借用PortAudio採集和播放音頻，實現一個雙路混音器(轉)

轉自：http://www.cnblogs.com/haibindev/archive/2011/12/07/2277366.html 　混音，顧名思義，就是把多個音源混合的過程，是一個很常見的應用。這兩天我也作了一個雙路混音器，固然，我沒有作多麼專業的音頻信號處理，只是一個簡單的混音，調節各路音量，並實現了一些音效處理。主要功能有：採集硬件設備，讀取wav文件，播放，混音，音量調節，音頻節奏、音調的調節，wav文件輸出。這麼多功能，咱們不須要一個一個所有本身實現，有時候，藉助開源項目，尤爲是比較成熟的開源項目，不但能夠大大節省開發時間，還能使程序更加穩定。即使不能直接在本身的項目中使用，也能有借鑑意義。這個項目中我就使用了PortAudio，PortAudio是一個開源的、跨平臺的音頻IO庫，它主要提供了音頻採集和播放的接口，並且API很是簡單。你們能夠嘗試一下。

　　下圖就是該項目產品截圖：

　　全部的功能呢，在界面上是一目瞭然了，其中有三個子窗口，是音頻數據經FFT（快速傅立葉）變換後顯示的頻譜圖，左右兩個分別是兩路音頻的，中間則是混音後的。這裏我和你們分享一下這個混音器的設計思路以及PortAudio的使用，但願有需求的朋友可以有所借鑑。

首先是程序的邏輯架構圖

　　PortAudio在項目中主要負責採集硬件設備和播放內存中的音頻Sample，其實在Windows上實現這種功能能夠有多種方法，以前我也基於DirectShow作過，此次使用PortAudio主要也是想熟悉一下，未來若是要作其餘平臺的應用時，能夠直接拿來使用了。

AudioInput的主要功能是封裝一下音頻的輸入，包括硬件採集和文件讀取 AudioMixer管理AudioInput，並進行音量和各類音效處理 鑑於文件操做比較費時，FileWritter的操做實際上是放在單獨的線程中進行的。

PortAudio的封裝和使用

　　PortAudio的API很是的簡單，基本上完成採集或播放的功能，只須要調用三個接口就能夠了：Pa_OpenStream, Pa_StartStream, Pa_CloseStream。它們的原型以下

　　首先，咱們須要調用Pa_Initialize來進行PortAudio的初始化，而後設置好Pa_OpenStream的各項參數，而後就可使用它了。調用Pa_StartStream以後，若是是採集，就能夠從PortAudio讀取數據了，若是是播放，則只須要不斷的把要播放的音頻數據交給PortAudio就好了。而PortAudio和你的程序之間的數據的交互，實際上是有兩種方式的，一種就是上面原型中提到的設置回調函數的形式，另外一種就是調用Pa_ReadStream和Pa_WriteStream這兩個函數，我推薦仍是經過回調的形式，簡單嘛，這個最重要了:)。回調函數的原型也比較簡單，採集和播放都是同樣的。

　　咱們只須要在回調函數中操做inputBuffer或者outputBuffer便可，下面是我啓動前進行設置的代碼：

1. PortAudio的採集

2. PortAudio的播放

　　有一點須要注意的是，framesPerBuffer的值，也就是在Pa_OpenStream中設置的參數值，這個數值就是outputBuffer或inputBuffer中音頻幀的個數，我這裏設置成了512，固然你也能夠設置成其餘的數值，不過不宜太小，不然會形成大量的異步回調，cpu是處理不過來的。這個數值再乘以你以前這隻的音頻幀Sample格式（我這裏是paFloat32）和音軌個數，就能夠計算出outputBuffer或inputBuffer的大小，而後就能夠操做音頻數據了，例如在採集的回調函數中這樣使用。

memcpy(audio_data, inputBuffer, framesPerBuffer * sizeof(float)*2);

混音算法

　　實話實說，這個混音算法是我從網上找到的，不過效果仍是挺不錯的，公式就是

C = A + B - (A * B >> 0x10) 　　A和B就是兩路不一樣的音頻數據，C就是混音後的音頻數據，固然，處理後，還須要對C進行防止數據溢出的處理，不然，可能會有爆音。

若是是16bit音頻數據，就是：

if (C > 32767) C = 32767; else if (C < -32768) C = -32768; 若是是float音頻數據，就是：

if (C > 1) C = 1; else if (C < -1) C = -1; 　　這個算法針對的是16bit的音頻採樣數據，我實驗的結果是：對float音頻採樣數據，一樣有不錯的效果。

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