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在Android开发中如何使用OpenSL ES库播放解码后的pcm音频文件？
来源：cnblogs　　作者：故乡的樱花开了　　时间：2024/2/23 8:57:37　　对本文有异议

一.认识OpenSL ES

　　OpenSL ES的全称是Open Sound Library For Embedded Systems，即应用于嵌入式系统的开源音频库。Android从2.3版本起就开始支持OpenSL ES标准了，并且通过NDK提供相应的API开发接口。OpenSL ES有以下特性：

  • 提供c语言接口，兼容c++，需要在NDK下开发，可以更好地集成于native应用
  • 运行于native层，需要自己管理资源的申请和释放，没有Dalvik虚拟机垃圾回收机制
  • 支持pcm数据的采集和播放
  • 支持播放的音频数据来源广泛，res、assets、sdcard、在线网络音频以及代码中定义的音频二进制数据

　　和Android提供的AudioRecord和AudioTrack相比，OpenSL ES提供了更高的性能，更快的速度。因为AudioRecord和AudioTrack都是Android提供的Java API，无论是采集还是播放音频，都需要将音频数据从java层拷贝到native层，或从native层拷贝到java层，这无疑是十分消耗资源的。如果希望减少拷贝，开发更加高效的Android音频应用，则建议使用Android NDK提供的OpenSL ES API接口，它支持在native层直接处理音频数据。

二.使用OpenSL ES播放pcm音频数据的步骤

　　开发步骤如下：

  1. 创建引擎对象和接口
  2. 创建混音器对象和接口
  3. 创建播放器对象和接口
  4. 创建缓冲队列接口并给缓冲队列注册回调函数
  5. 设置播放状态，手动调用回调函数

