《Java实现音频播放JavaSoundAPI编写音频处理程序》由会员分享，可在线阅读，更多相关《Java实现音频播放JavaSoundAPI编写音频处理程序（9页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、-一、JavaSound的体系构造二、JavaSound混频原理三、音频数据与存储格式四、设计音乐播放器五、播放音乐六、支持更多的音频格式桌面PC的性能日益提高，Java虚拟机的优化技术也不断获得突破，这一切使得用Java处理实时信号成为可能。本文将通过设计和构造一个支持实时MP3、WAV和Ogg音频格式解码/回放的Java音乐播放器，阐述用JavaSound API编写音频处理程序的思路和一般过程。JavaSound是一个小巧的低层API，支持数字音频和MIDI数据的记录/回放。在之前，JavaSound是一个标准的Java扩展API，但从Java 2的版开场，JavaSound就被包含到J
2、DK之中。由于Java有着跨平台操作系统、硬件平台的特点，基于JavaSound的音频处理程序包括本文的程序能够在任何实现了Java 1.3+的系统上运行，无需加装任何支持软件。一、JavaSound的体系构造当前JDK的JavaSound API随同Java媒体框架JMF，Java Media Framework一起发布，主页在java.sun./products/java-media/jmf/，适合JDK 1.1以及更高的版本。除了JDK实现的JavaSound API之外，还有一个源代码开放的JavaSound实现是Tritonus，主页在.tritonus.org/。图一描述了Java
3、Sound API的体系构造，虚线表示Sun的JavaSound标准定义的API调用。上面一根虚线表示我们编写音频处理程序要调用的API，JavaSound API包含在和i包中。两根虚线之间的局部就是JavaSound API的具体实现。图一：JavaSound体系构造就象上面一根虚线表示的API具有统一标准一样，在所有的JavaSound实现中，图一下面一根虚线表示的SPI效劳提供者接口， Service Provider Interface也是统一的。SPI的作用是以插件Plug-In的形式提供自定义的扩展模块，我们只要提供与SPI兼容的插件扩展模块，就可以在不改变API的情况下扩展音频
4、处理程序的能力。SPI包含在java.sound.sampled.spi和包中。例如，假设有一个只能播放WAV文件的程序，我们只要增加一个支持MP3文件解码的插件模块，就可以在不改动播放程序的任何一行代码的前提下，为这个播放程序添加播放MP3的能力。二、JavaSound混频原理图二阐述了JavaSound的混频器原理。在处理输入音频的应用中，对于来自各种音频输入端口的信号，例如麦克风、CD播放器、磁带播放器，等等，我们可以在它们到达TargetDataLine之前，利用混频器控制输入混频，最后在程序过TargetDataLine获得数字化的音频输入流。图二：JavaSound混频器类似地，在
5、处理输出音频的应用中，混频器用来对一系列来自SourceDataLine的数据进展混频处理，经处理后的信号可输出到各种输出端口，例如扬声器、耳机等。SourceDataLine是一个可写入音频信号数字流的设备，例如，我们可以从一个WAV文件读取容写入到SourceDataLine，然后再通过扬声器输出。输入到混频器的信号可以来源于剪辑。剪辑Clip是一个包含一段完整音频数据流的设备，或者说，剪辑就是一个缓冲在存中的完整音频数据流。在一些要求反复播放音乐片段的场合，例如游戏的背景音乐，剪辑是很有用的。图三描述了JavaSound API中一些常用的类、接口及其关系，所有图三显示的类、接口都通过L
6、ine这个根本接口统一起来。Line接口用来关闭/翻开设备、注册事件监听器，以及提供一些用来调整声音效果的对象，例如调整音量大小的对象。AudioSystem在JavaSound体系中起着一个工厂Factory类的作用，提供了一系列的静态方法，我们通过这些静态方法来获取JavaSound系统默认配置的资源所谓静态方法，就是可以在不创立AudioSystem实例的情况下直接调用的方法。图三：常用的JavaSound类顺便说明一下，在当前JDK 1.4实现的JavaSound的默认配置中，输入声音来自本地声卡的麦克风，输出声音到本地声卡的扬声器。应当说当前实现的JavaSound对端口和混频器的支
7、持还不完善，但对于包括本文音乐播放器在的许多应用来说，默认实现的JavaSound配置已经足够了。三、音频数据与存储格式取样得到的音频数据也就是从TargetDataLine输入或从SourceDataLine输出的数据，必须符合音频格式的标准。音频数据的格式选项由AudioFormat类封装，主要选项包括：编码方式，可以是PCMPulse Code Modulation，脉冲编码调制、MP3等；通道数量；取样率；帧速率；等等。音频数据可以用多种格式保存到磁盘上。在JavaSound参考实现中，直接支持的文件格式包括WAVWindows、AIFF主要用于Apple的Macintosh以及AU主
