Web Audio API之手把手教你用web api处理声音信号:可视化音乐demo
1.Web Audio API 介绍
Web Audio API 提供了在Web上控制音频的一个非常有效通用的系统 ，这些通用系统通俗的讲就是我们可以利用Web Audio API提供的各种方法操作各种源中的声音，处理声音，使声音可视化等。
要使用Web Audio API，我们还是先来简单的了解一下它的工作流程：
- 创建音频环境(eg. AudioContext..)
- 在音频环境里创建源 — 例如
, 振荡器, 流（eg. navigator.getUserMedia/createMediaElementSource..） - 创建效果节点，例如混响、双二阶滤波器、平移、压缩(Web Audio API 提供一些简单的滤波器或者延时器等，可以制作一个简单的混音工具)
- 为音频选择一个目地，例如你的系统扬声器
- 连接源到效果器，以及效果器和目地（分析和可视化eg. AnalyserNode）
其兼容性如下：
桌面端：
| 浏览器 | Chrome | Firefox (Gecko) | Internet Explorer | Opera | Safari (WebKit) |
| 支持版本 | 14 |
23 | 未实现 | 15 | 6 |
移动端：
| 浏览器 |
Android |
Chrome |
Firefox Mobile (Gecko) |
Firefox OS |
IE Phone |
Opera Mobile |
Safari Mobile |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 支持版本 | 未实现 | 28 |
25 | 1.2 | 未实现 | 未实现 | 6 |
2.示例代码
"talking is cheap , show me the codes."
我知道各位看官并不想听什么时域频域变换，什么傅立叶变换，什么web audio api原理，那我就废话不多说，直接放码过来了，先看看效果再来给大家解释。
尽情复制粘贴，然后拿个现代一点的浏览器跑一下（用IE的请点右上角红叉，谢谢）。
注意：audio标签的src属性内容请自己在本机找一个浏览器支持的声音源格式。
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<meta charset="UTF-8" />
<meta name="Author" contect="GabrielChen">
<meta name="keywords" contect="Web Audio API">
<title>Web Audio API 学习</title>
<script>
var canvas;
var ctx;
var audioContext;
var analyser;
var mic;
function init() {
canvasOne = document.getElementById('canvasOne');
ctx = canvasOne.getContext("2d");
canvasTwo = document.getElementById('canvasTwo');
ctx2 = canvasTwo.getContext("2d");
}
navigator.getMedia = ( navigator.getUserMedia ||
navigator.webkitGetUserMedia ||
navigator.mozGetUserMedia ||
navigator.msGetUserMedia);
navigator.getMedia ( { audio: true }, function (stream) {
audioContext = new (window.AudioContext || window.webkitAudioContext);
mic = audioContext.createMediaStreamSource(stream);
analyser= audioContext.createAnalyser();
analyser.fftSize = 256;
mic.connect(analyser);
drawSpectrum();
},function(){});
function drawSpectrum() {
var WIDTH = canvasOne.width;
var HEIGHT= canvasOne.height;
var array = new Uint8Array(128);
analyser.getByteFrequencyData(array);
ctx.clearRect(0, 0, WIDTH, HEIGHT);
ctx2.clearRect(0, 0, 800, 800);
for ( var i = 0; i < (array.length); i++ ){
var value = array[i];
ctx.fillRect(i*5,HEIGHT-value,3,HEIGHT);
}
for ( var i = 0; i < (array.length); i++ ){
var value = array[i];
ctx2.beginPath();
ctx2.arc(300,300,value,0,360,false);
ctx2.lineWidth=5;
ctx2.strokeStyle="rgba("+value+","+value+",0,0.2)";
ctx2.stroke();//画空心圆
ctx2.closePath();
}
requestAnimationFrame(drawSpectrum);
};
</script>
<style>
#canvasOne {
border: 1px solid #ddd;
}
</style>
</head>
<body onload="init();">
<h1>从audio源获取声音</h1>
<audio src="./Fatbros.ogg" controls="controls" id="audio">你的浏览器不支持audio标签</audio>
<h1>audio读取声音</h1>
<canvas id="canvasFormAudio" width="640"></canvas>
<h1>频域图模仿</h1>
<canvas id="canvasOne" width="640"></canvas>
<h1>圆形声波图</h1>