　　下面给出代码：

  1. //opensles.cpp
    #include<cstdint>
  2. #include<iostream>
  3. #include<jni.h>
  4.  
  5. extern "C"{
  6. #include<SLES/OpenSLES.h>
  7. #include<android/log.h>
  8. #include<SLES/OpenSLES_Android.h>
  9. }
  10. #define TAG "jni" // 这个是自定义的LOG的标识
  11. #define LOGD(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG,TAG ,__VA_ARGS__) // 定义LOGD类型
  12. #define LOGI(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO,TAG ,__VA_ARGS__) // 定义LOGI类型
  13. #define LOGW(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_WARN,TAG ,__VA_ARGS__) // 定义LOGW类型
  14. #define LOGE(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_ERROR,TAG ,__VA_ARGS__) // 定义LOGE类型
  15. #define LOGF(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_FATAL,TAG ,__VA_ARGS__) // 定义LOGF类型
  16. using namespace std;
  17. //engine interface
  18. static SLObjectItf engineObject= nullptr;
  19. static SLEngineItf engineEngine= nullptr;
  20. //output mix interfaces
  21. static SLObjectItf outputMixObject= nullptr;
  22. static SLEnvironmentalReverbItf outputMixEnvironmentalReverb= nullptr;
  23. //player interface
  24. static SLObjectItf pcmPlayerObject= nullptr;
  25. static SLPlayItf pcmPlayerplay= nullptr;
  26. //buffer queue
  27. static SLAndroidSimpleBufferQueueItf pcmBufferQueue= nullptr;
  28. //pcm file
  29. FILE *pcmFile= nullptr;
  30. void *buffer= nullptr;
  31. uint8_t *out_buffer= nullptr;
  32. static const SLEnvironmentalReverbSettings reverbSettings=SL_I3DL2_ENVIRONMENT_PRESET_STONECORRIDOR;
  33. //播放回调
  34. void playerCallback(SLAndroidSimpleBufferQueueItf bufferQueueItf,void *context){
  35.     if(bufferQueueItf!=pcmBufferQueue){
  36.         LOGI("SLAndroidSimpleBufferQueueItf is not equal");
  37.         return;
  38.     }
  39.     while(!feof(pcmFile)){
  40.         size_t size=fread(out_buffer,44100*2*4,1,pcmFile);
  41.         if(out_buffer== nullptr||size==0){
  42.             LOGI("read end %ld",size);
  43.         }else{
  44.             LOGI("reading %ld",size);
  45.         }
  46.         buffer=out_buffer;
  47.         break;
  48.     }
  49.     if(buffer){
  50.         LOGI("buffer is not null");
  51.         SLresult result=(*pcmBufferQueue)->Enqueue(pcmBufferQueue,buffer,44100*2*4);
  52.         if(result!=SL_RESULT_SUCCESS){
  53.             LOGI("pcmBufferQueue error %ld",result);
  54.         }
  55.     }
  56. }
  58. jint playPcmBySL(JNIEnv *env,jobject thiz,jstring pcm_path){
  59.     const char *pcmPath=env->GetStringUTFChars(pcm_path, nullptr);
  60.     pcmFile=fopen(pcmPath,"r");
  61.     env->ReleaseStringUTFChars(pcm_path,pcmPath);
  62.     if(pcmFile== nullptr){
  63.         LOGI("open pcmFile error");
  64.         return -1;
  65.     }
  66.     out_buffer=(uint8_t *)malloc(44100*2*4);
  67.     //创建引擎对象
  68.     SLresult result=slCreateEngine(&engineObject,0,nullptr,0,nullptr,nullptr);
  69.     if(result!=SL_RESULT_SUCCESS){
  70.         LOGI("slCreateEngine failed %ld",result);
  71.         return -1;
  72.     }
  73.     //实例化引擎
  74.     result=(*engineObject)->Realize(engineObject,SL_BOOLEAN_FALSE);
  75.     if(result!=SL_RESULT_SUCCESS){
  76.         LOGI("engine realize failed %ld",result);
  77.         return -1;
  78.     }
  79.     //获取引擎接口SLEngineItf
  80.     result=(*engineObject)->GetInterface(engineObject,SL_IID_ENGINE,&engineEngine);
  81.     if(result!=SL_RESULT_SUCCESS){
  82.         LOGI("GetInterface SLEngineItf failed %ld",result);
  83.         return -1;
  84.     }
  85.     //创建输出混音器
  86.     const SLInterfaceID ids[1]={SL_IID_ENVIRONMENTALREVERB};
  87.     const SLboolean req[1]={SL_BOOLEAN_FALSE};
  88.     result=(*engineEngine)->CreateOutputMix(engineEngine,&outputMixObject,1,ids,req);
  89.     if(result!=SL_RESULT_SUCCESS){
  90.         LOGI("CreateOutputMix failed %ld",result);
  91.         return -1;
  92.     }
  93.     //实例化混音器
  94.     result=(*outputMixObject)->Realize(outputMixObject,SL_BOOLEAN_FALSE);
  95.     if(result!=SL_RESULT_SUCCESS){
  96.         LOGI("Realize outputMixObject failed %ld",result);
  97.         return -1;
  98.     }
  99.     //获取混音器接口SLEnvironmentalReverbItf
  100.     result=(*outputMixObject)->GetInterface(outputMixObject,SL_IID_ENVIRONMENTALREVERB,&outputMixEnvironmentalReverb);
  101.     if(result!=SL_RESULT_SUCCESS){
  102.         LOGI("GetInterface SLEnvironmentalReverbItf failed %ld",result);
  103.         return -1;
  104.     }
  105.     //给混音器设置环境混响属性
  106.     (*outputMixEnvironmentalReverb)->SetEnvironmentalReverbProperties(outputMixEnvironmentalReverb,&reverbSettings);
  107.     //设置输入 SLDataSource
  108.     SLDataLocator_AndroidSimpleBufferQueue loc_bufq={SL_DATALOCATOR_ANDROIDSIMPLEBUFFERQUEUE,2};
  109.     SLDataFormat_PCM formatPcm={
  110.             SL_DATAFORMAT_PCM,
  111.             2,
  112.             SL_SAMPLINGRATE_44_1,
  113.             SL_PCMSAMPLEFORMAT_FIXED_32,
  114.             SL_PCMSAMPLEFORMAT_FIXED_32,
  115.             SL_SPEAKER_FRONT_LEFT|SL_SPEAKER_FRONT_RIGHT,
  116.             SL_BYTEORDER_LITTLEENDIAN
  117.     };
  118.     SLDataSource slDataSource={&loc_bufq,&formatPcm};
  119.     //设置输出SLDataSink
  120.     SLDataLocator_OutputMix loc_outmix={SL_DATALOCATOR_OUTPUTMIX,outputMixObject};
  121.     SLDataSink audioSnk={&loc_outmix, nullptr};
  122.     //创建音频播放器对象
  123.     const SLInterfaceID ids2[1] = {SL_IID_BUFFERQUEUE};
  124.     const SLboolean req2[1] = {SL_BOOLEAN_TRUE};
  126.     result=(*engineEngine)->CreateAudioPlayer(engineEngine,&pcmPlayerObject,&slDataSource,&audioSnk,1,ids2,req2);
  127.     if(result!=SL_RESULT_SUCCESS){
  128.         LOGI("CreateAudioPlayer failed %ld",result);
  129.         return -1;
  130.     }
  131.     //实例化音频播放器对象
  132.     result=(*pcmPlayerObject)->Realize(pcmPlayerObject,SL_BOOLEAN_FALSE);
  133.     if(result!=SL_RESULT_SUCCESS){
  134.         LOGI("Realize pcmPlayerObject failed %ld",result);
  135.         return -1;
  136.     }
  137.     //获取音频播放器接口pcmPlayerplay
  138.     result=(*pcmPlayerObject)->GetInterface(pcmPlayerObject,SL_IID_PLAY,&pcmPlayerplay);
  139.     if(result!=SL_RESULT_SUCCESS){
  140.         LOGI("GetInterface pcmPlayerplay failed %ld",result);
  141.         return -1;
  142.     }
  143.     //获取音频播放的buffer接口SLAndroidSimpleBufferQueueItf
  144.     result=(*pcmPlayerObject)->GetInterface(pcmPlayerObject,SL_IID_BUFFERQUEUE,&pcmBufferQueue);
  145.     if(result!=SL_RESULT_SUCCESS){
  146.         LOGI("GetInterface pcmBufferQueue failed %ld",result);
  147.         return -1;
  148.     }
  149.     //注册回调RegisterCallback
  150.     result=(*pcmBufferQueue)->RegisterCallback(pcmBufferQueue,playerCallback, nullptr);
  151.     if(result!=SL_RESULT_SUCCESS){
  152.         LOGI("RegisterCallback failed %ld",result);
  153.         return -1;
  154.     }
  155.     //设置播放状态为playing
  156.     result=(*pcmPlayerplay)->SetPlayState(pcmPlayerplay,SL_PLAYSTATE_PLAYING);
  157.     if(result!=SL_RESULT_SUCCESS){
  158.         LOGI("SetPlayState failed %ld",result);
  159.         return -1;
  160.     }
  161.     //触发回调
  162.     playerCallback(pcmBufferQueue, nullptr);
  164.     return 0;
  165. }

