深入探究NAudio

一、NAudio 倒着播放

NAudio 是一個用於處理音頻的 .NET 類庫，提供了一系列完整的音頻處理功能，支持播放、錄製、轉換和編輯音頻文件等操作。其中最基礎的功能包括播放和錄製功能。NAudio 倒着播放並不是我們通常使用的功能，但是我們可以藉此了解 NAduio 中的一些特性。

要實現倒着播放，我們需要藉助於 WaveFileReader 和 WaveOutProvider 這兩個類：先使用 WaveFileReader 讀取音頻文件，然後再使用 WaveOutProvider 來播放音頻。代碼示例如下：

private void btnReverse_Click(object sender, EventArgs e)
{
    var fileName = @"test.wav";
    var reader = new WaveFileReader(fileName);
    var fmt = reader.WaveFormat;
    var bytes = reader.Length;

    var reverseBuffer = new byte[bytes];
    reader.Read(reverseBuffer, 0, (int)bytes);

    var reverseProvider = new ReverseBytesSampleProvider(reverseBuffer, fmt);

    var waveOutProvider = new WaveOutEvent();
    waveOutProvider.Init(reverseProvider);
    waveOutProvider.Play();
}

在代碼中，我們先使用 WaveFileReader 讀取待播放的音頻文件，然後將音頻文件的每個位元組倒置，最終使用 WaveOutProvider 播放處理過的音頻。

二、音響dynaudio

NAudio 除了提供基礎的播放和錄製功能之外，還有一些高級特性可以用來處理音頻。dynaudio 庫可用於實現直觀的音頻圖形化顯示效果，以便用於分析音頻。以播放音頻文件為例，代碼如下：

private void btnPlay_Click(object sender, EventArgs e)
{
    var fileName = @"test.wav";
    var wfr = new WaveFileReader(fileName);

    var waveform = new WaveChannel32(wfr);

    var player = new WaveOut();
    var dynaudio = new Dynaudio();

    player.Init(waveform);
    player.Play();

    while (player.PlaybackState == PlaybackState.Playing)
    {
        dynaudio.Visualize(waveform);
        Thread.Sleep(33);
    }
}

在代碼中，我們使用了 WaveChannel32 來增加音頻的流暢度，並將其初始化到 WaveOut 播放器上。而 dynaudio 則用於實現音頻圖形化。

三、其他相關功能介紹

1. 使用 NAudio 進行音頻錄製

使用 NAudio 進行音頻錄製的操作非常簡單，首先，需要使用 WaveIn 類初始化音頻輸入設備。代碼示例如下：

private WaveIn sourceStream = null;
private WaveFileWriter waveWriter = null;
private string outputFilePath = "test.wav";

private void btnRecord_Click(object sender, EventArgs e)
{
    if (sourceStream == null)
    {
        sourceStream = new WaveIn();
        sourceStream.WaveFormat = new WaveFormat(44100, WaveIn.GetCapabilities(0).Channels);

        sourceStream.DataAvailable += new EventHandler(sourceStream_DataAvailable);
        waveWriter = new WaveFileWriter(outputFilePath, sourceStream.WaveFormat);
        sourceStream.StartRecording();
    }
}

void sourceStream_DataAvailable(object sender, WaveInEventArgs e)
{
    if (waveWriter == null) return;

    waveWriter.Write(e.Buffer, 0, e.BytesRecorded);
    waveWriter.Flush();
}

在以上代碼中，首先初始化 WaveIn 輸入數據格式，之後註冊 sourceStream_DataAvailable 事件，當錄音設備收集到數據時，該方法將被執行。

2. 處理音頻數據

NAudio 也提供了處理音頻數據的能力，這裡我們以 WAV 文件為例介紹一些常用的操作。代碼如下：

private void btnModify_Click(object sender, EventArgs e)
{
    var fileName = @"test.wav";
    var reader = new WaveFileReader(fileName);
    var writer = new WaveFileWriter("modified.wav", reader.WaveFormat);

    var buffer = new byte[reader.Length];
    reader.Read(buffer, 0, (int)reader.Length);

    for (int i = 0; i < buffer.Length; i += 2)
    {
        short sample = BitConverter.ToInt16(buffer, i);
        byte[] sampleBytes = BitConverter.GetBytes((short)(sample * 0.5));
        sampleBytes.CopyTo(buffer, i);
    }

    writer.Write(buffer, 0, (int)reader.Length);
    writer.Flush();
    writer.Close();
}

在代碼中，我們以 WAV 文件為例讀取音頻文件，然後將每個樣本大小減半，最終保存為另一個文件。

3. 使用 NAudio 控制播放

使用 NAudio 控制音頻播放可以使用 WaveOut，這裡我們以播放 MP3 文件為例。代碼如下：

private void btnPlay_Click(object sender, EventArgs e)
{
    var fileName = @"test.mp3";
    var reader = new Mp3FileReader(fileName);
    var player = new WaveOutEvent();

    player.Init(reader);
    player.Play();
}

在代碼中，我們使用 Mp3FileReader 讀取 MP3 文件，並使用 WaveOutEvent 控制音頻播放。

4. 多個音頻合成

在 NAudio 中，可以將多個音頻合成為一個音頻文件，具體步驟如下：

1. 使用 WaveFileReader 讀取音頻文件。

2. 使用 WaveChannel32 將音頻轉換為 32 位浮點數格式。

3. 使用 OffsetSampleProvider 來設置音頻開始處相對應的偏移量。

4. 轉換為需要的 IWaveProvider 格式。

5. 使用 MixingSampleProvider 將音頻混合。

6. 最終輸出為一個音頻文件。

代碼如下：

private void btnMerge_Click(object sender, EventArgs e)
{
    var a = new WaveFileReader("a.wav");
    var b = new WaveFileReader("b.wav");

    var mixer = new MixingSampleProvider(new[] { a, b });

    var provider = new OffsetSampleProvider(mixer.ToWaveProvider());
    provider.SkipOver = TimeSpan.FromSeconds(5);

    var master = new WaveFileWriter("merged.wav", provider.WaveFormat);
    var buffer = new byte[provider.WaveFormat.BytesPerSecond * 2];
    while (true)
    {
        var read = provider.Read(buffer, 0, buffer.Length);
        if (read == 0)
        {
            break;
        }
        master.Write(buffer, 0, read);
    }

    master.Dispose();
}

以上示例中，我們將兩個音頻文件合成為一個音頻文件，並設置偏移量為 5 秒鐘。

結論

NAudio 是一個十分強大的音頻處理庫，提供了許多音頻處理的基礎功能，例如播放、錄製、轉換以及編輯音頻文件等操作。不僅如此，還提供了許多更高級的特性，例如使用 dynaudio 庫實現音頻圖形化。在所有的示例中，您都可以清晰地看到使用 NAudio 處理音頻的便捷性。