本文的例子使用NAudio.CoreAudioApi實現(xiàn)，全部為C#代碼

以下僅為個人理解，不一定都對，勿信~

閱讀這個文檔，最好具備C++知識，因為會用到Marshal命名空間進行指針操作

一、關(guān)于Windows Core Audio

Windows Core Audio API 是一種非常底層的音頻API，上層應(yīng)用為DirectSound或者WaveXXX接口等，WASAPI是其中的一部分。

Windows Core Audio API 構(gòu)成

Multimedia Device API（MMDevice）：表示系統(tǒng)中的音頻設(shè)備節(jié)點（Audio Device Endpoint），Mmdeviceapi.h

Windows Audio Session API（WASAPI）：用來操作音頻設(shè)備節(jié)點之間的音頻流（Audio Stream），Audioclient.h，Audiopolicy.h，Audiosessiontypes.h

DeviceTopology API：用來處理音頻設(shè)備節(jié)點拓撲結(jié)構(gòu)。可以設(shè)計音頻設(shè)備節(jié)點之間的數(shù)據(jù)流向，Devicetopology.h

EndpointVolume API：當音頻設(shè)備節(jié)點為聲卡獨占模式（Exclusive-mode）時，使用該API對Volume進行操作，Endpointvolume.h

以上頭文件位置，XXXX\Windows SDK\include，由于效率問題，這些接口以COM形式出現(xiàn)，而不是.net或者.net freamwork

我的電腦中，通過VS安裝Windows SDK后，頭文件位置為C:\Program Files (x86)\Windows Kits\10\Include\10.0.22000.0\um

一些常見C#庫都對其有映射，BASS.Net，NAudio。

以上接口調(diào)用順序：

CoCreateInstance -> IMMDeviceEnumerator -> IMMDevice -> WASAPI DTAPI EVAPI

各種例子，Microsoft Learn: Build skills that open doors in your career，Windows SDK and emulator archive | Microsoft Developer

二、用戶模式下的音頻組件 User-Mode Audio Components

User Client：QQ音樂

User Mode：Core Audio（Audio Endpoint）、Direct Sound（High-Level API）

Kernel Mode：驅(qū)動（Audio Driver）、聲音硬件（Audio Adapter）

Audio Endpoint Device：音頻設(shè)備節(jié)點，對聲音硬件的抽象，常見的聲音硬件有喇叭、耳機、話筒、麥克風

三、Audio Endpoint Device

Audio Endpoint：表示一個聲音設(shè)備

Audio Adapter：一個聲音設(shè)備處理聲音的流程，如A/D，D/A，輸出，輸入

MMDvice API用來處理和Audio Endpoint相關(guān)的操作。

實現(xiàn)方式：

C++

使用CoCreateInstance -> IMMDeviceEnumerator -> 其他API，包括：

IMMDevice、IMMEndpoint、IMMNotificationClient（熱插拔設(shè)備）

NAudio

MMDeviceEnumerator -> MMDevice

獲取到MMDevice后，調(diào)用Activate方法激活設(shè)備，隨后調(diào)用WASAPI，DTAPI，EVAPI

獲取到Audio Device后，就可以創(chuàng)建AudioClient實例進行WASAPI操作了

四、Audio Session

Audio Stream：音頻流，可以為Recording 或者 Playing

Audio Session：每一個Audio Stream都對應(yīng)一個Audio Stream，每一個Audio Session都對應(yīng)一個Audio Device

與上文提到的IMMNotificationClient，對應(yīng)Session也有事件處理接口IAudioSessionEvents，這些接口主要處理狀態(tài)變化、音量變化、開始Session、結(jié)束Session等和聲音處理相關(guān)的事件

獲取到Audio Device后可以通過AudioSessionManager來確認系統(tǒng)中有哪些Session

五、Audio Stream

獲取到Audio Device后，如果Activate成功，就可以得到AudioClient實例

通過AudioClient實例不僅可以獲取到Audio Session，還可獲取到Audio Stream

Audio Stream就是實際的音頻數(shù)據(jù)，通過WASAPI對其進行操作文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-797271.html

六、Audio Render Client 一個播放音頻的例子

// 使用NAudio.WaveFileReader讀取wav文件
// 使用FileStream也可以，不過需要自己解析Wave Chunk
// 例子中使用的wav文件為48000，32bit，2-channel，PCM
// 因此每一幀的大小 frame = 32bit / 8 * 2 = 8 bytes
var reader = new WaveFileReader(odl.FileName);

