Android AudioTrack音频播放分析

哆啦安全 2023-01-14 5192

哆啦安全

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描述

PCM

PCM

一、Android Audio Play Out Channel

扬声器、耳机、听筒，通过这两个来设置，不过有的好像不支持的

 

/frameworks/base/media/java/android/media/AudioManager.java


audiomanager.setmode(AudioManager.MODE_IN_COMMUNICATION)
audiomanager.setSpeakerhponeOn(boolean value)

 

Android AudioTrack音频播放分析  

音频资源在播放时，会经常出现冲突的情况，如在进行音乐播放时有电话呼入、有新消息的提示音需要播放等，此类的并发处理就需要有一个统一的处理策略。

在Android系统开发中，通过为不同的场景配置不同的播放接口，在底层执行统一的并发策略，使得开发者可以将精力更集中在应用本身。  

AudioTrack、MediaPlayer、SoundPool、Ringtone、JetPlayer等都是Android音频处理中常用接口

针对AudioTrack接口进行详细说明  

(1).AudioTrack、AudioTrack用于管理单个的音频资源。在构造AudioTrack实例时，会涉及到流类型、采样率、通道配置、音频格式、缓冲大小、播放模式等因素。

(2).AudioTrack支持STREAM_VOICE_CALL、STREAM_SYSTEM、STREAM_RING、STREAM_MUSIC和STREAM_ALARM等流类型。  

(3).AudioTrack支持44100Hz、22050Hz、11025Hz等采样率。

(4).AudioTrack支持单声道(CHANNEL_OUT_MONO)、

立体声(CHANNEL_OUT_STEREO)等两种通道。

(5).AudioTrack支持ENCODING_PCM_16BIT、ENCODING_PCM_8BIT等两种编码格式。

(6).AudioTrack支持两种播放模式

静态模式(static mode)

流模式(Streaming mode)

其中静态模式由于没有从Java层向原生层传递数据造成的延迟，时延很小，当然受限于音频缓冲的大小，通常在游戏场景中用于播放时长很短的音频资源。

当音频流较大不足以在音频缓冲中一次写入时，可采用流模式。  

AudioTrack的播放状态包括

PLAYSTATE_STOPPED

PLAYSTATE_PAUSED

PLAYSTATE_PLAYING等

AudioTrack实例的状态包括

STATE_INITIALIZED

STATE_NO_STATIC_DATA

STATE_UNINITIALIZED等

向音频缓冲中添加数据的方法为write()

在设置音频缓冲时，其大小与采样率、通道和音频格式有关，其计算公式为:

缓冲大小 = 最小帧数 × (通道==CHANNEL_OUT_STEREO？2：1) × (音频格式== PCM16？2：1)

而最小帧数则受制于采样率和音频设备的延迟等因素

另外，在Android2.3中，还引入了会话的概念，便于对单曲的音效进行处理。相应的方法包括:

attachAuxEffect()

getAudioSessionId()

setAuxEffectSendLevel()等

通过AudioTrack.OnPlaybackPositionUpdateListener监听器可以监听播放进度

当在听歌的时候，突然来了一条短信，如果不加处理，短信的声音很可能被音乐的声音湮没，就会察觉不到。

获取和释放audio focus的过程

(1).申请audio focus

 

AudioManager audioManager = (AudioManager)getSystemService(Context.AUDIO_SERVICE);
int result = audioManager.requestAudioFocus(this, AudioManager.STREAM_MUSIC, AudioManager.AUDIOFOCUS_GAIN);    

 

(2).处理focus change事件

 

class MyService extends Service implements AudioManager.OnAudioFocusChangeListener {
    // ....
    public void onAudioFocusChange(int focusChange) {
        // Do something based on focus change...
    }
}

 

申请audio focus和处理focus change一定是互相配合实现的

android听筒播放音乐

 

AudioManager.setMode(AudioManager.MODE_IN_CALL) //设定为通话中即可


添加权限
android.permission.MODIFY_AUDIO_SETTINGS


播放完毕后需要
AudioManager.setMode(AudioManager.MODE_NORMAL);

 

