java sound api_Java Sound API
Java Sound API是javaSE平臺提供底層的(low-level)處理聲音接口。
例外，java也提供了簡單的實用的高層媒體接口(higher-level) － JMF(Java Media Framework)。
Java Sound API 將需要處理的數字音頻分為：simpled-audio和midi,
分別提供Package來處理它們：
javax.sound.simpled
javax.sound.midi
同時SOUND API還提供了第三方的擴展接口:
javax.sound.simpled.spi
javax.sound.midi.spi
*注：spi : service provider interface
Sampled Audio
采樣音頻(simpled-audio)不僅包含從模擬信號采樣來的數字音頻，還包括電腦合成的。
稱作digital-audio更為合適。
為了能夠讓設備播放采樣聲音，程序需要處理 audio input, output device, audio data buffers。
還有混音處理(mix multiple streams of audio into one stream)。
SOUND API 可以使用3種方式傳輸聲音數據：stream, buffered fashion, in-memory unbuffered fashion。
第三種方式適合數據量不大，能夠一次載入的所有數據的情形。這樣，聲音的響應較快，循環和隨機定位也會很簡單。
使用SOUND API播放聲音至少需要3樣東西：
lformatted audio data,
la mixer,
la line.
Mixer
調音臺
technically the Mixer itself is also a kind of Line
Line
音頻數據管道。
Clip extends Line
將需要播放的音頻數據裝載進來。
preloads audio data from a sound file into clips
A Clip is a data line into which audio data can be loaded prior to playback. Because the data is
pre-loaded rather than streamed, the clip‘s duration is known before playback, and you can choose any
starting position in the media. Clips can be looped, meaning that upon playback, all the data between two
specified loop points will repeat a specified number of times, or indefinitely.
SourceDataLine extends Line
accept real-time stream of audio data
feed audio to the Mixer
A SourceDataLine receives audio data for playback. It provides methods for writing data to the
source data line‘s buffer for playback, and for determining how much data the line is prepared to receive
without blocking.
TargetDataLine
A TargetDataLine receives audio data from a mixer. Commonly, the mixer has captured audio data
from a port such as a microphone; it might process or mix this captured audio before placing the data in
the target data line‘s buffer. The TargetDataLine interface provides methods for reading the data
from the target data line‘s buffer and for determining how much data is currently available for reading.
Port extends Line
simple Line
Line接口的繼承關系圖
AudioSystem
AudioSystem提供音頻資源的訪問服務。
通過AudioSystem，可以知道什么樣的資源可以被識別。
可從AudioSystem獲得的資源：
lMixers, AudioSystem類可以提供一張已經安裝的Mixer列表
lLines
lFormat conversions
lFiles and streams
Mixer的獲得
Mixer.Info
AudioSystem.getMixerInfo():Mixer.Info
可以獲得一張Mixer信息列表。
每個Mixer.Info包含如下關鍵信息：
lName
lVersion
lVendor
lDescription
我機器上的Mixer列表,WinXP,JDK_1.4.2
[INFO 0]
INFO.NAME:Java Sound Audio Engine
INFO.VERSION:1.0
INFO.VERDOR:Sun Microsystems
INFO.DESCRIPTION:Software mixer and synthesizer
[INFO 1]
INFO.NAME:Microsoft ?ù??????÷
INFO.VERSION:Unknown Version
INFO.VERDOR:Unknown Vendor
INFO.DESCRIPTION:No details available
[INFO 2]
INFO.NAME:Realtek AC97 Audio
INFO.VERSION:Unknown Version
INFO.VERDOR:Unknown Vendor
INFO.DESCRIPTION:No details available
[INFO 3]
INFO.NAME:Realtek AC97 Audio
INFO.VERSION:5.10
INFO.VERDOR:Unknown Vendor
INFO.DESCRIPTION:Unknown Description
獲取Mixer
AudioSystem.getMixer( MixerInfo ):Mixer
如果只從Mixer.Info提供的信息無法確定需要的Mixer,
不妨創建出所有的Mixer，使用時檢查它們的能力，使用合適那個。
例如，你可能需要一個Mixer，能夠將混音好的數據同時寫入一定數目的目標數據管道(TargetDataLine).
