本文記錄SDL播放音頻的技術。在這里使用的版本是SDL2。實際上SDL本身并不提供視音頻播放的功能，它只是封裝了視音頻播放的底層API。在Windows平臺下，SDL封裝了Direct3D這類的API用于播放視頻；封裝了DirectSound這類的API用于播放音頻。因為SDL的編寫目的就是簡化視音頻播放的開發難度，所以使用SDL播放視頻（YUV/RGB）和音頻（PCM）數據非常的容易。

SDL簡介

SDL（Simple DirectMedia Layer）是一套開放源代碼的跨平臺多媒體開發庫，使用C語言寫成。SDL提供了數種控制圖像、聲音、輸出入的函數，讓開發者只要用相同或是相似的代碼就可以開發出跨多個平臺（Linux、Windows、Mac OS X等）的應用軟件。目前SDL多用于開發游戲、模擬器、媒體播放器等多媒體應用領域。用下面這張圖可以很明確地說明SDL的用途。

SDL實際上并不限于視音頻的播放，它將功能分成下列數個子系統（subsystem）：

Video（圖像）：圖像控制以及線程（thread）和事件管理（event）。

Audio（聲音）：聲音控制

Joystick（搖桿）：游戲搖桿控制

CD-ROM（光盤驅動器）：光盤媒體控制

Window Management（視窗管理）：與視窗程序設計集成

Event（事件驅動）：處理事件驅動

在Windows下，SDL與DirectX的對應關系如下。

SDL	DirectX
SDL_Video、SDL_Image	DirectDraw、Direct3D
SDL_Audio、SDL_Mixer	DirectSound
SDL_Joystick、SDL_Base	DirectInput
SDL_Net	DirectPlay

注：上文內容在《使用SDL播放視頻》的文章中已經介紹，這里再次重復貼一遍。

SDL播放音頻的流程

SDL播放音頻的流程狠簡單，分為以下步驟。

1. 初始化

1) 初始化SDL。

2) 根據參數（SDL_AudioSpec）打開音頻設備

2. 循環播放數據

1) 播放音頻數據。

2) 延時等待播放完成。

下面詳細分析一下上文流程。

1. 初始化

1) 初始化SDL。

使用SDL_Init()初始化SDL。該函數可以確定希望激活的子系統。SDL_Init()函數原型如下：

[cpp]?view plaincopy

int?SDLCALL?SDL_Init(Uint32?flags)??

其中，flags可以取下列值：

SDL_INIT_TIMER：定時器
SDL_INIT_AUDIO：音頻
SDL_INIT_VIDEO：視頻
SDL_INIT_JOYSTICK：搖桿
SDL_INIT_HAPTIC：觸摸屏
SDL_INIT_GAMECONTROLLER：游戲控制器
SDL_INIT_EVENTS：事件
SDL_INIT_NOPARACHUTE：不捕獲關鍵信號（這個不理解）
SDL_INIT_EVERYTHING：包含上述所有選項

?

有關SDL_Init()有一點需要注意：初始化的時候盡量做到“夠用就好”，而不要用SDL_INIT_EVERYTHING。因為有些情況下使用SDL_INIT_EVERYTHING會出現一些不可預知的問題。例如，在MFC應用程序中播放純音頻，如果初始化SDL的時候使用SDL_INIT_EVERYTHING，那么就會出現聽不到聲音的情況。后來發現，去掉了SDL_INIT_VIDEO之后，問題才得以解決。

2) 根據參數（SDL_AudioSpec）打開音頻設備
使用SDL_OpenAudio()打開音頻設備。該函數需要傳入一個SDL_AudioSpec的結構體。DL_OpenAudio()的原型如下。

[cpp]?view plaincopy

int?SDLCALL?SDL_OpenAudio(SDL_AudioSpec?*?desired,??

??????????????????????????????????????????SDL_AudioSpec?*?obtained);??

它的參數是兩個SDL_AudioSpec結構體，它們的含義：
desired：期望的參數。
obtained：實際音頻設備的參數，一般情況下設置為NULL即可。


SDL_AudioSpec結構體的定義如下。

[cpp]?view plaincopy

typedef?struct?SDL_AudioSpec??

{??

????int?freq;???????????????????/**<?DSP?frequency?--?samples?per?second?*/??

????SDL_AudioFormat?format;?????/**<?Audio?data?format?*/??

????Uint8?channels;?????????????/**<?Number?of?channels:?1?mono,?2?stereo?*/??

????Uint8?silence;??????????????/**<?Audio?buffer?silence?value?(calculated)?*/??

????Uint16?samples;?????????????/**<?Audio?buffer?size?in?samples?(power?of?2)?*/??

????Uint16?padding;?????????????/**<?Necessary?for?some?compile?environments?*/??

