OpenSL ES在多媒體應用開發中的應用

一、OpenSL ES介紹

OpenSL ES是指Open Sound System for Embedded Systems，是一種開放式、跨平台的、低延遲的音頻編程接口，主要用於嵌入式音頻應用，比如遊戲、音頻處理、多媒體等。Android系統中使用的就是OpenSL ES的API。

OpenSL ES與Java音頻API（Java Sound API）結構不同。JavaAPI的機制運行在Java虛擬機上，可以幫助應用程序的開發者隱藏從不同硬件廠商所帶來的差異。OpenSL ES提供較底層的音頻編程接口，它使開發者能夠直接訪問移動設備上運行的硬件，並精確控制音頻數據的流動，以便提供高質量、低延遲的音頻輸出。

在OpenSL ES中，所有音頻需要在一個對應的Audio插槽（Audio Object）中進行處理，並且每個插槽都可以包含多個音頻流。一個應用程序可以創建多個Audio插槽，通過控制音頻流的流動，實現音頻輸出的控制。

二、OpenSL ES的特點

1、低延遲：OpenSL ES提供了一種精細控制音頻數據流動的機制，使得音頻處理的延遲得以控制，實現低延遲的音頻輸出。

2、高效性：OpenSL ES提供了多種良好的音頻處理API，如音效處理、音量控制、均衡器等等，易於移植到設備上。

3、跨平台：OpenSL ES是一種開放式的音頻編程接口，可以在嵌入式設備和移動設備上使用，具有很好的系統兼容性，易於移植到其他平台上。

三、OpenSL ES在Android平台上的應用

1、AudioPlayer播放音頻文件

可以使用OpenSL ES播放WAV格式的音頻文件，通過OpenSL ES可以更好地控制數據的流動，從而獲得更低延遲的音頻輸出效果。下面是一個簡單的AudioPlayer的代碼示例：

//定義播放器 
SLObjectItf pPlayerObj;
//定義播放器接口  
SLPlayItf pPlayer;
//定義緩衝隊列接口  
SLAndroidSimpleBufferQueueItf pBuffQueue;
//定義音頻格式參數  
SLDataFormat_PCM pcm;
//定義音頻源地址  
SLDataLocator_AndroidFD android_fd;

//創建Audio對象  
slCreateEngine(&engineObj, 0, NULL, 0, NULL, NULL);
//實例化Audio對象  
(*engineObj)->Realize(engineObj, SL_BOOLEAN_FALSE);
//獲取Audio對象的接口  
(*engineObj)->GetInterface(engineObj, SL_IID_ENGINE, &engine);

//設置Audio源地址   
android_fd.locatorType = SL_DATALOCATOR_ANDROIDFD;
android_fd.fd = audioFD;
android_fd.offset = startByte;
android_fd.length = length;

//設置音頻格式參數  
pcm.formatType = SL_DATAFORMAT_PCM;
pcm.numChannels = numChannels;
pcm.samplesPerSec = sampleRate;
pcm.bitsPerSample = SL_PCMSAMPLEFORMAT_FIXED_16;
pcm.containerSize = SL_PCMSAMPLEFORMAT_FIXED_16;
pcm.channelMask = channelMask;
pcm.endianness = SL_BYTEORDER_LITTLEENDIAN;

//創建播放器對象  
const SLInterfaceID ids[2] = {SL_IID_ANDROIDSIMPLEBUFFERQUEUE, SL_IID_PLAY};
const SLboolean req[2] = {SL_BOOLEAN_TRUE, SL_BOOLEAN_TRUE};
(*engine)->CreateAudioPlayer(engine,pPlayerObj, &android_fd, &pcm, 2, ids, req);
//realize播放器對象 
(*pPlayerObj)->Realize(pPlayerObj,SL_BOOLEAN_FALSE);
//獲取播放器接口
(*pPlayerObj)->GetInterface(pPlayerObj,SL_IID_PLAY, &pPlayer);
//獲取緩衝隊列接口對象 
(*pPlayerObj)->GetInterface(pPlayerObj, SL_IID_ANDROIDSIMPLEBUFFERQUEUE, &pBuffQueue);
//註冊緩衝隊列回調  
(*pBuffQueue)->RegisterCallback(pBuffQueue, BufferCallback, NULL);
(*pPlayer)->SetPlayState(pPlayer,SL_PLAYSTATE_PLAYING);

