率,所以,本文的主題來了,音訊視覺化,讓你的音樂浪起來。先附上效果圖,接下來會主要圍繞效果例子出發:


效果圖.png

這種音波似的效果,我們可能會在音樂室或音樂人或音樂播放器那兒看到,並不少見,當第一次發現可以實現時,ohMyGod,震撼,神奇,而對於喜歡的事物,總會想為我所用,閒話不多說,一起看看它是怎麼實現的吧。根據已有的web audio API知識,實踐音訊視覺化,自我總結,步驟大致分為以下幾步:

  1. 建立音訊環境
  2. 獲取音訊,建立buffer節點
  3. 解碼音訊,分析音訊
  4. 連線音訊輸入輸出
  5. canvas繪製頻譜
  6. 連線播放
建立音訊環境AudioContext

音訊環境是所有音效操作的前提,好比canvas的畫布,先有個做畫之地,再來筆墨橫姿

// Webkit/blink browser require
a prefix, and it needs the window object specifically declared to work in Safari window.AudioContext = window.AudioContext || window.webkitAudioContext || window.mozAudioContext || window.msAudioContext; window.requestAnimationFrame = window.requestAnimationFrame || window.webkitRequestAnimationFrame || window
.mozRequestAnimationFrame || window.msRequestAnimationFrame; // declare new audio context try { var audioCtx = new AudioContext(); } catch (e) { alert('Your browser does not support AudioContext!'); console.log(e); }
獲取音訊,建立buffer節點

首先獲取音訊,也就是說拿到這個素材輸入之後,我們可以趕製加工,這裡通過XMLHttpRequest獲取,將請求的返回型別設為“arraybuffer”,方便音訊資料處理;另外,建立音訊節點createBufferSource,來獲取輸入的音訊。

// use XHR to load an audio track, and
// decodeAudioData to decode it and stick it in a buffer.
// Then we put the buffer into the source
var xhr = new XMLHttpRequest();

// 初始化 HTTP 請求引數, 配置請求型別,檔案路徑等
xhr.open('GET', 'audio/music1.mp3');

// 將responseType設為arraybuffer,二進位制資料
xhr.responseType = "arraybuffer";

// 獲取完成,對音訊進一步操作,解碼
xhr.onload = function() {
    var audioData = xhr.response;
    // Get an AudioBufferSourceNode.
    // This is the AudioNode to use when we want to play an AudioBuffer
    var source = audioCtx.createBufferSource();
    ……
}
解碼音訊,分析音訊

好的,現在我們拿到了音樂,但計算機仍然不懂,需要對其進行解碼decodeAudioData
一看到解碼後的資料,我們不能讓計算機“啪啪啪”就來吧,觀個全域性,做個自我分析,createAnalyser

audioCtx.decodeAudioData(audioData, function(buffer) {
        // set the buffer in the AudioBufferSourceNode
        source.buffer = buffer;

        // create audio node to play the audio in the buffer
        var analyser = audioCtx.createAnalyser();
}
連線音訊輸入輸出

必經之路,input ——> 音訊處理 ——> 輸出,connect連線。

// connect the analyser to the destination(the speaker), or we won't hear the sound
// from audioCtx.createBuffer, or audioCtx.decodeAudioData
source.connect(analyser);
analyser.connect(audioCtx.destination);
canvas繪製頻譜

大頭戲,音樂播放搗鼓搗鼓還是有聲音的,頻譜怎麼著,一頭霧水。不著急,慢慢來,首先我們需要資料,資料怎麼來:

var bufferLength = analyser.frequencyBinCount,
    dataArray = new Uint8Array(bufferLength);

analyser.getByteFrequencyData(dataArray);

好,資料有了,計算機也能懂,怎麼畫,先說個簡單的:

var canvas = document.getElementById('audio_canvas'),
    ctx = canvas.getContext("2d"),
    c_width = canvas.width,
    c_height = canvas.height;

**************
for(var i = 0; i < bufferLength; i++) {
     value = dataArray[i];
     ctx.fillStyle = '#f99';
     ctx.fillRect(i, c_height - value, 1, value);
}

好了,頻譜圖有了,但沒有動效,不會變化,別急,利用requestAnimationFrame,同時這側面反應了獲取的dataArray陣列的數值,出來的效果如此這般:


數值

可是我們想,如果把所有的數值都展現出來,一來太多,二來更耗資源,而且頻率鄰值是相似的,非智者所為,怎麼處理呢?數學中有學過取樣頻率的方法,取樣對於資訊訊號來說,是個常用的方式。根據畫布長度,美觀起見,讓每一頻佔據一定寬度,各個頻之間留些空隙,同時用數學邏輯思維換算,計算出畫布可放的頻數,也就是說畫布上選擇哪幾個頻率值顯示,取相對應“編號”的頻率,進行繪製。

// 條形的寬度
var bar_width = 10,
    bar_gap = 2,
    bar_part = bar_width + bar_gap,
    bar_num = Math.round(c_width / bar_part);

***************************************
      function drawVisual() {
            var i = 0, value;

            var bufferLength = analyser.frequencyBinCount,
                dataArray = new Uint8Array(bufferLength);

            // 每段包含的頻譜寬
            var array_width = Math.round(bufferLength / bar_num);

            analyser.getByteFrequencyData(dataArray);

            ctx.clearRect(0,0,c_width,c_height)

            for(i; i < bar_num; i++) {
                value = dataArray[i * array_width];

                ctx.fillStyle = '#f99';
                ctx.fillRect(bar_part * i, c_height - value, bar_width, value);
            }

            animation_id = requestAnimationFrame(drawVisual);
            // console.log(animation_id)
        }

類似
思考

如此一來,大致效果已經實現。在做的過程中,有一個問題需要思考: 動畫什麼時候停止,也就是說,如何在音樂播放結束的情況下,頁面頻譜流暢地迴歸空白,瀏覽器也不會繼續動畫,做到“該停止時就停止”。【實踐結果證明,如果在音樂播放結束就停止動畫或者清空,達不到想要的效果】


立刻停止頁面

為了美觀及更有趣味性,我們可以加個緩慢降落的條形;甚者,採取上傳檔案的形式,根據上傳的音樂“舞動”自己的音浪,因頻制浪。這裡有個稍難的點:已經播放一首音樂的時候,如何做到繼續上傳,原音樂停止,新音樂播放並出現相應的頻譜。


加條形.png
上傳檔案形式.png

【程式碼存在於 github,僅供參考,敬請交流】