// 每次讀取48000幀，也就是1秒鐘
// 每幀大小為4bytes
int frame = 48000;
var bytes = new Byte[frame * 8];
reader.Read(bytes, 0, frame * 8);

// 以下為Core Audio部分，使用的是NAudio.CoreAudioAPI的C#映射

// 獲取Core Audio Device遍歷接口
var enumer = new NAudio.CoreAudioApi.MMDeviceEnumerator();

// 獲取默認的Audio Device，Render表示輸出設(shè)備，Multimedia表示多媒體設(shè)備
// 備注：Capture是錄音設(shè)備，Console是交互設(shè)備，Communication是通訊設(shè)備
var device = enumer.GetDefaultAudioEndpoint(DataFlow.Render, Role.Multimedia);

// 讀取文件的WAVE配置，并初始化給輸出設(shè)備
var format = reader.WaveFormat;

// Audio Device只是表示聲音設(shè)備，并不是真正處理聲音的抽象
// Audio Client才是處理聲音的抽象
var audioClient = device.AudioClient;
audioClient.Initialize(
     AudioClientShareMode.Shared,
     AudioClientStreamFlags.None,
     10000000,
     0,
     format,
     Guid.Empty);

// 獲取輸出設(shè)備每次可以填充的音頻緩沖區(qū)大小
// 單位是Frame，F(xiàn)rame與Byte的對應(yīng)關(guān)系要根據(jù)WaveFormat計算
var bufferSize = audioClient.BufferSize;

// 獲取輸出設(shè)備
var renderclient = audioClient.AudioRenderClient;

// 填充第一幀音頻輸出緩沖區(qū)
// 由于Core Audio是COM接口，要用Marshal.Copy完成指針內(nèi)存拷貝
var pData = renderclient.GetBuffer(frame);
Marshal.Copy(bytes, 0, pData, frame * 8);
renderclient.ReleaseBuffer(bufferSize, AudioClientBufferFlags.None);

// 開始播放音頻
audioClient.Start();

// 以下為循環(huán)填充，否則只播放一次緩沖區(qū)數(shù)據(jù)
var sec = 1;

var stop = false;
while (!stop)
{
    Thread.Sleep(1000);
    reader.Read(bytes, 0, frame * 8);
    pData = renderclient.GetBuffer(frame);
    Marshal.Copy(bytes, 0, pData, frame * 8);
    renderclient.ReleaseBuffer(bufferSize, AudioClientBufferFlags.None);
}

audioClient.Stop();

renderclient.Dispose();
renderclient = null;
audioClient.Dispose();
audioClient = null;
device.Dispose();
device = null;

七、Audio Capture 一個錄音的例子

// 與Audio Render部分的邏輯相同

var device = this.captureComboBox.SelectedItem as NAudio.CoreAudioApi.MMDevice;
var format = device.AudioClient.MixFormat;
var writer = new WaveFileWriter("capture.wav", format);
var audioClient = device.AudioClient;
audioClient.Initialize(
     AudioClientShareMode.Shared,
     AudioClientStreamFlags.AutoConvertPcm,
     10000000, // sec
     0,
     format,
     Guid.Empty);
var bufferSize = audioClient.BufferSize;
var captureclient = audioClient.AudioCaptureClient;

var sec = 1;

audioClient.Start();

while (!stop)
{
    // 0 表示沒有錄音
    var packageSize = captureclient.GetNextPacketSize();
    while (packageSize != 0)
    {
        int numFramestoRead = 0;
        AudioClientBufferFlags flags = AudioClientBufferFlags.None;
        IntPtr package = captureclient.GetBuffer(out numFramestoRead, out flags);
        captureclient.ReleaseBuffer(numFramestoRead);
        var length = numFramestoRead * 8;
        var buffer = new byte[length];
        Marshal.Copy(package, buffer, 0, length);
        writer.Write(buffer, 0, length);
        packageSize = captureclient.GetNextPacketSize();
    }
}

writer.Close();
writer.Dispose();
writer = null;

audioClient.Stop();
captureclient.Dispose();
captureclient = null;
audioClient.Dispose();
audioClient = null;
device.Dispose();
device = null;

到了這里，關(guān)于Windows（C#）音頻開發(fā)-Windows Core Audio（WASAPI）的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請在右上角搜索TOY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！