【秒懂音视频开发】09_播放PCM
ffplay
可以使用ffplay播放《音频录制02_编程》中录制好的PCM文件，测试一下是否录制成功。
播放PCM需要指定相关参数：
- ar：采样率
- ac：声道数
- f：采样格式
- s16le：PCM signed 16-bit little-endian
- 更多PCM的采样格式可以使用命令查看
- Windows：ffmpeg -formats | findstr PCM
- Mac：ffmpeg -formats | grep PCM
ffplay -ar 44100 -ac 2 -f s16le out.pcm
接下来演示一下，如何通过编程的方式播放PCM数据。
SDL
ffplay是基于FFmpeg、SDL两个库实现的。通过编程的方式播放音视频，也是需要用到这2个库。FFmpeg大家都已经清楚了，比较陌生的是SDL。
简介
SDL（Simple DirectMedia Layer），是一个跨平台的C语言多媒体开发库。
- 支持Windows、Mac OS X、Linux、iOS、Android
- 提供对音频、键盘、鼠标、游戏操纵杆、图形硬件的底层访问
- 很多的视频播放软件、模拟器、受欢迎的游戏都在使用它
- 目前最新的稳定版是：2.0.14
- API文档：wiki
下载
SDL官网下载地址：download-sdl2。
Windows
由于我们使用的是MinGW编译器，所以选择下载SDL2-devel-2.0.14-mingw.tar.gz。
解压后的目录结构如下图所示，跟FFmpeg的目录结构类似，因此就不再赘述每个文件夹的作用。
Mac
从brew官网可以看得出来：之前执行brew install ffmpeg时，已经顺带安装了SDL，安装目录是：/usr/local/Cellar/sdl2。
如果没有这个目录，就执行brew install sdl2进行安装即可。
HelloWorld
来个简单的SDL HelloWorld吧，打印一下SDL的版本号。
.pro文件
win32 {
FFMPEG_HOME = F:/Dev/ffmpeg-4.3.2
SDL_HOME = F:/Dev/SDL2-2.0.14/x86_64-w64-mingw32
}
macx {
FFMPEG_HOME = /usr/local/Cellar/ffmpeg/4.3.2
SDL_HOME = /usr/local/Cellar/sdl2/2.0.14_1
}
INCLUDEPATH += $${FFMPEG_HOME}/include
LIBS += -L$${FFMPEG_HOME}/lib \
-lavdevice \
-lavcodec \
-lavformat \
-lavutil
INCLUDEPATH += $${SDL_HOME}/include
LIBS += -L$${SDL_HOME}/lib \
-lSDL2
在Windows环境中，还需要处理一下dll文件，参考：《dll文件处理》。
cpp代码
#include <SDL2/SDL.h>
SDL_version v;
SDL_VERSION(&v);
// 2 0 14
qDebug() << v.major << v.minor << v.patch;
播放PCM
初始化子系统
SDL分成好多个子系统（subsystem）：
- Video：显示和窗口管理
- Audio：音频设备管理
- Joystick：游戏摇杆控制
- Timers：定时器
- ...
目前只用到了音频功能，所以只需要通过SDL_init函数初始化Audio子系统即可。
// 初始化Audio子系统
if (SDL_Init(SDL_INIT_AUDIO)) {
// 返回值不是0，就代表失败
qDebug() << "SDL_Init Error" << SDL_GetError();
return;
}
打开音频设备
/* 一些宏定义 */
// 采样率
#define SAMPLE_RATE 44100
// 采样格式
#define SAMPLE_FORMAT AUDIO_S16LSB
// 采样大小
#define SAMPLE_SIZE SDL_AUDIO_BITSIZE(SAMPLE_FORMAT)
// 声道数
#define CHANNELS 2
// 音频缓冲区的样本数量
#define SAMPLES 1024
// 用于存储读取的音频数据和长度
typedef struct {
int len = 0;
int pullLen = 0;
Uint8 *data = nullptr;
} AudioBuffer;
// 音频参数
SDL_AudioSpec spec;
// 采样率
spec.freq = SAMPLE_RATE;
// 采样格式（s16le）
spec.format = SAMPLE_FORMAT;
// 声道数
spec.channels = CHANNELS;
// 音频缓冲区的样本数量（这个值必须是2的幂）
spec.samples = SAMPLES;
// 回调
spec.callback = pull_audio_data;
// 传递给回调的参数
AudioBuffer buffer;
spec.userdata = &buffer;
// 打开音频设备
if (SDL_OpenAudio(&spec, nullptr)) {
qDebug() << "SDL_OpenAudio Error" << SDL_GetError();
// 清除所有初始化的子系统
SDL_Quit();
return;
}
打开文件
#define FILENAME "F:/in.pcm"
// 打开文件
QFile file(FILENAME);
if (!file.open(QFile::ReadOnly)) {
qDebug() << "文件打开失败" << FILENAME;
// 关闭音频设备
SDL_CloseAudio();
// 清除所有初始化的子系统
SDL_Quit();
return;
}
开始播放
// 每个样本占用多少个字节
#define BYTES_PER_SAMPLE ((SAMPLE_SIZE * CHANNELS) / 8)
// 文件缓冲区的大小
#define BUFFER_SIZE (SAMPLES * BYTES_PER_SAMPLE)
// 开始播放
SDL_PauseAudio(0);
// 存放文件数据
Uint8 data[BUFFER_LEN];
while (!isInterruptionRequested()) {
// 只要从文件中读取的音频数据，还没有填充完毕，就跳过
if (buffer.len > 0) continue;
buffer.len = file.read((char *) data, BUFFER_SIZE);
// 文件数据已经读取完毕
if (buffer.len <= 0) {
// 剩余的样本数量
int samples = buffer.pullLen / BYTES_PER_SAMPLE;
int ms = samples * 1000 / SAMPLE_RATE;
SDL_Delay(ms);
break;
}
// 读取到了文件数据
buffer.data = data;
}
回调函数
// userdata：SDL_AudioSpec.userdata
// stream：音频缓冲区（需要将音频数据填充到这个缓冲区）
// len：音频缓冲区的大小（SDL_AudioSpec.samples * 每个样本的大小）
void pull_audio_data(void *userdata, Uint8 *stream, int len) {
// 清空stream
SDL_memset(stream, 0, len);
// 取出缓冲信息
AudioBuffer *buffer = (AudioBuffer *) userdata;
if (buffer->len == 0) return;
// 取len、bufferLen的最小值（为了保证数据安全，防止指针越界）
buffer->pullLen = (len > buffer->len) ? buffer->len : len;
// 填充数据
SDL_MixAudio(stream,
buffer->data,
buffer->pullLen,
SDL_MIX_MAXVOLUME);
buffer->data += buffer->pullLen;
buffer->len -= buffer->pullLen;
}
释放资源
// 关闭文件
file.close();
// 关闭音频设备
SDL_CloseAudio();
// 清理所有初始化的子系统
SDL_Quit();
