openal播放裸数据

OpenAL作为音效库，并不包含编解码的功能，所以在使用OpenAL的时候，需要我们预先将音频数据解码成PCM格式裸数据，然后才能由OpenAL进行播放。这里我们的Demo演示了用OpenAL播放一个WAV文件的功能：

点击播放按钮后开始播放，再次点击，暂停播放。

Demo的代码参见GitHub。

OpenAL设计的场景框架

OpenAL构建的音频场景是有一个或者多个的声源（Source）和一个或者多个接受端听众（Listener）来架构的，通过改变声源和收听者的物理位置，从而实现3+1、5+1、N+1等3D音频效果。

听众作为接受端，只要设置其物理位置就可以了。而作为声源是从哪里获得音频数据呢？答案是Buffer，通过Buffer将数据输送给数据源，从而进行播放。

具体的播放动作，还需要使用物理设备，所以声源和听众都是基于设备的。那如何组织声源和听众呢？OpenAL又抽象出一个Context的概念，一个Context可以认为是在一个具体的设备上（比如iPhone的扬声器）上的一个声音场景。所以最后的描述就是：

OpenAL 声源场景：在一个物理设备（Device）上通过若干个声音数据的Buffer和若干个声源（Source）以及若干个听众（Listener）组成的一个个发声场景（Context）

Device

在使用OpenAL之前，首先我们需要获得硬件设备，在iOS上，因为只能进行播放，所以也就只需要关心播放就可以了。标准的OpenAL提供了一个罗列所有设备的方法：

- (void) enumDevices {
    ALboolean enumeration;

    enumeration = alcIsExtensionPresent(NULL, "ALC_ENUMERATION_EXT");
    if (enumeration == AL_FALSE) {
        NSLog(@"iOS dosn't support ALC_ENUMERATION_EXT");
        return;
    }

    ALCchar * devices = alcGetString(NULL, ALC_DEVICE_SPECIFIER);
    //ALCchar * devices = alcGetString(NULL, ALC_DEFAULT_ALL_DEVICES_SPECIFIER);
    const ALCchar *device = devices, *next = devices + 1;
    size_t len = 0;

    NSLog(@"Devices list:\n");
    while (device && *device != '\0' ) {
        NSLog(@"    -> %s", device);
        len = strlen(device);
        device += (len + 1);
        next += (len + 2);
    }
}

首先调用alcIsExtensionPresent这个方法判断当前的“OpenAL实现”是否支持后面的枚举操作，当然iOS是支持的，这里为了上下文完整也就加上了。然后调用 alcGetString获得类似"Default Speaker Microphone"类似这样的字符串，进行遍历逐个输出。

在iOS上的结果是只有一个“Default”的设备:

Default Audio Device

所以，在iOS上使用的时候，我们只需要调用：

defaultDevice = alcOpenDevice(NULL);    

传入“NULL” 从而打开那个唯一的默认设备即可。

打开了设备，根据上面说的场景，我们需要构建一个播放声音的上下文场景：

mainContext = alcCreateContext(defaultDevice, NULL);
if (NULL == defaultDevice) {
    return NO;
}
if( !alcMakeContextCurrent(mainContext) ) {
    return NO;
}    

首先调用alcCreateContext用上面的Device创建一个Context，然后在调用alcMakeContextCurrent将这个Context激活为当前的上下文。

出错处理

这里看OpenAL的API，还是比较类似C的风格，设备和上下文的接口通过判断返回值是否为NULl是可以判断调用是否成功的，但是OpenAL的API中，除了这种返回对象指针的接口，还有大量的无返回值的接口，这样的接口要如何判断成功与否呢？OpenAL提供了类似检查errno的方式来检查：

if (alGetError() != AL_NO_ERROR) {
    return NO;

} 通过alGetError ()获得类似errno的值，然后进行判断：

错误码|值|意义 AL_INVALID_NAME|0xA001| 参数错误 AL_INVALID_ENUM|0xA002| 枚举参数错误 AL_INVALID_VALUE|0xA003 | 枚举值错误 AL_INVALID_OPERATION|0xA004|不适合的操作 AL_OUT_OF_MEMORY |0xA005| 内存越界

Buffer

接着我们要从WAV中读取PCM数据来填充到Buffer中供Source声源使用。Demo中我们借助了我们自己实现的WAV解析工具，从WAV中解析出来具体的PCM数据、采样率以及数据位深度值。

alGenBuffers(1, &buffers); // only one buffer
if (alGetError() != AL_NO_ERROR) {
    return NO;
}

首先调用 alGenBuffers生成一个buffer对象，并检查错误，然后调用我们自己的WAV解析函数：

int load_wav_file(const char *file, void **data, size_t *size, size_t *freq)

获得WAV文件的PCM内容以及采样率。接着调用：

  alBufferData(buffers, AL_FORMAT_MONO16, data, size, freq);

ALenum error;
if ((error=alGetError()) != AL_NO_ERROR) {
    NSLog(@"alBufferData error");
}

alBufferData将PCM数据装载到buffer中。

Source

设置好了音频数据Buffer以后，我们创建一个声源并为其装载上数据：

alGenSources(1, &sources); // only one source
if (alGetError() != AL_NO_ERROR) {
    return NO;
}

这里调用 alGenSources 创建一个Source对象。接着调用：

alSourcei(sources, AL_BUFFER, buffers);
if (alGetError() != AL_NO_ERROR) {
    return NO;
}

将Buffer绑定到Source之上。

Listener

默认Context情况下，OpenAL就已经提供了一个一个Listener，为了最简单跑通流程，我们可以先不用关心这个，直接使用默认对象。

播放和暂停

一切都准备好后，我们就可以开始进行播放了：

alSourcePlay(sources);
ALenum error;
if ((error = alGetError() )!= AL_NO_ERROR) {
    NSLog(@"play error with %d", error);
    return;
}

通过调用 alSourcePlay 播放指定的声源。同样的，通过：

alSourceStop(sources);
ALenum error;
if ((error = alGetError() )!= AL_NO_ERROR) {
    NSLog(@"stop error with %d", error);
    return;
}

调用alSourceStop停止指定声源的播放。

资源回收

最后因为OpenAL提供的是C接口，而不是OC接口，不能依赖ARC进行内存管理。所以当使用完之后还需要调用：

alDeleteSources(1, &sources);

alDeleteBuffers(1, &buffers);

ALCdevice *device = alcGetContextsDevice(mainContext);

alcMakeContextCurrent(NULL);

alcDestroyContext(mainContext);

alcCloseDevice(device);

依次回收Source/Buffer/Context并关闭Device。

总结

这里通过一个最简单的例子，演示了OpenAL的设计模式以及使用方法。通过播放一段WAV文件，熟悉了OpenAL提供的Device/Buffer/Source/Listener这几个关键概念。虽然可以播放声音了，但是OpenAL的功能远不如此，通过设置Source和Listerner的位置、移动等属性，我们可以营造一个非常丰富的3D音效效果。

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参考

1. OpenAL short example
2. Play Compressed Formats With OpenAL
3. OpenAL_Programmers_Guide