MMIO----Wav格式文件解析

DirectSound只支持Wav格式的音頻文件，在建立次緩衝區以前須要先肯定播放的Wav音頻數據的格式。若是是從本地Wav文件播放，則須要先讀出它的數據格式。

1. Wav音頻格式佈局

Wav是WAVE音頻格式文件的後綴名，WAVE音頻格式全稱是Waveform Audio File Format，又叫波形文件。這是一種微軟和IBM合理推出的音頻比特流文件格式，是RIFF（Resource Interchange File Format）文件格式的一種特殊應用。

RIFF使用一種叫作Chunk的數據塊來存儲各類信息，主要分爲兩部分：RIFF Chunk、Other Chunk。

RIFF Chunk:

• Chunk id: chunk標識符，值爲FOURCC('R', 'I', 'F', 'F')組成的一個32位的無符號整數。
• file size: 4字節大小，file type和data部分的數據大小總和。
• file type: 用FOURCC標識的文件類型，對於Wav文件來講值爲FOURCC('W', 'A', 'V', 'E')。
• data: 該部分包含剩餘的chunk塊。

Other Chunk按順序包含3個部分:

• Chunk id：這是每一個chunk的標識符，是由4個字符組成一個FOURCC。
• Chunk size：4字節值，代表該chunk塊數據部分的大小。
• Chunk data：數據部分，該數據可能爲空，而且實際的數據會被填充到2字節邊界。

對於Wav音頻文件來講，常見並被稱爲標準格式的Wav格式的只包含「RIFF」、「fmt」和「data」 chunk 塊（今天咱們不討論格式標準，所以不深刻探討這方面），只有「data」子塊中的data部分包含實際的音頻數據，能夠被用來播放。實際上整個RIFF文件只由一個「RIFF」塊組成，而該「RIFF」又包含其餘子塊（例如「fmt」、「data」塊）。因爲Wav文件可能包含其餘子塊，所以在解析的時候不能假定這些字塊的順序。

2.Wav音頻數據格式

Wav音頻的數據格式信息包含在「fmt」塊中，「fmt」字塊的data部分就包含數據的格式信息。Wav文件多包含的是PCM（ Pulse -code modulation）原始音頻數據，即未經壓縮的數據，但其實它能夠包含多種數據格式，包括原始的和通過壓縮的：

• PCM

• ADPCM

• GSM
• MP3
• CELP
• SBC

• Truespeech

咱們這裏只處理PCM原始數據，由於DirectSound只支持它。咱們看下圖：

在Windows平臺上開發時，系統已經爲咱們定義好了數據格式用來存儲Wav格式信息WAVEFORMATEX,能夠看到這個結構體的字段除cbSize之外都是按順序和「fmt」塊中data部分的格式信息字段一一對應的，這極大地方便了咱們對格式信息的處理。

3. 讀取Wav音頻格式信息

HMMIO mmioOpen(LPTSTR szFilename, LPMMIOINFO lpmmioinfo, DWORD dwOpenFlags);
MMRESULT mmioAscend(HMMIO hmmio, LPMMCKINFO lpck, UINT wFlags);
MMRESULT mmioDescend(HMMIO hmmio, LPMMCKINFO lpck, LPMMCKINFO lpckParent, UINT wFlags);
LONG mmioRead(HMMIO hmmio, HPSTR pch, LONG cch);
...

微軟提供了mmio系列的函數來幫助咱們操做RIFF文件，首先咱們調用mmioOpen打開一個Wav文件並防止被其餘程序寫入：

HMMIO mmioHandle = mmioOpenW(tempFilePath, NULL,
                            MMIO_READ |
                            MMIO_DENYWRITE |
                            MMIO_ALLOCBUF);
if (mmioHandle == NULL) {
    throw std::exception("mmioOpon error!");
}

而後咱們調用mmioDescend函數降低到RIFF塊，經過在MMCKINFO結構體中設置file type爲FOURCC('W', 'A', 'V', 'E')，咱們代表咱們想降低到的RIFF塊裏的文件類型是「WAVE」：

MMCKINFO riffChunkInfo;
riffChunkInfo.fccType = mmioFOURCC('W', 'A', 'V', 'E');
DWORD as;
if ((as = mmioDescend(mmioHandle, &riffChunkInfo, NULL, MMIO_FINDRIFF))
        !=
    MMSYSERR_NOERROR) {

    throw std::exception("mmioDescend error!");
}

由於「fmt」塊是RIFF的子塊，所以咱們緊接着降低到「fmt」子塊：

MMCKINFO fmtSubChunkInfo;
fmtSubChunkInfo.ckid = mmioFOURCC('f', 'm', 't', ' ');
if (mmioDescend(mmioHandle, &fmtSubChunkInfo, &riffChunkInfo, MMIO_FINDCHUNK)
        !=
    MMSYSERR_NOERROR) {

    throw std::exception("mmioDescend error!");
}

而後咱們調用mmioRead函數來讀取格式信息到一個WAVEFORMATEX結構體中。調用mmioRead時，咱們須要本身提供存放讀取信息的地址，像這裏咱們提供的是一個棧上的變量地址：

//  `fmt` chunk contains wave audio format described by WAVEFORMAT or WAVEFORMATEX
if (mmioRead(mmioHandle, (HPSTR)&m_waveFormat, fmtSubChunkInfo.cksize)
        <= 0) {

    throw std::exception("mmioRead read fmt chunk error!");
}

4. 運行結果

完整代碼見連接