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在本专栏的前面几篇博客中讲述了一些Android NDK开发的基础,从环境搭建一直到利用JNI进行Java端和C端代码的互相调用,并且的讲解的Demo也是很简单易懂的,相信掌握前面博客的大部分内容,就可以着手在实际项目中利用JNI进行NDK开发了,那么既然基础过了,接下来我在这里尝试去使用真实项目中去。我们知道,C语言因为高效,而且又是最早期的高级编程之一,一直存活至今近40年了,所以很多用C开发出来高效类库是可以被复用的,这样不仅做到高效率,而且减少了项目开发周期。在这里我找到了一个关于音频文件转码的最常用的类库——LAME,这篇博客就是基于LAME开发一个wav音频文件转码成mp3音频文件的小项目。
LAME是目前最好的MP3编码引擎。LAME编码出来的MP3音色纯厚、空间宽广、低音清晰、细节表现良好,它独创的心理音响模型技术保证了CD音频还原的真实性,配合VBR和ABR参数,音质几乎可以媲美CD音频,但文件体积却非常小。对于一个免费引擎,LAME的优势不言而喻。关于LAME的介绍可以在百度百科,维基百科中找到,我在这里不再赘述了,但是要知道LAME可以帮助我们将wav无损音频文件转码成mp3这种体积相对较小的音频格式文件。
注:关于wav和mp3是一系列的音频编解码算法,具体我也不是特别清楚它的厉害之处和实现原理,想要深入了解音频编码还需要找一些相关的资料文档来读,但是不清楚这些也不妨碍我们开发这样的一个项目。
LAME的源码是托管到sourceforge.net上的,我们开发一个基于LAME的项目,就不得不下载其源码用于编译。
LAME主页:http://lame.sourceforge.net/
LAME下载:http://sourceforge.net/projects/lame/files/lame/3.99/
目前LAME的最新版本是3.99.5,不能连上SourceForge主页的朋友可以点击csdn下载,我已经上传,地址是:http://download.csdn.net/detail/lee_tianya/8332357
开发这个转码项目的时候,做一下简单的处理,编写两个简单的Native方法,一个是convertmp3(String wav,String mp3),这个方法是主要的Native方法,目的是将从Java层获取到的两个音频文件的路径已字符串形式传递给C端,C端拿到这两个路径,就可以进行读写和编解码操作了,另外一个Native方法是getLameVersion(),该方法是获取LAME的版本号的,返回值为字符串,用处是校验在本地是否成功编译.so文件。源码如下
/**
* wav转换成mp3的本地方法
*
* @param wav
* @param mp3
*/
public native void convertmp3(String wav, String mp3);
/**
* 获取LAME的版本信息
*
* @return
*/
public native String getLameVersion();
通过前面几篇博客学习,我们知道在Java层中定义完我们需要的Native方法后,需要使用JDK提供的javah命令编译C文件中需要的方法签名,具体做法是1,如果你使用的是jdk1.6及以下版本,将目录切换到工程目录下的classes目录;2,如果你使用的jdk1.7版本,请将目录切换到工程目录下的src目录,执行如下的javah命令:、
好!看到没有报错的话,就说明我们的方法签名文件以及生成了,在src目录下找到这个方法签名的文件,在工程目录下新建一个jni的目录,将方法签名文件拷贝进jni目录之中,我们先打开这个文件看看内容好了。
/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */
#include
/* Header for class com_example_lame_MainActivity */
#ifndef _Included_com_example_lame_MainActivity
#define _Included_com_example_lame_MainActivity
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/*
* Class: com_example_lame_MainActivity
* Method: convertmp3
* Signature: (Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;)V
*/
JNIEXPORT void JNICALL Java_com_example_lame_MainActivity_convertmp3
(JNIEnv *, jobject, jstring, jstring);
/*
* Class: com_example_lame_MainActivity
* Method: getLameVersion
* Signature: ()Ljava/lang/String;
*/
JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_example_lame_MainActivity_getLameVersion
(JNIEnv *, jobject);
#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif
项目进行到这里就要显得特别重要也特别小心了,因为此时需要引用开源库LAME到本项目中并且还要重新编译成适用于本平台的库。
1,将下载来的LAME源码解压到本地,打开解压后的目录,找到libmp3lame目录,将该目录下的所有的文件都拷贝到jni目录下。
2,剔除不必要的文件目录。例如i386这个目录要删除,还要删除几个非.h,.c作为扩展名的文件,已经Linux下的批处理文件,因为这些文件都是Android平台下非必要的。
3,引入lame.h头文件。在LAME解压目录下找到include目录,将其下的lame.h头文件拷贝到jni目录下,如果这个目录没有被引入,会报如下的错误
4,修改util.h的源码。在JNI目录下找到util.h文件,在574行找到ieee754_float32_t数据类型,将其修改为float类型,因为ieee754_float32_t是Linux或者是Unix下支持的数据 类型,在Android下并不支持。如果不修改,则编译源码的时候会报如下错误
关于怎么编写这段C语言代码,确实是有些难度,需要一定的C语言知识,而且还要保证能够看懂lame.h文件中提供的API和注释,在这里我就不在说明了,因为这个事情说起来那就复杂多了,单单就一篇博客是将不完整的,下面贴出C语言代码,代码中提供了较为详尽的注释,带着注释去看代码,便于理解的!