不然其他软件播放都听筒发声，实际操作中，仅仅上述代码并不能是实现需求

 

Android 5.0.1
audiomanager.setMode(AudioManager.MODE_IN_CALL); //不能生效，即便添加该行仍然从扬声器播出

 

应用场景

Audio输出通道有很多，Speaker、headset、bluetooth A2DP等

Android中的Audio播放(控制Audio输出通道切换)

通话或播放音乐等使用Audio输出过程中，可能发生Audio输出通道的切换

例如:

插入有线耳机播放音乐时，声音是从耳机发出的；而此时拔出耳机，Audio输出通道会发生切换。如果音乐播放器不做处理，Audio输出是被切换到扬声器的，声音直接从Speaker发出。

Android中可以通过android.media.AudioManager查询当前Audio输出的情况，并且在Audio输出发生变化时，捕获并处理这种变化。

PCM

(1).Audio输出状态查询与控制

android.media.AudioManager提供的下列方法可以用来查询当前Audio输出的状态

isBluetoothA2dpOn() //检查A2DPAudio是否通过蓝牙耳机

isSpeakerphoneOn() //检查扬声器是否打开

isWiredHeadsetOn() //检查线控耳机是否连着，注意这个方法只是用来判断耳机是否是插入状态，并不能用它的结果来判定当前的Audio是通过耳机输出的，这还依赖于其他条件。

另外还有一些设置这些Audio输出的setXYZ()方法，这些方法在一般使用Audio输出的应用程序不要直接调用，他们由系统来管理，实现Audio输出通道的自动切换。除非，界面提供给用户切换的菜单或按钮，而用户选择了却换

例如:

要直接选择扬声器发声，可直接调用setSpeakerphoneOn()

(2).Audio输出通道切换的事件的捕获与处理

因为耳机插拔、蓝牙耳机的断开，Audio输出通路会自动切换。此时正在播放Audio的程序要获得通知，知道这一事件的发生。

Android中是通过广播ACTION_AUDIO_BECOMING_NOISY这个Intent通知的。

处理广播的较好的方式，是动态注册/注销自己所关心的广播。

开始播放时注册广播的Receiver，停止播放时注销广播的Receiver。对Audio输出通道切换的处理是暂停当前的播放，不直接从新的通道里发出声来

 

private class NoisyAudioStreamReceiver extends BroadcastReceiver {
    @Override
    public void onReceive(Context context, Intent intent) {
        if (AudioManager.ACTION_AUDIO_BECOMING_NOISY.equals(intent.getAction())) {
            // Pause the playback
        }
    }
}


private IntentFilter intentFilter = new IntentFilter(AudioManager.ACTION_AUDIO_BECOMING_NOISY);


private void startPlayback() {
    registerReceiver(myNoisyAudioStreamReceiver(), intentFilter);
}


private void stopPlayback() {
    unregisterReceiver(myNoisyAudioStreamReceiver);
}

 

(3).Audio输出通道切换的典型场景——用耳机听音乐时，拔出耳机

PCM

AudioNoisy Client注册了侦听广播

AudioManager.ACTION_AUDIO_BECOMING_NOISY

用耳机一直在听音乐

HeadsetObserver一直在监视耳机状态的变化。检测到耳机被拔出之后，发出广播AudioManager.ACTION_AUDIO_BECOMING_NOISY

 

frameworks/base/services/java/com/android/server/HeadsetObserver.java

 

AudioNoisy Client收到了广播，发送暂停命令给MediaPaybackService去暂停当前的播放

Managing Audio Playback

提供便捷的音频状态控制

可以构建响应物理音频按键，获取音频播放焦点，以及适时的响应由于系统或其他应用引起的音频焦点变化

三个AudioCommandThread线程分别是ApmTone、ApmAudio、ApmOutput

ApmTone用于播放tone音

ApmAudio用于执行audio命令

ApmOutput用于执行输出命令

PCM

在AudioPolicyManager创建过程中会通过加载audio_policy.conf配置文件来加载音频设备，Android为每种音频接口定义了对应的硬件抽象层。硬件抽象层代码