<canvas id="canvasTwo" width="800" height="800"></canvas>
<script type="text/javascript">
var context1;
var source;
var analyserfa;
var canvasFormAudio;
var ctxfa;
canvasFormAudio = document.getElementById('canvasFormAudio');
ctxfa = canvasFormAudio.getContext("2d");
try {
context1 = new (window.AudioContext || window.webkitAudioContext);
} catch(e) {
throw new Error('The Web Audio API is unavailable');
}
analyserfa=context1.createAnalyser();
window.addEventListener('load', function(e) {
var audio =document.getElementById("audio");
var source = context1.createMediaElementSource(audio);
source.connect(analyserfa);
analyserfa.connect(context1.destination);
drawSpectrumfa();
}, false);
function drawSpectrumfa() {
var WIDTH = canvasFormAudio.width;
var HEIGHT= canvasFormAudio.height;
var array = new Uint8Array(128);
analyserfa.getByteFrequencyData(array);
ctxfa.clearRect(0, 0, WIDTH, HEIGHT);
for ( var i = 0; i < (array.length); i++ ){
var value = array[i];
ctxfa.fillRect(i*5,HEIGHT-value,3,HEIGHT);
}
requestAnimationFrame(drawSpectrumfa);
}
</script>
</body>
</html>
3.代码分析
我们从body部分入手分析
<body onload="init();"> <h1>从audio源获取声音</h1> <audio src="./Fatbros.ogg" controls="controls" id="audio">你的浏览器不支持audio标签</audio> <h1>audio读取声音</h1> <canvas id="canvasFormAudio" width="640"></canvas> <h1>频域图模仿</h1> <canvas id="canvasOne" width="640"></canvas> <h1>圆形声波图</h1> <canvas id="canvasTwo" width="800" height="800"></canvas>
用onload属性调用初始化函数init(),主要在页面生成之后初始化一些变量，避免读不到相关DOM。
function init() {
canvasOne = document.getElementById('canvasOne');
ctx = canvasOne.getContext("2d");
canvasTwo = document.getElementById('canvasTwo');
ctx2 = canvasTwo.getContext("2d");
}
第一块canvas：从audio源获取声音
首先一个audio标签，在本机选定一个src，设置controls属性代表浏览器显示播放器控制页面，设置id为audio。
再设置一个id为"canvasFormAudio"的画布canvas。
<audio src="./Fatbros.ogg" controls="controls" id="audio">你的浏览器不支持audio标签</audio> <h1>audio读取声音</h1> <canvas id="canvasFormAudio" width="640"></canvas>
获取声音源以及绘图
//直接从audio处理音频源，声明一些必要的变量
var context1;
var source;
var analyserfa;
var canvasFormAudio;
var ctxfa;
//初始化画布
canvasFormAudio = document.getElementById('canvasFormAudio');
ctxfa = canvasFormAudio.getContext("2d");
//建立一个音频环境，因为浏览器实现不同，做了一点兼容性处理
try {
context1 = new (window.AudioContext || window.webkitAudioContext);
} catch(e) {
throw new Error('The Web Audio API is unavailable');
}
//建立一个分析器
analyserfa=context1.createAnalyser();
window.addEventListener('load', function(e) {
// 从audio标签获取声音源 source
var audio =document.getElementById("audio");
var source = context1.createMediaElementSource(audio);
source.connect(analyserfa);
analyserfa.connect(context1.destination);
//调用绘图函数
drawSpectrumfa();
}, false);
//绘图函数
function drawSpectrumfa() {
var WIDTH = canvasFormAudio.width;
var HEIGHT= canvasFormAudio.height;
var array = new Uint8Array(128);
//复制当前的频率值到一个无符号数组中
analyserfa.getByteFrequencyData(array);