使用Mixer.getMaxLines(Line.Info info):int來了解Mixer的輸出能力。info就是指定的TargetDataLine
獲得指定類型Line
2種方法獲得Line
l直接由AudioSystem獲得,AudioSystem.getLine( Line.Info ):Line
l由Mixer獲得
從AudioSystem直接獲得Line
static Line AudioSystem.getLine( Line.Info )
不同于Mixer.Info，Line.Info不是文本信息，而是Line的類信息。
Line.Info是抽象類，所以使用它的子類DataLine.Info,Port.Info。
下面是通過Line.Info獲得Line的示例：
TargetDataLine line;
DataLine.Info info = new DataLine.Info(TargetDataLine.class,
format); // format is an AudioFormat object
if (!AudioSystem.isLineSupported(info)) {
// Handle the error.
}
// Obtain and open the line.
try {
line = (TargetDataLine) AudioSystem.getLine(info);
line.open(format);
} catch (LineUnavailableException ex) {
// Handle the error.
//...
}
Port.Info定義一系列靜態的Port.Info對象,MICROPHONE,SPEAKER,etc.
從Mixer獲得Line
getSourceDataLine()
getTargetDataLine()
getLine()
AudioSystem對象模型
AudioPermission
音頻資源訪問許可。
利用JAVA-SOUND-API播放聲音
可以使用2種Line來播放聲音,Clip,SourceDataLine。
Clip一次載入需要播放的聲音資源，而SourceDataLine以流的方式傳輸聲音數據。
使用Clip
當使用getLine()獲得Clip后，還要保證其他的程序在你播放前不能獲取它，調用open()方法獨占它：
void open( AudioInputStream stream );
void open( AudioFormat, byte[] data, int offset, int bufferSize );
Clip默認從音頻的開頭開始播放，除非使用setFramePosition(),setMicroSecondPosition()設定其他位置。
Clip.start()播放，Clip.stop()暫停。
getLevel(),獲得聲音高度。
isActive(),Clip是否正在播放。
使用SourceDataLine
open(AudioFormat),打開source dataLine,但不指定數據，使用默認的buffer size。
open(AudioFormat, bufferSize),指定buffer size.
合理設置buffer size,保證開始載入的延時能夠被接受，又盡量減少IO訪問。
open()之后,調用start()容許SourceDataLine一有數據就開始播放,使用write()不停的輸入數據。
void write( byte[] b, int offset, int length );
SourceDataLine開始播放后，向Mixer傳輸數據，當Mixer開始向target傳輸數據時，SourceDataLine產生一個START事件。
這是SourceDataLine被認為是活動的(active)。
isRunning()表明Line是否start()了。
isActive()表明Line是否開始播放。
write()方法向buffer size中寫入數據，如果buffer已滿，還剩下一些數據，該方法會阻塞；否則，是不阻塞的。
可以使用DataLine.available()知道buffer size還能寫入多少數據。
事實上，可以另開線程去使用write()，而不用考慮阻塞的問題。
drain()方法在所有數據播放完后返回。
所有在寫完數據后，調用drain()，到它返回時再是否Line。
line.write(b, offset, numBytesToWrite);
//this is the final invocation of write
line.drain();
line.stop();
line.close();
line = null;
flush()清空buffer中的剩余數據，Line在stop時才能調用。
有如下情形,Line會產生STOP事件：
l調用drain()
l調用stop()
l調用flush()
l輸出完舊的數據，而新的數據未到時。
STOP事件意味著isActive()返回false.
