C# NAudio音頻程序開發實戰：從採集到處理到播放

一、C# NAudio音頻程序開發概述

C# NAudio是一個基於C#語言的音頻處理庫，可以實現音頻採集、處理、播放等功能。與其他音頻庫相比，NAudio功能強大且易於使用，能夠更好地滿足開發者的需求。

大多數採集和處理音頻的應用程序都需要用到NAudio庫，如音頻編輯器和語音聊天應用程序等。本文將介紹如何使用NAudio來開發一個完整的音頻處理程序。

二、採集音頻

在使用NAudio庫採集音頻之前，需要進行一些基本設置。首先要創建一個WaveInEvent實例，這個實例表示音頻的輸入源。在調用StartRecording()方法之前，必須設置WaveInEvent的參數。這些參數包括數據格式、採樣率、聲道數等。

代碼示例：

WaveInEvent waveIn = new WaveInEvent();
waveIn.BufferMilliseconds = 50;
waveIn.NumberOfBuffers = 3;
waveIn.DeviceNumber = 0;
waveIn.WaveFormat = new WaveFormat(44100, 2);
waveIn.DataAvailable += WaveIn_DataAvailable;
waveIn.StartRecording();

以上代碼表示創建了一個採樣率為44100Hz、雙聲道（2聲道）的音頻輸入源。在DataAvailable事件中，每當緩衝區中有數據時，都會觸發這個事件。

在DataAvailable事件中，可以將採集到的音頻數據保存下來，以進行處理或者播放。

三、處理音頻

NAudio庫提供了很多方法和類來處理音頻。在本節中，我們將簡單介紹一些常見的音頻處理方式。

1. 聲音變調

聲音變調是非常常見的音頻處理方式之一。實現方法是改變音頻數據的採樣頻率，從而改變音頻的音調。

代碼示例：

private static void ChangePitch(WaveInEventArgs e, float pitch)
{
    short[] audioBuffer = new short[e.BytesRecorded / 2];
    Buffer.BlockCopy(e.Buffer, 0, audioBuffer, 0, e.BytesRecorded);

    for (int index = 0; index < audioBuffer.Length; index++)
    {
        float speed = 1.0f / pitch;
        float phase = index * speed;

        int sample1 = (int)Math.Floor(phase);
        int sample2 = (int)Math.Ceiling(phase);

        float alpha = phase - sample1;

        short value1 = sample1 >= audioBuffer.Length ? (short)0 : audioBuffer[sample1];
        short value2 = sample2 >= audioBuffer.Length ? (short)0 : audioBuffer[sample2];

        short outputValue = (short)(value1 * (1 - alpha) + value2 * alpha);

        audioBuffer[index] = outputValue;
    }

    byte[] byteArray = new byte[e.BytesRecorded];
    Buffer.BlockCopy(audioBuffer, 0, byteArray, 0, e.BytesRecorded);

    WaveOut waveOut = new WaveOut();
    waveOut.Init(new RawSourceWaveStream(byteArray, 0, byteArray.Length, new WaveFormat(44100, 16, 1)));
    waveOut.Play();
}

以上代碼實現了一個簡單的聲音變調功能。具體如何實現變調效果，ChangePitch()方法中有詳細的說明。

2. 混音

混音是將多個音頻數據混合在一起的過程。

代碼示例：

private static void Mix(WaveInEventArgs e, WaveInEvent w)
{
    short[] audioBuffer1 = new short[e.BytesRecorded / 2];
    Buffer.BlockCopy(e.Buffer, 0, audioBuffer1, 0, e.BytesRecorded);

    short[] audioBuffer2 = new short[w.BytesRecorded / 2];
    Buffer.BlockCopy(w.Buffer, 0, audioBuffer2, 0, w.BytesRecorded);

    for (int i = 0; i < audioBuffer2.Length; i++)
    {
        audioBuffer2[i] = (short)(audioBuffer1[i] / 2 + audioBuffer2[i] / 2); 
    }

    byte[] byteArray = new byte[w.BytesRecorded];
    Buffer.BlockCopy(audioBuffer2, 0, byteArray, 0, w.BytesRecorded);

    WaveOut waveOut = new WaveOut();
    waveOut.Init(new RawSourceWaveStream(byteArray, 0, byteArray.Length, new WaveFormat(44100, 16, 1)));
    waveOut.Play();
}

以上代碼實現了兩個聲音數據的混音。將兩個聲音數據混合到一起，可以使用Mix()方法。

四、播放音頻

在NAudio庫中，播放音頻文件也非常容易。同樣需要創建一個WaveOutEvent實例，並設置相應的參數。

代碼示例：

WaveOutEvent waveOut = new WaveOutEvent();
waveOut.Init(new WaveFileReader("test.wav"));
waveOut.Play();

以上代碼將讀取test.wav文件並將其播放出來。至於如何將採集到的音頻數據進行播放，只需要將採集到的數據用WaveOutEvent實例播放即可。