Android音视频开发 四.AudioRecord,AudioTrack

MediaRecorder 和 AudioRecord
Android SDK 中有两套音频采集的API,分别是:MediaRecorder 和 AudioRecord。

MediaRecorder是一个更加上层一点的API,它可以直接把手机麦克风录入的音频数据进行编码压缩(如AMR、MP3等)并存成文件

AudioRecord则更接近底层,能够更加自由灵活地控制,可以得到原始的一帧帧PCM音频数据。

如果只是想简单地做一个录音机,录制音频文件,就使用 MediaRecorder,而如果需要对音频做进一步的算法处理、或者采用第三方的编码库进行压缩、以及网络传输、直播等应用,则建议使用 AudioRecord。

private void startRecorder() {
try {
// 1、输出pcm文件
mAudioFile = new File(Environment.getExternalStorageDirectory().getAbsolutePath() + "/RecorderTest/" +
System.currentTimeMillis() + ".pcm");
mAudioFile.getParentFile().mkdirs();
mAudioFile.createNewFile();
mFileOutputStream = new FileOutputStream(mAudioFile);

        // 2、配置AudioRecord
          // 声音来源
        int audioSource = MediaRecorder.AudioSource.MIC;
          // 采样率 Hz
        int sampleRate = 44100;
          // 音频通道的配置 MONO 单声道
        int channelConfig = AudioFormat.CHANNEL_IN_MONO;
          // 返回音频数据的格式 
        int audioFormat = AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT;
          //AudioRecord能接受的最小的buffer大小
        int minBufferSize = AudioRecord.getMinBufferSize(sampleRate, channelConfig, audioFormat);
        mAudioRecorder = new AudioRecord(audioSource, sampleRate, channelConfig,
                audioFormat, Math.max(minBufferSize, 2048));
        
        // 3、开始录音
        mAudioRecorder.startRecording();

        
        // 4、一边从AudioRecord中读取声音数据到初始化的buffer,一边将buffer中数据导入数据流,写入文件中
        while (mIsRecording) { // 标志位,是否停止录音
            int read = mAudioRecorder.read(mBuffer, 0, 2048);
            if (read > 0) {
                mFileOutputStream.write(mBuffer, 0, read);
                // 也可以在这里对音频数据进行处理,压缩、直播等
            } 
        }
        
        // 5、停止录音,释放资源
        mAudioRecorder.stop();
        mAudioRecorder.release();
        mAudioRecorder = null;
        mFileOutputStream.close();

    } catch (IOException | RuntimeException e) {
        e.printStackTrace();
    } finally {
        if (mAudioRecorder != null) {
            mAudioRecorder.release();
            mAudioRecorder = null;
        }
    }
}

AudioTrack 与 MediaPlayer
在Android中播放声音也是有两套API:MediaPlayer和AudioTrack,两者还是有很大的区别的。

MediaPlayer可以播放多种格式的声音文件,例如MP3,AAC,WAV,OGG,MIDI等。MediaPlayer会在framework层创建对应的音频解码器。

AudioTrack只能播放已经解码的PCM流,如不需要解码的wav文件。

MediaPlayer在framework层还是会创建AudioTrack,把解码后的PCM数流传递给AudioTrack,AudioTrack再传递给AudioFlinger进行混音,然后才传递给硬件播放,所以是MediaPlayer包含了AudioTrack。

private void doPaly(File mAudioFile) {
// 音频流的类型
// STREAM_ALARM:警告声
// STREAM_MUSIC:音乐声
// STREAM_RING:铃声
// STREAM_SYSTEM:系统声音,例如低电提示音,锁屏音等
// STREAM_VOCIE_CALL:通话声
int streamType = AudioManager.STREAM_MUSIC;

    // 采样率 Hz
    int sampleRate = 44100;
    // 单声道
    int channelConfig = AudioFormat.CHANNEL_OUT_MONO;
    
    // 音频数据表示的格式
    int audioFormat = AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT;

    // MODE_STREAM:在这种模式下,通过write一次次把音频数据写到AudioTrack中。这和平时通过
    // write系统调用往文件中写数据类似,但这种工作方式每次都需要把数据从用户提供的Buffer中拷贝到
    // AudioTrack内部的Buffer中,这在一定程度上会使引入延时。为解决这一问题,AudioTrack就引入
    // 了第二种模式。

    // MODE_STATIC:这种模式下,在play之前只需要把所有数据通过一次write调用传递到AudioTrack
    // 中的内部缓冲区,后续就不必再传递数据了。这种模式适用于像铃声这种内存占用量较小,延时要求较
    // 高的文件。但它也有一个缺点,就是一次write的数据不能太多,否则系统无法分配足够的内存来存储
    // 全部数据。
    int mode = AudioTrack.MODE_STREAM;

    int minBufferSize = AudioTrack.getMinBufferSize(sampleRate, channelConfig, audioFormat);

    AudioTrack audioTrack = new AudioTrack(streamType, sampleRate, channelConfig, audioFormat, Math.max(minBufferSize, 2048), mode);

    FileInputStream mFileInputStream = null;
    try {
        mFileInputStream = new FileInputStream(mAudioFile);
        int read;
        audioTrack.play();
        while ((read = mFileInputStream.read(mBuffer)) > 0) {
            int ret = audioTrack.write(mBuffer, 0, read);
            switch (ret) {
                case AudioTrack.ERROR_BAD_VALUE:
                case AudioTrack.ERROR_INVALID_OPERATION:
                case AudioManager.ERROR_DEAD_OBJECT:
                    palyFaile();
                    break;
                default:
                    break;
            }
        }
    } catch (RuntimeException | IOException e) {
        e.printStackTrace();
        palyFaile();
    } finally {
        mIsPalying = false;
        if (mFileInputStream != null) {
            closeQuietly(mFileInputStream);
        }
        audioTrack.stop();
        audioTrack.release();
    }
}
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