使用PortAudio检索设备

背景

在项目中，有个定制的银河麒麟x86系统，我们的终端软件放上去后，总是采集不到音频，经定位发现，系统中有多个音频设备，但是默认的选用的音频设备采集不到声音，但选择一个USB的音频采集设备就可以采集到声音。
而我们的终端软件又没有提供音频采集，回放设备的选择功能。所以需要加入这个功能，终端软件需要跨平台，兼容windows与linux实在是比较繁琐。所以直接选用了PortAudio库，来屏蔽这些细节，将这些烦人的细节丢给PortAudio库去解决吧。

PortAudio is a free, cross-platform, open-source, audio I/O library. It lets you write simple audio programs in ‘C’ or C++ that will compile and run on many platforms including Windows, Macintosh OS X, and Unix (OSS/ALSA). It is intended to promote the exchange of audio software between developers on different platforms. Many applications use PortAudio for Audio I/O

PortAudio提供的采集，回放API的使用比较简单，看一下tutorials就知道怎么用了。

实现选择音频设备，第一步就是需要检索系统设备，这里有些细节需要注意。

设备检索

windows

windows下的音频设备API有几套，WASAPI，WDM，MME，DirectorSound

在PortAudio编译时有几个宏，如下图：

1. 这几个宏设置了PortAudio支持哪套体系的API。这个差异会直接体现在设备检索时，设置了哪个就会检索出对应的支持的设备，设置多个也会列出多个。可以通过host api(可通过PortAudio的API获取)知道对应的设备支持哪一套体系，如下图所示，标红框的，host api是MME
   

2. 对设备名，如果有中文，不同体系的API检索时，设备名的编码格式也会不一样。比如设置了PA_USE_WMME=1检索的设备都是ANSI编码，而PA_USE_WASAPI=1则是UTF-8编码。

linux

linux下都是使用的alsa。设备检索时，使用PortAudio会检索出一大堆设备，并且有些设备名字很奇怪。这是因为PortAudio将系统中真实的声卡，虚拟设备全部检索了出来。检索的结果是 aplay/arecord -l和-L的和。

1. 通过ALSA的alsa-utils中 aplay -l，检索真实回放设备

**** PLAYBACK 硬體裝置清單 ****
card 0: PCH [HDA Intel PCH], device 0: ALC3234 Analog [ALC3234 Analog]
  子设备: 1/1
  子设备 #0: subdevice #0
card 1: HDMI [HDA ATI HDMI], device 3: HDMI 0 [HDMI 0]
  子设备: 1/1
  子设备 #0: subdevice #0
card 1: HDMI [HDA ATI HDMI], device 7: HDMI 1 [HDMI 1]
  子设备: 1/1
  子设备 #0: subdevice #0

2. 通过 通过ALSA的alsa-utils中aplay -L，检索所有的PCM回放设备

PCM是指:

A PCM device is something like an abstract soundcard. It can either be a hardware device or a PCM plugin layer device

3. 通过PortAudio检索时，会检索所有的设备，包括真实的声卡设备和PCM设备
   

如上图所示，检索出了12个设备，但是真实的声卡设备只有5个，它们的名字最后都有一个hw:X,Y的标识用于表明是哪个声卡的第几个设备，X–>Crad，Y–>Device。其它的设备都是虚拟设备，依托于真实设备。

如下图为虚拟设备：

其中 device #10是默认的采集及回放设备。它是个虚拟设备

设备选择

在PortAudio中如果不指定采集及回放设备，会采用默认的设备。指定设备时，只需在OpenStream中指定设备序号即可。

额外问题

在银河麒麟上遇到了这样一个问题，下面是检索出来的设备

默认设备名是 default，是个虚拟设备。支持采集和回放，支持8000采样率的采集及回放。我们的终端软件使用的采集回放参数是采样率为8k，声道为1。看参数是支持的，使用该设备进行回放时是有声音的，但是采集时却没声音? PortAudio的取数据时一直报错，或是取不到数据？一直找不到原因，但是在更新了声卡驱动后，又可以采集到声音了。那么这个是PortAudio的问题？还是驱动的问题？