????Uint32?size;????????????????/**<?Audio?buffer?size?in?bytes?(calculated)?*/??

????SDL_AudioCallback?callback;??

????void?*userdata;??

}?SDL_AudioSpec;??

其中包含了關于音頻各種參數：
freq：音頻數據的采樣率。常用的有48000,44100等。
format：音頻數據的格式。舉例幾種格式：
AUDIO_U16SYS：Unsigned 16-bit samples
AUDIO_S16SYS：Signed 16-bit samples
AUDIO_S32SYS：32-bit integer samples
AUDIO_F32SYS：32-bit floating point samples
channels：聲道數。例如單聲道取值為1，立體聲取值為2。
silence：設置靜音的值。
samples：音頻緩沖區中的采樣個數，要求必須是2的n次方。
padding：考慮到兼容性的一個參數。
size：音頻緩沖區的大小，以字節為單位。
callback：填充音頻緩沖區的回調函數。
userdata：用戶自定義的數據。
在這里記錄一下填充音頻緩沖區的回調函數的作用。當音頻設備需要更多數據的時候會調用該回調函數?；卣{函數的格式要求如下。

[cpp]?view plaincopy

void?(SDLCALL?*?SDL_AudioCallback)?(void?*userdata,?Uint8?*?stream,??

????????????????????????????????????????????int?len);??

回調函數的參數含義如下所示。
userdata：SDL_AudioSpec結構中的用戶自定義數據，一般情況下可以不用。
stream：該指針指向需要填充的音頻緩沖區。
len：音頻緩沖區的大小（以字節為單位）。
在回調函數中可以使用SDL_MixAudio()完成混音等工作。眾所周知SDL2和SDL1.x關于視頻方面的API差別很大。但是SDL2和SDL1.x關于音頻方面的API是一模一樣的。唯獨在回調函數中，SDL2有一個地方和SDL1.x不一樣：SDL2中必須首先使用SDL_memset()將stream中的數據設置為0。


2. 循環播放數據
1) 播放音頻數據。
使用SDL_PauseAudio()可以播放音頻數據。SDL_PauseAudio()的原型如下。

[cpp]?view plaincopy

void?SDLCALL?SDL_PauseAudio(int?pause_on)??

當pause_on設置為0的時候即可開始播放音頻數據。設置為1的時候，將會播放靜音的值。

2) 延時等待播放完成。
這一步就是延時等待音頻播放完畢了。使用像SDL_Delay()這樣的延時函數即可。

代碼

源代碼如下所示。 [cpp]?view plaincopy

/**?

?*?最簡單的SDL2播放音頻的例子（SDL2播放PCM）?

?*?Simplest?Audio?Play?SDL2?(SDL2?play?PCM)??

?*?

?*?雷霄驊?Lei?Xiaohua?

?*?leixiaohua1020@126.com?

?*?中國傳媒大學/數字電視技術?

?*?Communication?University?of?China?/?Digital?TV?Technology?

?*?http://blog.csdn.net/leixiaohua1020?

?*?

?*?本程序使用SDL2播放PCM音頻采樣數據。SDL實際上是對底層繪圖?

?*?API（Direct3D，OpenGL）的封裝，使用起來明顯簡單于直接調用底層?

?*?API。?

?*?

?*?函數調用步驟如下:??

?*?

?*?[初始化]?

?*?SDL_Init():?初始化SDL。?

?*?SDL_OpenAudio():?根據參數（存儲于SDL_AudioSpec）打開音頻設備。?

?*?

?*?[循環播放數據]?

?*?SDL_PauseAudio():?播放音頻數據。?

?*?SDL_Delay():?延時等待播放完成。?

?*?

?*?This?software?plays?PCM?raw?audio?data?using?SDL2.?

?*?SDL?is?a?wrapper?of?low-level?API?(DirectSound).?

?*?Use?SDL?is?much?easier?than?directly?call?these?low-level?API.?

?*?

?*?The?process?is?shown?as?follows:?

?*?

?*?[Init]?

?*?SDL_Init():?Init?SDL.?

?*?SDL_OpenAudio():?Opens?the?audio?device?with?the?desired??

?*??????????????????parameters?(In?SDL_AudioSpec).?

?*?

?*?[Loop?to?play?data]?

?*?SDL_PauseAudio():?Play?Audio.?

?*?SDL_Delay():?Wait?for?completetion?of?playback.?

?*/??

??

#include?<stdio.h>??

#include?<tchar.h>??

??

extern?"C"??

{??

#include?"sdl/SDL.h"??

};??

??

//Buffer:??

//|-----------|-------------|??

//chunk-------pos---len-----|??

static??Uint8??*audio_chunk;???

static??Uint32??audio_len;???

static??Uint8??*audio_pos;???

??

/*?Audio?Callback?