#include
#include
#include
#include
#include
#include"com_example_lame_MainActivity.h"
#include
#define LOG_TAG "System.out.c"
#define LOGD(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG, LOG_TAG, __VA_ARGS__)
#define LOGI(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO, LOG_TAG, __VA_ARGS__)
/**
* 返回值 char* 这个代表char数组的首地址
* Jstring2CStr 把java中的jstring的类型转化成一个c语言中的char 字符串
*/
char* Jstring2CStr(JNIEnv* env, jstring jstr) {
char* rtn = NULL;
jclass clsstring = (*env)->FindClass(env, "java/lang/String"); //String
jstring strencode = (*env)->NewStringUTF(env, "GB2312"); // 得到一个java字符串 "GB2312"
jmethodID mid = (*env)->GetMethodID(env, clsstring, "getBytes",
"(Ljava/lang/String;)[B"); //[ String.getBytes("gb2312");
jbyteArray barr = (jbyteArray)(*env)->CallObjectMethod(env, jstr, mid,
strencode); // String .getByte("GB2312");
jsize alen = (*env)->GetArrayLength(env, barr); // byte数组的长度
jbyte* ba = (*env)->GetByteArrayElements(env, barr, JNI_FALSE);
if (alen > 0) {
rtn = (char*) malloc(alen + 1); //"\0"
memcpy(rtn, ba, alen);
rtn[alen] = 0;
}
(*env)->ReleaseByteArrayElements(env, barr, ba, 0); //
return rtn;
}
int flag = 0;
/**
* wav转换mp3
*/
JNIEXPORT void JNICALL Java_com_example_lame_MainActivity_convertmp3
(JNIEnv * env, jobject obj, jstring jwav, jstring jmp3) {
char* cwav =Jstring2CStr(env,jwav) ;
char* cmp3=Jstring2CStr(env,jmp3);
LOGI("wav = %s", cwav);
LOGI("mp3 = %s", cmp3);
//1.打开 wav,MP3文件
FILE* fwav = fopen(cwav,"rb");
FILE* fmp3 = fopen(cmp3,"wb");
short int wav_buffer[8192*2];
unsigned char mp3_buffer[8192];
//1.初始化lame的编码器
lame_t lame = lame_init();
//2. 设置lame mp3编码的采样率
lame_set_in_samplerate(lame , 44100);
lame_set_num_channels(lame,2);
// 3. 设置MP3的编码方式
lame_set_VBR(lame, vbr_default);
lame_init_params(lame);
LOGI("lame init finish");
int read ; int write; //代表读了多少个次 和写了多少次
int total=0; // 当前读的wav文件的byte数目
do{
if(flag==404){
return;
}
read = fread(wav_buffer,sizeof(short int)*2, 8192,fwav);
total += read* sizeof(short int)*2;
LOGI("converting ....%d", total);
publishJavaProgress(env,obj,total);
// 调用java代码 完成进度条的更新
if(read!=0){
write = lame_encode_buffer_interleaved(lame,wav_buffer,read,mp3_buffer,8192);
//把转化后的mp3数据写到文件里
fwrite(mp3_buffer,sizeof(unsigned char),write,fmp3);
}
if(read==0){
lame_encode_flush(lame,mp3_buffer,8192);
}
}while(read!=0);
LOGI("convert finish");
lame_close(lame);
fclose(fwav);
fclose(fmp3);
}
/**
* 调用java代码 更新程序的进度条
*/
void publishJavaProgress(JNIEnv * env, jobject obj, jint progress) {
// 1.找到java的MainActivity的class
jclass clazz = (*env)->FindClass(env, "com/example/lame/MainActivity");
if (clazz == 0) {
LOGI("can't find clazz");
}
LOGI(" find clazz");
//2 找到class 里面的方法定义
jmethodID methodid = (*env)->GetMethodID(env, clazz, "setConvertProgress","(I)V");
if (methodid == 0) {
LOGI("can't find methodid");
}
LOGI(" find methodid");
//3 .调用方法
(*env)->CallVoidMethod(env, obj, methodid, progress);