 

hardware/libhardware/modules/audio
external/bluetooth/bluedroid/audio_a2dp_hw/audio.a2dp.default.so
hardware/libhardware/modules/audio/audio.primary.default.so
hardware/libhardware/modules/usbaudio/audio.usb.default.so

 

 

原文链接:
https://www.shuzhiduo.com/A/1O5EDokGJ7/
https://blog.csdn.net/thl789/article/details/7423523
https://www.shuzhiduo.com/A/Gkz1Lj3GdR/

 

二、Android上播放视频时没有声音的问题

(1).如果在android上播放视频时遇到没有声音的问题，要么是android手机上有问题，要么就是视频本身有问题。无论那种情况，都有相对应的解决方案。

(2).在Android Audio相关开发过程中，可能会遇到播放ringtone时无声，但播放Music可以听到声音，关于无声问题的分析。

三、Android设备上播放有声视频的技巧

(1).始终保持扬声器清洁

(2).未经验证的应用程序不应安装在设备上

(3).手机的音频端口。这是因为一旦拔出耳机，某些设备就会卡在耳机模式

(4).还应检查听筒

四、Android Audio遇到播放无声时的分析思路

(1).在音量控制面板中确认该音频流对应的Volume_index大小是否等于0

(2).若Volume_index ！= 0时，看user space的logcat与kernel log中有无明显的Audio Fail项，比如设备是否选择正确以及对应的路径是否有配通

(3).在hardware层，在audio_hw.cpp文件中的out_write函数中添加log，判断是否有数据写入(QCOM MSM8939)

 

/hardware/libhardware/modules/audio_remote_submix/audio_hw.cpp
785  static ssize_t out_write(struct audio_stream_out *stream, const void* buffer,
786                           size_t bytes)

 

PCM

(4).通过dumpsys media.audio_policy命令来查看对应音频流是否被mute住，若被mute，需要分析AudioPolicyManager.cpp文件

 

/frameworks/av/services/audiopolicy/managerdefault/AudioPolicyManager.cpp

 

(5).看当前音源档本身的音量是否为0

其中1与5之间的区别在于:

在播放某音源档时，在AudioTrack::set()函数里，先将音源数据的左右声道的Volume设置为1.0，即为最大声。而通过音量按键或则在VolumePanel中调节音量则是在最大音量基础上做衰减操作

 

/frameworks/av/media/libaudioclient/AudioTrack.cpp


326  status_t AudioTrack::set(
327          audio_stream_type_t streamType,
328          uint32_t sampleRate,
329          audio_format_t format,
330          audio_channel_mask_t channelMask,
331          size_t frameCount,
332          audio_output_flags_t flags,
333          callback_t cbf,
334          void* user,
335          int32_t notificationFrames,
336          const sp& sharedBuffer,
337          bool threadCanCallJava,
338          audio_session_t sessionId,
339          transfer_type transferType,
340          const audio_offload_info_t *offloadInfo,
341          uid_t uid,
342          pid_t pid,
343          const audio_attributes_t* pAttributes,
344          bool doNotReconnect,
345          float maxRequiredSpeed,
346          audio_port_handle_t selectedDeviceId)

 

PCM

PCM

 

/frameworks/base/services/core/java/com/android/server/audio/AudioService.java
mVolumeControlStream 
VolumePanel


/frameworks/base/media/java/android/media/AudioManager.java
VolumePanel

 

PCM

(6).在Android开发中可以通过AudioManager来判断是否有声音在播放

 

/frameworks/base/services/core/java/com/android/server/policy/PhoneWindowManager.java


/frameworks/base/media/java/android/media/AudioManager.java
2046      public boolean isMusicActive() {
2047          return AudioSystem.isStreamActive(STREAM_MUSIC, 0);
2048      }

 

(7).Android中的Audio播放(分析控制Audio输出通道切换设置)

 

检查Android Audio音频setMode()的默认设置
AudioManager.setMode(AudioManager.MODE_NORMAL);

 

Android各版本系统源码在线阅读地址

 

http://aospxref.com/
http://androidxref.com
https://aosp.opersys.com
https://wiki.lineageos.org/devices/
https://wiki.pixelexperience.org/devices/

 





审核编辑：刘清

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