深入浅出，掌握音频基础知识，开启AudioTrack和OpenSL ES之旅
2024-02-04 00:18:06
音频的基础知识
1. 音频信号
音频信号是声音随时间变化的波形。它通常由模拟信号表示，但为了在计算机中进行处理和存储，需要将模拟信号转换成数字信号，即数字化。
2. 音频信号的参数
音频信号的参数包括采样率、比特深度和声道数。
-
采样率 是指每秒对模拟信号进行采样的次数。采样率越高，数字化后的音频信号就越接近原始的模拟信号，但也会占用更多的存储空间。常见的采样率有44.1kHz、48kHz和96kHz。
-
比特深度 是指每个采样点的精度，即采样点可以表示的值的范围。比特深度越高，音频信号的动态范围就越大，能够表达的声音细节就越多。常见的比特深度有8位、16位和24位。
-
声道数 是指音频信号中包含的声道数量。单声道信号只有一个声道，而立体声信号有两个声道。常见的声道数有1、2和5.1。
3. 音频编码和解码
音频编码是指将模拟音频信号或数字音频信号转换成更适合存储或传输的格式的过程。音频解码是指将编码后的音频信号还原成模拟音频信号或数字音频信号的过程。
常见的音频编码格式有MP3、AAC、FLAC和WAV。MP3是一种有损压缩格式，可以显著减小音频文件的大小，但会损失一部分音频质量。AAC是一种无损压缩格式，可以减小音频文件的大小，但不损失音频质量。FLAC是一种无损压缩格式，可以将音频文件压缩到更小的体积，但压缩和解压缩的过程需要更多的计算资源。WAV是一种未经压缩的音频格式，可以保留原始的音频质量，但文件体积较大。
4. 音频播放和录制
音频播放是指将数字音频信号转换成模拟音频信号并通过扬声器播放的过程。音频录制是指将模拟音频信号或数字音频信号转换成数字格式并存储在计算机中或其他存储设备中的过程。
在Android中，可以使用AudioTrack和OpenSL ES来进行音频播放和录制。AudioTrack是一个Java类，它允许应用程序直接访问底层的音频硬件。OpenSL ES是一个C语言的API，它为音频播放和录制提供了更低级别的访问。
AudioTrack和OpenSL ES Demo 实例讲解
为了更好地理解AudioTrack和OpenSL ES，我们提供了一个Demo实例来演示如何使用这两个API进行音频播放和录制。
1. 准备工作
在进行Demo实例之前，需要先准备以下内容：
- Android Studio
- Android设备或模拟器
- 音频文件（例如，一段音乐或一段语音）
2. 创建Android项目
打开Android Studio，创建一个新的Android项目。在项目设置中，选择“Empty Activity”作为模板。
3. 添加必要的依赖项
在项目的build.gradle文件中，添加以下依赖项：
implementation 'androidx.appcompat:appcompat:1.4.2'
implementation 'androidx.core:core-ktx:1.8.0'
4. 创建AudioTrack和OpenSL ES播放器
在项目的MainActivity.java文件中，创建AudioTrack和OpenSL ES播放器。
private AudioTrack audioTrack;
private OpenSLESPlayer openSLESPlayer;
5. 初始化AudioTrack和OpenSL ES播放器
在MainActivity.java文件的onCreate()方法中，初始化AudioTrack和OpenSL ES播放器。
// 初始化AudioTrack
int sampleRate = 44100;
int channelConfig = AudioFormat.CHANNEL_OUT_MONO;
int audioFormat = AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT;
int bufferSizeInBytes = AudioTrack.getMinBufferSize(sampleRate, channelConfig, audioFormat);
audioTrack = new AudioTrack(AudioManager.STREAM_MUSIC, sampleRate, channelConfig, audioFormat, bufferSizeInBytes, AudioTrack.MODE_STREAM);
// 初始化OpenSL ES播放器
openSLESPlayer = new OpenSLESPlayer();
6. 加载音频文件
在MainActivity.java文件的onCreate()方法中，加载音频文件。
// 加载音频文件
AssetFileDescriptor afd = getAssets().openFd("audio.mp3");
7. 播放音频文件
在MainActivity.java文件的某个方法中，播放音频文件。
// 播放音频文件
audioTrack.play();
openSLESPlayer.play(afd);
8. 停止播放音频文件
在MainActivity.java文件的某个方法中，停止播放音频文件。
// 停止播放音频文件
audioTrack.stop();
openSLESPlayer.stop();
9. 录制音频文件
在MainActivity.java文件的某个方法中，录制音频文件。
// 录制音频文件
AudioRecord recorder = new AudioRecord(MediaRecorder.AudioSource.MIC, sampleRate, channelConfig, audioFormat, bufferSizeInBytes);
recorder.startRecording();
10. 停止录制音频文件
在MainActivity.java文件的某个方法中，停止录制音频文件。
// 停止录制音频文件
recorder.stop();
11. 运行Demo实例
运行Demo实例，即可看到如何使用AudioTrack和OpenSL ES进行音频播放和录制。
总结
在本篇文章中，我们详细介绍了音频的基础知识，包括音频信号及其参数、音频编码和解码、音频播放和录制。我们还提供了一个Demo实例来演示如何使用AudioTrack和OpenSL ES进行音频播放和录制。通过对这些知识的掌握，您将能够在后续的文章中更好地理解Android中的音频渲染。
