前言
之前我们已经了解了PCM音频数据，我们理解为最原始的数据，虽然他的音质是最棒的，但是同时也暴露出两个很重要的问题：
- 普通播放器无法播放，数据里不包含任何跟音频格式有关的信息（声道，采样率等等）；
- 体积过大，传输效率低；
为了解决上面的两个问题，出现了更多的音频格式。例如常见的：wav，mp3，aac等等。这一篇主要的内容就是了解wav。
正文
如果你想要录制音频并且输入wav格式的文件，你会发现mediaCodec中并没有这个格式。于是打开浏览器一顿操作，你会搜索到很多的资料，你会发现原来WAV和PCM原来这么接近。
WAV主要解决了播放器无法播放的问题，体积上并没有太大的优势。WAV可以直接包含PCM，我们只需要在PCM的前面加入WAV的头文件，就完成转换了，所以我们首先要了解WAV的头文件的内容。、
WAV头文件
wav头文件结构
上图是一个完整的WAV头文件的结构，其中一部分fact（压缩编码）在包含PCM是不需要的，因为PCM的无损无压缩的。
wav头文件详细结构图
上图是官方对于wav的头文件描述图，虽然是英文的，但是我们依次了解每一位表达的意义：
- ChunkID：固定RIFF的ACSⅡ码，占4位；
- ChunkSize：文件的总长度，占4位，因为不包含ChunkID和ChunkSize的长度，所以要需要减8；
- Format：固定WAVE的ASCⅡ码，占4位；
- Subchunk1 ID：fmt块，占4位，如果不足4位，补空格，所以是‘fmt ’;
- Subchunk Size：fmt块的总长度，pcm固定16，表示从当前位置到描述fmt信息的长度，从上图计算AudioFormat到BitsPerSample的长度，长度确实是16，如果不是PCM长度可能会发生变化，占4位：
- AudioFormat：音频格式，PCM固定是1，占2位；
- NumChannels：声道数，占2位；
- SampleRate：采样率，占4位；
- ByteRate：比特率，占4位；
- BlockAlign：计算方法为 NumChannels * BitsPerSample/8，占两位；
- BitsPerSample：我们录制的格式，一个采样占几个byte，占2位；
- Subchunk2ID：固定保存‘data’，占4位；
- Subchunk2Size：音频数据的长度，如果你知道，计算方法为： NumSamples * NumChannels * BitsPerSample/8；
经过计算，当WAV包含PCM数据时，头文件的总长度为44位。
PCM转WAV
我们已经把WAV头文件了解的轻轻楚楚，接下来就可以把PCM格式转成WAV格式。
首次我们录制一份PCM文件，并在文件的头部提前预留了44byte的位置：
// 创建AudioRecord
AudioRecord(
MediaRecorder.AudioSource.MIC,
11025,
AudioFormat.CHANNEL_IN_MONO,
AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT,
getMinBufferSize()
)
// 创建wav文件，并预留wav头文件的位置
val mWavFile = File(mFile.absolutePath)
mWriter = FileOutputStream(mWavFile).channel
val fakehead = ByteArray(44)
mWriter?.write(ByteBuffer.wrap(fakehead))
// 写入录制音频
while (isRecording) {
val resultRead = audioRecord.read(byteArray, 0, byteArray.size)
for (i in 0 until result) {
mWriter.write(ByteBuffer.wrap(recordedBytes, 0, resultRead))
}
}
上面是一份伪代码，我们录制了一份音频，并预留了wav头文件的位置，接下来我们根据之前的理解，填入wav的信息：
fun getWaveFileHeader(
totalAudioLen: Long,
totalDataLen: Long,
longSampleRate: Long,
channels: Int,
byteRate: Long,
bitsPerSample: Int
)
{
val header = ByteArray(44)
// 1. ChunkID：固定RIFF的ACSⅡ码，占4位；
header[0] = 'R'.toByte() // RIFF/WAVE header
header[1] = 'I'.toByte()
header[2] = 'F'.toByte()
header[3] = 'F'.toByte()
//2. ChunkSize：文件的总长度，占4位，因为不包含ChunkID和ChunkSize的长度，所以要需要减8；
// 因为int类型，所以我们需要对每一位byte对别保存int，跟之前的PCM的声道转换类似
header[4] = (totalDataLen and 0xff).toByte()
header[5] = (totalDataLen shr 8 and 0xff).toByte()
