在 Windows 系统中进行无损音频采集：深入探讨 WASAPI

见解分享

2023-09-03 15:53:28

引言

在 Windows 系统中采集高品质音频对于音频工程师、音乐制作人乃至普通用户来说都是至关重要的。本文将深入探讨 Windows 音频会话 API (WASAPI)，这是一个强大的低级 API，可让您以最小的延迟和失真捕捉无损音频。

WASAPI：Windows 音频采集的利器

WASAPI 是微软开发的音频采集和播放 API，它绕过了 Windows 的混音器架构，提供了对底层音频设备的直接访问。这种直接访问带来了以下好处：

无延迟音频采集： WASAPI 消除了混音器带来的延迟，允许以极低的延迟进行音频录制。
无失真音频： 通过绕过混音器，WASAPI 消除了因混音过程而引起的任何音频失真或降级。
支持高采样率和位深度： WASAPI 支持高达 32 位浮点数和 384 kHz 的采样率，确保以尽可能高的保真度进行音频捕获。

使用 WASAPI 进行音频采集

要使用 WASAPI 进行音频采集，您需要：

初始化 WASAPI 设备：使用 IMMDeviceEnumerator 接口枚举可用音频设备并选择要使用的设备。
创建音频捕获客户端：使用 IAudioClient 接口创建音频捕获客户端，用于管理音频流。
设置音频格式：使用 IAudioClient 接口指定所需的音频格式，包括采样率、位深度和声道数。
捕获音频：使用 IAudioClient 接口的 Start() 方法开始捕获音频数据。
处理音频数据：捕获的音频数据可以通过 IAudioClient 接口的 GetBuffer() 方法获取，您可以对其进行处理、存储或进一步处理。

实例代码

以下示例代码演示了如何使用 WASAPI 捕获音频：

// 初始化 WASAPI 设备
IMMDeviceEnumerator* deviceEnumerator = nullptr;
IMMDevice* audioDevice = nullptr;

CoInitialize(nullptr);
HRESULT hr = CoCreateInstance(__uuidof(MMDeviceEnumerator), nullptr, CLSCTX_INPROC_SERVER, IID_PPV_ARGS(&deviceEnumerator));
if (hr != S_OK) {
    // 错误处理
}

hr = deviceEnumerator->GetDefaultAudioEndpoint(eRender, eConsole, &audioDevice);
if (hr != S_OK) {
    // 错误处理
}

// 创建音频捕获客户端
IAudioClient* audioClient = nullptr;
hr = audioDevice->Activate(__uuidof(IAudioClient), CLSCTX_INPROC_SERVER, nullptr, (void**)&audioClient);
if (hr != S_OK) {
    // 错误处理
}

// 设置音频格式
WAVEFORMATEX waveFormat;
waveFormat.wFormatTag = WAVE_FORMAT_PCM;
waveFormat.nChannels = 2;
waveFormat.nSamplesPerSec = 44100;
waveFormat.wBitsPerSample = 16;
waveFormat.nBlockAlign = waveFormat.wBitsPerSample / 8 * waveFormat.nChannels;
waveFormat.nAvgBytesPerSec = waveFormat.nSamplesPerSec * waveFormat.nBlockAlign;

hr = audioClient->Initialize(AUDCLNT_SHAREMODE_SHARED, AUDCLNT_STREAMFLAGS_LOOPBACK, 10000000, 0, &waveFormat, nullptr);
if (hr != S_OK) {
    // 错误处理
}

// 开始捕获音频
hr = audioClient->Start();
if (hr != S_OK) {
    // 错误处理
}

// 处理音频数据
BYTE* audioBuffer = nullptr;
DWORD bufferSize = 0;

while (true) {
    hr = audioClient->GetBuffer(&audioBuffer, &bufferSize);
    if (hr != S_OK) {
        // 错误处理
    }

    // 处理音频缓冲区

    hr = audioClient->ReleaseBuffer(bufferSize);
    if (hr != S_OK) {
        // 错误处理
    }
}