8、要用于UNI*，音频文件的格式由AudioFileFormat类指定。并非所有音频数据格式都可以保存到任意音频文件格式或从音频文件回放，具体由平台和操作系统的类型决定。为简单计，本文的播放器只考虑包含PCM Mono或Stereo数据的WAV文件，这是当前流行的音频数据/文件格式组合，常用于CD音质的音频数据。压缩的音频数据例如MP3和Ogg Vorbis通常有各自特殊的存储格式如.MP3和.OGG，通常不以WAV/AIFF/AU格式存储。四、设计音乐播放器我们要编写的音乐播放器图四由表一所示的几个类构成。鉴于构造用户界面往往需要大量的代码，且这些代码通常可以用IDE自动生成，所以下文只对一些
9、关键的GUI元素略作介绍，不再给出完整的代码。图四：播放器的用户界面播放器的用户界面主要由一个带菜单的JFrame框架、一个名称为filenamesList的JList和几个JButton构成。框架有一个私有的TestBase成员，其实例在GUIInit()方法的末尾通过pBase = new TestBase()语句初始化。表一用户界面中的按钮用类似下面的代码创立，其中addBttnIconTe*t()是一个私有方法，它把一个图标放到按钮的文字标签之上。Java程序的用户界面和Windows界面风格迥异，建议读者使用Java开发工具自带的图标，或者从Java图标库下载例如 :/develop
10、er.java.sun./developer/techDocs/hi/repository/。JButton playBttn = new JButton();.addBttnIconTe*t(playBttn, 播放, Play24.gif);tener() public void actionPerformed(ActionEvent e) playClick(e); );当用户点击一个按钮，与该按钮对应的*Click()事件句柄函数开场执行。播放器共有5个按钮，相应的事件句柄也有5个：playClick“播放按钮，stopClick“停顿按钮，pauseClick“暂停按钮，prevCl
11、ick“后退按钮，ne*tClick“前进按钮。例如，点击“播放按钮时，playClick()句柄首先获得JList中选中的文件，然后调用TestBase实例中的playFile()辅助方法播放文件。playClick()句柄的代码如下所示，注意它把音乐文件及其所在目录连接起来的方法是操作系统中立的。void playClick(ActionEvent e) String fileToPlay = (String) filenamesList.getSelectedValue(); if (fileToPlay != null) pBase.playFile(searchDir + Syste
12、m.getProperty(file.separator) + fileToPlay); stopClick()和pauseClick()方法分别调用TestBase中的stop()和pause()方法。prevClick()和ne*tClick()句柄的任务稍微复杂一点。首先，它们要调用TestBase中的stop()方法中止当前的播放动作，然后选中JList中当前工程的前一项或后一项，最后调用playClick()播放新选中的音乐文件，如下所示。void prevClick(ActionEvent e) pBase.stop(); filenamesList.setSelectedInde
13、*( filenamesList.getSelectedInde*() - 1); playClick(e); void ne*tClick(ActionEvent e) pBase.stop(); filenamesList.setSelectedInde*(filenamesList.getSelectedInde*()+1) % curPlayListLength); playClick(e); 五、播放音乐TestBase类包含主要的播放逻辑。例如，当用户点击“播放按钮，TestBase类中的play()方法开场执行。public void play() if (!stopped) |
14、 (paused) return; if (playerThread = null) playerThread = new Thread(this); playerThread.start(); try Thread.sleep(500); catch (E*ception e*) synchronized(synch) stopped = false; synch.notifyAll(); play()方法首先确认播放器当前已被终止播放，而不是暂停播放。然后它检查这是不是第一次调用play()：如果是，则创立一个playerThread线程。我们用一个独立的线程负责音乐播放，这样，无论播放器
15、正在读取文件、解码，还是正在把音频数据输出到扬声器，用户界面总是可操作的。启动线程之后，play()方法锁定静态synch同步对象，将stopped标记设置为false，然后通知正在等待的线程playerThread线程在开场播放音乐文件之前，会等待静态synch对象上的提醒通知。playerThread线程启动后，它的run()方法开场运行。这个线程一直执行while循环，直到threadE*it标记变成true为止。在while循环中，线程首先等待“开场播放的信号当用户点击“播放按钮时，然后播放音乐。表二列出了描述播放器状态的各个标记及其含义。public void run() while (! threadE*it) waitforSignal(); if (! stopped)