header[6] = (totalDataLen shr 16 and 0xff).toByte()
header[7] = (totalDataLen shr 24 and 0xff).toByte()
// 3. Format：固定WAVE的ASCⅡ码，占4位；
header[8] = 'W'.toByte() //WAVE
header[9] = 'A'.toByte()
header[10] = 'V'.toByte()
header[11] = 'E'.toByte()
// 4. Subchunk1 ID：fmt块，占4位，如果不足4位，补空格，所以是‘fmt ’;
header[12] = 'f'.toByte() // 'fmt ' chunk
header[13] = 'm'.toByte()
header[14] = 't'.toByte()
header[15] = ' '.toByte()
// 5. Subchunk Size：fmt块的总长度，pcm固定16，表示从当前位置到描述fmt信息的长度
// 同理是int值，占4位
header[16] = 16
header[17] = 0
header[18] = 0
header[19] = 0
// 6. AudioFormat：音频格式，PCM固定是1，占2位；
header[20] = 1 // format = 1
header[21] = 0
// 7. NumChannels：声道数，占2位；
header[22] = channels.toByte()
header[23] = 0
// 8. SampleRate：采样率，占4位；
header[24] = (longSampleRate and 0xff).toByte()
header[25] = (longSampleRate shr 8 and 0xff).toByte()
header[26] = (longSampleRate shr 16 and 0xff).toByte()
header[27] = (longSampleRate shr 24 and 0xff).toByte()
// 9. ByteRate：比特率，占4位；
header[28] = (byteRate and 0xff).toByte()
header[29] = (byteRate shr 8 and 0xff).toByte()
header[30] = (byteRate shr 16 and 0xff).toByte()
header[31] = (byteRate shr 24 and 0xff).toByte()
//10. BlockAlign：计算方法为 NumChannels * BitsPerSample/8，占两位；
header[32] = (channels * 16 / 8).toByte()
header[33] = 0
//11. BitsPerSample：我们录制的格式，一个采样占几个byte，占2位；
header[34] = bitsPerSample// bits per sample
header[35] = 0
//12. Subchunk2ID：固定保存‘data’，占4位；
header[36] = 'd'.toByte() //data
header[37] = 'a'.toByte()
header[38] = 't'.toByte()
header[39] = 'a'.toByte()
//14. Subchunk2Size：音频数据的长度
header[40] = (totalAudioLen and 0xff).toByte()
header[41] = (totalAudioLen shr 8 and 0xff).toByte()
header[42] = (totalAudioLen shr 16 and 0xff).toByte()
header[43] = (totalAudioLen shr 24 and 0xff).toByte()
}
根据我们录制的配置，我们可以对getWaveFileHeader方法传入一下参数：
Util.getWaveFileHeader(
mWriter.size() - 44, // totalAudioLen, 音频数据不包含wav头文件，所以减44
mWriter.size() - 8, // totalDataLen总长度，记得减8
mediaFormat.getInteger(MediaFormat.KEY_SAMPLE_RATE).toLong(), // SampleRa
mediaFormat.getInteger(MediaFormat.KEY_CHANNEL_COUNT), // channels
mediaFormat.getInteger(MediaFormat.KEY_BIT_RATE).toLong()， // byteRate
16， // AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT = 16， AudioFormat.ENCODING_PCM_8BIT = 8
)
到此，我们录制的PCM数据已经变成了播放器可播的WAV格式。
总结
这一篇我们理解了WAV和PCM的区别以及转换方法，下一篇我们继续学习新的音频格式AAC。