//clearRect(矩形左上角x坐标，矩形左上角y坐标，清除矩形的宽，清除矩形的高)
ctxfa.clearRect(0, 0, WIDTH, HEIGHT);
//循环生成长条矩形
for ( var i = 0; i < (array.length); i++ ){
var value = array[i];
//fillRect(矩形左上角x坐标，矩形左上角y坐标，矩形宽，矩形高)
//这里我们的array一共有128组数据，所以我们当时canvas设置的宽度为5*128=640
ctxfa.fillRect(i*5,HEIGHT-value,3,HEIGHT);
}
//根据浏览器频率绘图或者操作一些非css效果
requestAnimationFrame(drawSpectrumfa);
}
第二块：频域图模仿和圆形声波图
这两个图的音源都是利用浏览器调用电脑麦克风取得，所以一定要同意浏览器请求的麦克风权限。
绘图区域
<h1>频域图模仿</h1> <canvas id="canvasOne" width="640"></canvas> <h1>圆形声波图</h1> <canvas id="canvasTwo" width="800" height="800"></canvas>
初始化init()函数、从麦克风获取音源和绘图函数
var canvas;
var ctx;
var audioContext;
var analyser;
var mic;
//初始化两个画布的函数，声明为2d绘图
function init() {
canvasOne = document.getElementById('canvasOne');
ctx = canvasOne.getContext("2d");
canvasTwo = document.getElementById('canvasTwo');
ctx2 = canvasTwo.getContext("2d");
}
//getMedia调用参数如下，返回一个多媒体流
//constraints可选{ video: true, audio: true },代表获取多媒体的类型
//var stream = navigator.getUserMedia(constraints, successCallback, errorCallback);
navigator.getMedia = ( navigator.getUserMedia ||
navigator.webkitGetUserMedia ||
navigator.mozGetUserMedia ||
navigator.msGetUserMedia);
navigator.getMedia ( { audio: true }, function (stream) {
audioContext = new (window.AudioContext || window.webkitAudioContext);
//返回一个多媒体流
mic = audioContext.createMediaStreamSource(stream);
//creates an AnalyserNode 创建一个分析节点
analyser= audioContext.createAnalyser();
//fftsize默认值2048，是快速傅立叶变换用于频域分析的值，必须为2的幂，而我们得到的数据通常为其的一半，下面会说道
analyser.fftSize = 256;
mic.connect(analyser);
//调用绘图函数
drawSpectrum();
},function(){});
//圆形声波绘图和矩形绘图
function drawSpectrum() {
var WIDTH = canvasOne.width;
var HEIGHT= canvasOne.height;
//长度为128无符号数组用于保存getByteFrequencyData返回的频域数据
var array = new Uint8Array(128);
analyser.getByteFrequencyData(array);
//以下是根据频率数据画图，主要为canvas知识，不做详细解答
ctx.clearRect(0, 0, WIDTH, HEIGHT);
ctx2.clearRect(0, 0, 800, 800);
for ( var i = 0; i < (array.length); i++ ){
var value = array[i];
ctx.fillRect(i*5,HEIGHT-value,3,HEIGHT);
}
//ctx2.clearRect(700, 700, WIDTH, HEIGHT);
for ( var i = 0; i < (array.length); i++ ){
var value = array[i];
ctx2.beginPath();
ctx2.arc(300,300,value,0,360,false);
ctx2.lineWidth=5;
ctx2.strokeStyle="rgba("+value+","+value+",0,0.2)";
ctx2.stroke();//画空心圆
ctx2.closePath();
}
//
requestAnimationFrame(drawSpectrum);
};
4.最终效果
6.最新进展
文中的getMedia方法（getUserMedia）在chrome 47后已经不可以从非安全源访问（Insecure Origins）,即http协议,.firefox还可以但不知道为什么有bug，几秒钟后就share设备失败。
现在chrome开发者可以使用以下方法继续在非安全源使用这个函数：
You can run chrome with the --unsafely-treat-insecure-origin-as-secure="example.com" flag (replacing "example.com"with the origin you actually want to test), which will treat that origin as secure for this session. Note that you also need to include the --user-data-dir=/test/only/profile/dir to create a fresh testing profile for the flag to work
7.参考
1.MDN
2.api接口查询
3.chrome