　　CMakeLists.txt文件：

  1. cmake_minimum_required(VERSION 3.22.1)
  2. project("mediaplayer")
  3. add_library(${CMAKE_PROJECT_NAME} SHARED
  4.         # 将自己写的cpp源文件编译成动态库
  5.         opensles.cpp)
  7. target_link_libraries(${CMAKE_PROJECT_NAME}
  8.         # List libraries link to the target library
  9.         android
  10.         log
  11.         OpenSLES
  12.         )

　　在java层只需获取到要播放的pcm文件的位置，然后传入native层即可，代码如下：

  1. val pcmPath=getExternalFilesDir(Environment.DIRECTORY_DOCUMENTS)?.absolutePath+File.separator+"input.pcm"
  2. playPcmBySL(pcmPath)

　　需要注意的是，pcm文件可以通过使用ffmpeg解码mp3文件得到，但是在解码的时候需要注意的是：解码时位深别用32位浮点型，播放出来会有很大的噪音，最好用有符号的32位整型。原因尚未找到，可能是opensl es不支持32位浮点型位深吧。

　　可以用以下命令解码得到pcm文件：ffmpeg -i input.mp3 -acodec pcm_s32le -f s32le -ac 2 -ar 44100 -y output.pcm

原文链接：https://www.cnblogs.com/luqman/p/18027627

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