2、AudioRecorder錄製音頻文件

使用OpenSL ES還可以錄製音頻文件，通過設置輸入源、音頻格式等參數，可以方便地控制音頻數據的採集。下面是一個簡單的AudioRecorder的代碼示例：

//創建Audio對象  
slCreateEngine(&engineObj, 0, NULL, 0, NULL, NULL);
//實例化Audio對象  
(*engineObj)->Realize(engineObj, SL_BOOLEAN_FALSE);
//獲取Audio對象的接口  
(*engineObj)->GetInterface(engineObj, SL_IID_ENGINE, &engine);

//設置音頻格式參數  
SLDataLocator_IODevice loc_dev = {SL_DATALOCATOR_IODEVICE, SL_IODEVICE_AUDIOINPUT,    SL_DEFAULTDEVICEID_AUDIOINPUT, NULL};
SLDataSource audioSrc = {&loc_dev, NULL};
SLDataLocator_AndroidSimpleBufferQueue loc_bq = {SL_DATALOCATOR_ANDROIDSIMPLEBUFFERQUEUE, 2};
SLDataFormat_PCM format_pcm = {SL_DATAFORMAT_PCM, 2, 44100, 2, 16, SL_BYTEORDER_LITTLEENDIAN, SL_PCMSAMPLEFORMAT_FIXED_16};
SLDataSink audioSnk = {&loc_bq, &format_pcm};

//創建錄音機對象 
const SLInterfaceID id[1] = {SL_IID_ANDROIDSIMPLEBUFFERQUEUE};
const SLboolean req[1] = {SL_BOOLEAN_TRUE};
(*engine)->CreateAudioRecorder(engine, &recorderObj, &audioSrc, &audioSnk, 1, id, req);

//Realize錄音機對象  
(*recorderObj)->Realize(recorderObj, SL_BOOLEAN_FALSE);
//獲取錄音機接口  
(*recorderObj)->GetInterface(recorderObj, SL_IID_RECORD, &recorder);

//獲取錄音機BufferQueue接口  
(*recorderObj)->GetInterface(recorderObj, SL_IID_ANDROIDSIMPLEBUFFERQUEUE,&recorderBufferQueue);
//設置回調函數  
(*recorderBufferQueue)->RegisterCallback(recorderBufferQueue,RecorderCallback, NULL);
(*recorder)->SetRecordState(recorder, SL_RECORDSTATE_RECORDING);

3、AudioEffect音效處理

OpenSL ES還提供了多種音效處理接口，如EQualizer、BassBoost、Virtualizer等等。可以使用這些API來對音頻進行處理，提高音頻的質量。下面是一個簡單的音效處理的代碼示例：

//創建Audio對象  
slCreateEngine(&engineObj, 0, NULL, 0, NULL, NULL);
//實例化Audio對象  
(*engineObj)->Realize(engineObj, SL_BOOLEAN_FALSE);
//獲取Audio對象的接口  
(*engineObj)->GetInterface(engineObj, SL_IID_ENGINE, &engine);

//創建混音器  
(*engine)->CreateOutputMix(engine, &outputMixObj, 2, ids, req);
//realize混音器對象  
(*outputMixObj)->Realize(outputMixObj, SL_BOOLEAN_FALSE);

//定義均衡器接口  
SLEqualizerItf pEqualizer;  
//定義均衡器對象  
SLObjectItf pEqualizerObj;
//定義混音器接口  
SLAndroidEffectCapabilitiesItf pEffectDesc;
//定義混音器接口  
sLAndroidEffectItf pEffect;
//定義音效源地址  
SLDataLocator_AndroidSimpleBufferQueue loc_bufq;
//定義音效格式參數  
SLDataFormat_PCM format_pcm;

//創建均衡器對象  
const SLInterfaceID eq_ids[1] = {SL_IID_EQUALIZER};
const SLboolean eq_req[1] = {SL_BOOLEAN_TRUE};
(*engine)->CreateAudioPlayer(engine,&pEqualizerObj, &loc_bufq, &format_pcm, 1, eq_ids,eq_req);
//realize均衡器對象  
(*pEqualizerObj)->Realize(pEqualizerObj, SL_BOOLEAN_FALSE);
//獲取均衡器接口  
(*pEqualizerObj)->GetInterface(pEqualizerObj,SL_IID_EQUALIZER,&pEqualizer);
//通過均衡器接口進行初始化均衡器對象  
(*pEqualizer)->SetEnabled(pEqualizer, SL_BOOLEAN_TRUE);

四、總結

OpenSL ES作為專為多媒體應用開發而設計的音頻編程接口，具有低延遲、跨平台、高效性等諸多優點。在Android平台中，OpenSL ES被廣泛地應用於音頻的播放、錄製、處理等多個方面，為移動設備的多媒體應用開發提供了很大的便利。