?*?The?audio?function?callback?takes?the?following?parameters:??

?*?stream:?A?pointer?to?the?audio?buffer?to?be?filled??

?*?len:?The?length?(in?bytes)?of?the?audio?buffer??

?*??

*/???

void??fill_audio(void?*udata,Uint8?*stream,int?len){???

????//SDL?2.0??

????SDL_memset(stream,?0,?len);??

????if(audio_len==0)????????/*??Only??play??if??we??have??data??left??*/???

????????????return;???

????len=(len>audio_len?audio_len:len);???/*??Mix??as??much??data??as??possible??*/???

??

????SDL_MixAudio(stream,audio_pos,len,SDL_MIX_MAXVOLUME);??

????audio_pos?+=?len;???

????audio_len?-=?len;???

}???

??

int?main(int?argc,?char*?argv[])??

{??

????//Init??

????if(SDL_Init(SDL_INIT_AUDIO?|?SDL_INIT_TIMER))?{????

????????printf(?"Could?not?initialize?SDL?-?%s\n",?SDL_GetError());???

????????return?-1;??

????}??

????//SDL_AudioSpec??

????SDL_AudioSpec?wanted_spec;??

????wanted_spec.freq?=?44100;???

????wanted_spec.format?=?AUDIO_S16SYS;???

????wanted_spec.channels?=?2;???

????wanted_spec.silence?=?0;???

????wanted_spec.samples?=?1024;???

????wanted_spec.callback?=?fill_audio;???

??

????if?(SDL_OpenAudio(&wanted_spec,?NULL)<0){???

????????printf("can't?open?audio.\n");???

????????return?-1;???

????}???

??

????FILE?*fp=fopen("../NocturneNo2inEflat_44.1k_s16le.pcm","rb+");??

????if(fp==NULL){??

????????printf("cannot?open?this?file\n");??

????????return?-1;??

????}??

????//For?YUV420P??

????int?pcm_buffer_size=4096;??

????char?*pcm_buffer=(char?*)malloc(pcm_buffer_size);??

????int?data_count=0;??

??

????while(1){??

????????if?(fread(pcm_buffer,?1,?pcm_buffer_size,?fp)?!=?pcm_buffer_size){??

????????????//?Loop??

????????????fseek(fp,?0,?SEEK_SET);??

????????????fread(pcm_buffer,?1,?pcm_buffer_size,?fp);??

????????????data_count=0;??

????????}??

????????printf("Now?Playing?%10d?Bytes?data.\n",data_count);??

????????data_count+=pcm_buffer_size;??

????????//Set?audio?buffer?(PCM?data)??

????????audio_chunk?=?(Uint8?*)?pcm_buffer;???

????????//Audio?buffer?length??

????????audio_len?=pcm_buffer_size;??

????????audio_pos?=?audio_chunk;??

????????//Play??

????????SDL_PauseAudio(0);??

????????while(audio_len>0)//Wait?until?finish??

????????????SDL_Delay(1);???

????}??

??

????return?0;??

}??

運行結果

運行的結果如下圖所示。運行的時候可以聽見音樂播放的聲音。

?

?

下載

代碼位于“Simplest Media Play”中

SourceForge項目地址：https://sourceforge.net/projects/simplestmediaplay/

CSDN下載地址：http://download.csdn.net/detail/leixiaohua1020/8054395

上述工程包含了使用各種API（Direct3D，OpenGL，GDI，DirectSound，SDL2）播放多媒體例子。其中音頻輸入為PCM采樣數據。輸出至系統的聲卡播放出來。視頻輸入為YUV/RGB像素數據。輸出至顯示器上的一個窗口播放出來。
通過本工程的代碼初學者可以快速學習使用這幾個API播放視頻和音頻的技術。
一共包括了如下幾個子工程：
simplest_audio_play_directsound:? 使用DirectSound播放PCM音頻采樣數據。
simplest_audio_play_sdl2:? 使用SDL2播放PCM音頻采樣數據。
simplest_video_play_direct3d:? 使用Direct3D的Surface播放RGB/YUV視頻像素數據。
simplest_video_play_direct3d_texture:使用Direct3D的Texture播放RGB視頻像素數據。
simplest_video_play_gdi:? 使用GDI播放RGB/YUV視頻像素數據。
simplest_video_play_opengl:? 使用OpenGL播放RGB/YUV視頻像素數據。
simplest_video_play_opengl_texture: 使用OpenGL的Texture播放YUV視頻像素數據。
simplest_video_play_sdl2:? 使用SDL2播放RGB/YUV視頻像素數據。

?

from:http://blog.csdn.net/leixiaohua1020/article/details/40544521

總結

以上是生活随笔為你收集整理的最简单的视音频播放示例9：SDL2播放PCM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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