借用PortAudio采集和播放音频，实现一个双路混音器(转)

转自：http://www.cnblogs.com/haibindev/archive/2011/12/07/2277366.html 　混音，顾名思义，就是把多个音源混合的过程，是一个很常见的应用。这两天我也作了一个双路混音器，固然，我没有作多么专业的音频信号处理，只是一个简单的混音，调节各路音量，并实现了一些音效处理。主要功能有：采集硬件设备，读取wav文件，播放，混音，音量调节，音频节奏、音调的调节，wav文件输出。这么多功能，咱们不须要一个一个所有本身实现，有时候，借助开源项目，尤为是比较成熟的开源项目，不但能够大大节省开发时间，还能使程序更加稳定。即使不能直接在本身的项目中使用，也能有借鉴意义。这个项目中我就使用了PortAudio，PortAudio是一个开源的、跨平台的音频IO库，它主要提供了音频采集和播放的接口，并且API很是简单。你们能够尝试一下。

　　下图就是该项目产品截图：

　　全部的功能呢，在界面上是一目了然了，其中有三个子窗口，是音频数据经FFT（快速傅立叶）变换后显示的频谱图，左右两个分别是两路音频的，中间则是混音后的。这里我和你们分享一下这个混音器的设计思路以及PortAudio的使用，但愿有需求的朋友可以有所借鉴。

首先是程序的逻辑架构图

　　PortAudio在项目中主要负责采集硬件设备和播放内存中的音频Sample，其实在Windows上实现这种功能能够有多种方法，以前我也基于DirectShow作过，此次使用PortAudio主要也是想熟悉一下，未来若是要作其余平台的应用时，能够直接拿来使用了。

AudioInput的主要功能是封装一下音频的输入，包括硬件采集和文件读取 AudioMixer管理AudioInput，并进行音量和各类音效处理 鉴于文件操做比较费时，FileWritter的操做实际上是放在单独的线程中进行的。

PortAudio的封装和使用

　　PortAudio的API很是的简单，基本上完成采集或播放的功能，只须要调用三个接口就能够了：Pa_OpenStream, Pa_StartStream, Pa_CloseStream。它们的原型以下

　　首先，咱们须要调用Pa_Initialize来进行PortAudio的初始化，而后设置好Pa_OpenStream的各项参数，而后就可使用它了。调用Pa_StartStream以后，若是是采集，就能够从PortAudio读取数据了，若是是播放，则只须要不断的把要播放的音频数据交给PortAudio就好了。而PortAudio和你的程序之间的数据的交互，实际上是有两种方式的，一种就是上面原型中提到的设置回调函数的形式，另外一种就是调用Pa_ReadStream和Pa_WriteStream这两个函数，我推荐仍是经过回调的形式，简单嘛，这个最重要了:)。回调函数的原型也比较简单，采集和播放都是同样的。

　　咱们只须要在回调函数中操做inputBuffer或者outputBuffer便可，下面是我启动前进行设置的代码：

1. PortAudio的采集

2. PortAudio的播放

　　有一点须要注意的是，framesPerBuffer的值，也就是在Pa_OpenStream中设置的参数值，这个数值就是outputBuffer或inputBuffer中音频帧的个数，我这里设置成了512，固然你也能够设置成其余的数值，不过不宜太小，不然会形成大量的异步回调，cpu是处理不过来的。这个数值再乘以你以前这只的音频帧Sample格式（我这里是paFloat32）和音轨个数，就能够计算出outputBuffer或inputBuffer的大小，而后就能够操做音频数据了，例如在采集的回调函数中这样使用。

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

混音算法

　　实话实说，这个混音算法是我从网上找到的，不过效果仍是挺不错的，公式就是

C = A + B - (A * B >> 0x10) 　　A和B就是两路不一样的音频数据，C就是混音后的音频数据，固然，处理后，还须要对C进行防止数据溢出的处理，不然，可能会有爆音。

若是是16bit音频数据，就是：

if (C > 32767) C = 32767; else if (C < -32768) C = -32768; 若是是float音频数据，就是：

if (C > 1) C = 1; else if (C < -1) C = -1; 　　这个算法针对的是16bit的音频采样数据，我实验的结果是：对float音频采样数据，一样有不错的效果。

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