start()調用之后，isRunning()都會返回true,知道stop()被調用。它不是依據STOP事件產生返回值的。
而isActive()是依據START和STOP事件的。
監視Line的狀態
使用LineListener響應Line的事件。
void Line.addLineListener( LineListener );
當調用open(),close(),start(),stop()會產生OPEN,CLOSE,START,STOP事件。
多個Line同步播放
有些Mixer提供方便的同步功能，對一組Lines使用open(),close(),start(),stop()，保證它們的同步。
可以使用如下方法，檢查Mixer是否支持同步功能：
boolean isSynchronizationSupported( Line[] lines, boolean maintainSync )
第二個參數表明同步精度，是采樣同步，還是只是start(),stop()保持同步，并不維護播放過程同步。
AudioFormat
音頻采樣的格式，不是音頻文件的格式。
l編碼技術，一般都是PCM( pulse code modulation )
l聲道數目(1，單聲道；2，雙聲道；等等)
l采樣頻率sample rate
l樣本的位數number of bits per sample
l幀速率Frame rate
lFrame Size in bytes
lByte Order( big-endian or little-endian )
AudioFileFormat:
音頻文件格式。
The file type( WAV,AIFF,etc )
The file length in bytes
The length, in frames, of the audio data contained in the file
An AudioFormat that specifies data format of the audio data in the file
AudioInputStream extends InputStream
無須考慮文件的格式，就能操作Samples。
讀取音頻文件
AudioSystem提供2中方法讀取音頻文件：
l根據音頻文件中音頻數據的格式信息
l使用一個指定了音頻數據格式的流
使用如下方法獲得音頻文件中音頻數據的格式信息：
static AudioFileFormat getAudioFileFormat(File);
static AudioFileFormat getAudioFileFormat(InputStream);
static AudioFileFormat getAudioFileFormat(URL);
利用如下方法獲得第二種方法提到的音頻數據流：
static AudioInputStream getAudioInputStream(File)
static AudioInputStream getAudioInputStream(InputStream)
static AudioInputStream getAudioInputStream(URL)
讀取音頻文件數據的步驟：
1)獲得AudioInputStream對象
2)創建一個字節數組，存放一次讀入的數據塊
3)不斷地從audio流中讀入數據，播放或處理數據。
示例代碼如下：
int totalFramesRead = 0;
File fileIn = new File(somePathName);
// somePathName is a pre-existing string whose value was
// based on a user selection.
try {
AudioInputStream audioInputStream =
AudioSystem.getAudioInputStream(fileIn);
int bytesPerFrame =
audioInputStream.getFormat().getFrameSize();
// Set an arbitrary buffer size of 1024 frames.
int numBytes = 1024 * bytesPerFrame;
byte[] audioBytes = new byte[numBytes];
try {
int numBytesRead = 0;
int numFramesRead = 0;
// Try to read numBytes bytes from the file.
while ((numBytesRead =
audioInputStream.read(audioBytes)) != -1) {
// Calculate the number of frames actually read.
numFramesRead = numBytesRead / bytesPerFrame;
totalFramesRead += numFramesRead;
// Here, do something useful
// with the audio data that‘s
// now in the audioBytes array...
}
} catch (Exception ex) {
// Handle the error...
}
} catch (Exception e) {
// Handle the error...
}
寫音頻文件
通過下列方法知道AudioSystem支持哪些音頻文件格式寫入：
static boolean isFileTypeSupported( AudioFileFormat.Type,AudioInputStream );
static AudioFileFormat.Type[] getAudioFileTypes();
static AudioFileFormat.Type[] getAudioFileTypes(AudioInputStream);
利用AudioSystem.write()方法向文件寫入指定格式的音頻數據：
static int write( AudioInputStream, AudioFileFormat.Type, File );
文件或數據格式轉換
“Java Sound Programmer Guide” – chapter 7
Audio File Format Convertion
Audio Data Format Convertion
PCM
PCM脈沖編碼調制是Pulse Code Modulation的縮寫。
PCM通過抽樣、量化、編碼三個步驟將連續變化的模擬信號轉換為數字編碼。
PCM是數字音頻中最佳的保真水準，近似看成“無損”編碼。
PCM編碼的優點是音質好，缺點是數據量大。
JAVA SOUND API對于其它編碼格式，在播放前都會轉換成PCM格式。
DAC:digital-to-analog converter,數模轉換器
Decibel:分貝。pl.decibels
PAN:聲象，該通道信號在左右音箱之間的立體聲位置。
GAIN:增益
REVERB:數字混響。
Acoustics:聲學
資源
《Java Sound programmer guide》
總結
以上是生活随笔為你收集整理的java sound api_Java Sound API的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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