}
/**
* 获取LAME的版本号
*/
JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_example_lame_MainActivity_getLameVersion(
JNIEnv * env, jobject obj) {
return (*env)->NewStringUTF(env, get_lame_version());
}
上面新建了一个convert.c的C源文件,源码中首先引用一些相关的类库来使用,例如完成上述步骤以及源码的编写之后,剩下的就是配置文件了。首先看看Android.mk文件,这个就麻烦了,因为上面我们将LAME整个源码文件全部拷贝到jni目录下了,这些文件都是要重新编译的,所以我们需要在Android.mk文件的LOCAL_SRC_FILES这个字段上,将所以的源码文件都要配置上去,不仅包括我们自定义的c文件,更有LAME中的c源码文件,由于LAME包含的文件太多了,所以在编写个LOCAL_SRC_FILES时要格外小心,写错一个就有可能编码不通过。下面是我的配置方案:
LOCAL_PATH := $(call my-dir)
include $(CLEAR_VARS)
LOCAL_MODULE := convert
LOCAL_SRC_FILES := convert.c bitstream.c fft.c id3tag.c mpglib_interface.c presets.c quantize.c reservoir.c tables.c util.c VbrTag.c encoder.c gain_analysis.c lame.c newmdct.c psymodel.c quantize_pvt.c set_get.c takehiro.c vbrquantize.c version.c
LOCAL_LDLIBS += -llog
include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)
Application.mk
APP_PLATFORM := android-8
cygwin下交叉编译:
好!看到上图底部的提示,说明我们的.so是编译好了,由于文件较多,编译是需要花费一点时间的,而且上面报错了很多的warnning警告提示,但是不要紧,可以忽略,只要不是报错,那这个工程依然可以运行。
在编写Java写调用代码之前,我们考虑到因为编解码是个非常耗时的操作,所以这个操作是不能够放在主线程中执行的,必须得开启新的线程,又是因为这是一个耗时操作,所以为了良好的用户体验,我们需要在转码的过程中添加一个进度条对话框,提示一个转码的过程,关于这个进度条的进度问题也是交给C语言实现的,我们在Java中只需要定义一个这样的设置进度的方法,在C语言中回调这个java方法,将进度数据传递给Java中的进度条对话框即可。
public class MainActivity extends Activity {
static {
System.loadLibrary("convert");
}
private EditText et_wav;
private EditText et_mp3;
private ProgressDialog pd;
/**
* wav转换成mp3的本地方法
*
* @param wav
* @param mp3
*/
public native void convertmp3(String wav, String mp3);
/**
* 获取LAME的版本信息
*
* @return
*/
public native String getLameVersion();
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
et_wav = (EditText) this.findViewById(R.id.et_wav);
et_mp3 = (EditText) this.findViewById(R.id.et_mp3);
pd = new ProgressDialog(this);
}
/**
* wav转换mp3
*/
public void convert(View view) {
final String mp3Path = et_mp3.getText().toString().trim();
final String wavPath = et_wav.getText().toString().trim();
File file = new File(wavPath);
int size = (int) file.length();
System.out.println("文件大小 " + size);
if ("".equals(mp3Path) || "".equals(wavPath)) {
Toast.makeText(MainActivity.this, "路径不能为空", 1).show();
return;
}
pd.setMessage("转换中....");
pd.setProgressStyle(ProgressDialog.STYLE_HORIZONTAL);
pd.setMax(size); // 设置进度条的最大值
pd.setCancelable(false);
pd.show();
// 转码是个耗时的操作,所以这里需要开启新线程去执行
new Thread() {
@Override
public void run() {
convertmp3(wavPath, mp3Path);
pd.dismiss();
}
}.start();
}
/**
* 设置进度条的进度,提供给C语言调用
*
* @param progress
*/
public void setConvertProgress(int progress) {
pd.setProgress(progress);
}
/**
* 获取LAME的版本号
*/
public void getVersion(View view) {
Toast.makeText(MainActivity.this, getLameVersion(), 0).show();
}
}
注意需要添加权限两条:
1,测试版本号
2,测试wav转mp3
好,再来看看sdcard下的原wav音频文件和转码后的mp3文件
从上图可以看到我们的转码是可以使用的,原wav文件确实转码成了mp3文件,而且大小只有原文件的1/10了,导出这个mp3文件,用音频播放器播放一下,也是可以听得,文件并没有损坏。怎么样?项目做完了,你有没有兴趣试试呢?
源码请在这里下载