前语

运用FFmpeg 对一个 Mp4 文件的音频流进行解码，然后运用 libswresample 将解码后的 PCM 音频数据转换为目标格局的数据，终究运用 OpenSLES 进行播映。

FFmpeg 音频解码

前面我们已经对视频解码流程进行了详细的介绍，一个多媒体文件（Mp4）一般包括一个音频流和一个视频流，而FFmpeg 对音频流和视频流的解码流程共同。因而，本节将不再对音频解码流程进行赘述。

类似于视频流的处理，音频流的处理流程为：（Mp4文件）解协议->解封装->音频解码->重采样->播映。

这里面有重复说到重采样，类似于视频图画的转码，因为显现器终究显现的是 RGB 数据，这个一点比较好理解，那么为什么要对解码的音频数据进行重采样呢？

一般采集音频时会有多种采样率可以挑选，当该采样率与音频设备驱动的固定采样率不符时，就会导致变声或者音频呈现快放慢放效果。

此时就需要用到重采样来确保音频采样率和设备驱动采样率共同，使音频正确播映。

运用 libswresample 库将对音频进行重采样，有如下几个过程：

//1. 生成 resample 上下文，设置输入和输出的通道数、采样率以及采样格局，初始化上下文
m_SwrContext = swr_alloc();
av_opt_set_int(m_SwrContext, "in_channel_layout", codeCtx->channel_layout, 0);
av_opt_set_int(m_SwrContext, "out_channel_layout", AUDIO_DST_CHANNEL_LAYOUT, 0);
av_opt_set_int(m_SwrContext, "in_sample_rate", codeCtx->sample_rate, 0);
av_opt_set_int(m_SwrContext, "out_sample_rate", AUDIO_DST_SAMPLE_RATE, 0);
av_opt_set_sample_fmt(m_SwrContext, "in_sample_fmt", codeCtx->sample_fmt, 0);
av_opt_set_sample_fmt(m_SwrContext, "out_sample_fmt", DST_SAMPLT_FORMAT,  0);
swr_init(m_SwrContext);
//2. 申请输出 Buffer
m_nbSamples = (int)av_rescale_rnd(NB_SAMPLES, AUDIO_DST_SAMPLE_RATE, codeCtx->sample_rate, AV_ROUND_UP);
m_BufferSize = av_samples_get_buffer_size(NULL, AUDIO_DST_CHANNEL_COUNTS,m_nbSamples, DST_SAMPLT_FORMAT, 1);
m_AudioOutBuffer = (uint8_t *) malloc(m_BufferSize);
//3. 重采样，frame 为解码帧
int result = swr_convert(m_SwrContext, &m_AudioOutBuffer, m_BufferSize / 2, (const uint8_t **) frame->data, frame->nb_samples);
if (result > 0 ) {
    //play
}
//4. 释放资源
if(m_AudioOutBuffer) {
    free(m_AudioOutBuffer);
    m_AudioOutBuffer = nullptr;
}
if(m_SwrContext) {
    swr_free(&m_SwrContext);
    m_SwrContext = nullptr;
}

OpenSLES 播映音频

OpenSL ES 全称为：Open Sound Library for Embedded Systems，是一个针对嵌入式体系的敞开硬件音频加速库，支撑音频的采集和播映，它供给了一套高功能、低延迟的音频功用完成办法。

而且完成了软硬件音频功能的跨渠道部署，大大降低了上层处理音频运用的开发难度。

OpenSL ES 是基于 c 语言完成的，但其供给的接口是选用面向目标的方法完成，OpenSL ES 的大多数 API 是经过目标来调用的。

Object 和 Interface OpenSL ES 中的两大根本概念，可以类比为 Java 中的目标和接口。在 OpenSL ES 中，每个 Object 可以存在一系列的 Interface ，而且为每个目标都供给了一系列的根本操作，如 Realize，GetState，Destroy 等。

重要的一点，只有经过 GetInterface 办法拿到 Object 的 Interface ，才干运用 Object 供给的功用。

Audio 引擎目标和接口

Audio 引擎目标和接口，即 Engine Object 和 SLEngineItf Interface 。Engine Object 的主要功用是办理 Audio Engine 的生命周期，供给引擎目标的办理接口。引擎目标的运用办法如下：

SLresult result;
// 创立引擎目标
result = slCreateEngine(&engineObject, 0, NULL, 0, NULL, NULL);
assert(SL_RESULT_SUCCESS == result);
(void)result;
// 实例化
result = (*engineObject)->Realize(engineObject, SL_BOOLEAN_FALSE);
assert(SL_RESULT_SUCCESS == result);
(void)result;
// 获取引擎目标接口
result = (*engineObject)->GetInterface(engineObject, SL_IID_ENGINE, &engineEngine);
assert(SL_RESULT_SUCCESS == result);
(void)result;
// 释放引擎目标的资源
result = (*engineObject)->Destroy(engineObject, SL_BOOLEAN_FALSE);
assert(SL_RESULT_SUCCESS == result);
(void)result;

SLRecordItf 和 SLPlayItf

SLRecordItf 和 SLPlayItf 别离抽象多媒体功用 recorder 和 player ，经过 SLEngineItf 的 CreateAudioPlayer 和 CreateAudioRecorder 办法别离创立 player 和 recorder 目标实例。

// 创立 audio recorder 目标
result = (*engineEngine)->CreateAudioRecorder(engineEngine, &recorderObject , &recSource, &dataSink,
                                                  NUM_RECORDER_EXPLICIT_INTERFACES, iids, required);
// 创立 audio player 目标
SLresult result = (*engineEngine)->CreateAudioPlayer(
        engineEngine,
        &audioPlayerObject,
        &dataSource,
        &dataSink,
        1,
        interfaceIDs,
        requiredInterfaces
);

SLDataSource 和 SLDataSink

OpenSL ES 中的 SLDataSource 和 SLDataSink 结构体，主要用于构建 audio player 和 recorder 目标，其中 SLDataSource 表明音频数据来源的信息，SLDataSink 表明音频数据输出信息。

// 数据源简略缓冲队列定位器
SLDataLocator_AndroidSimpleBufferQueue dataSou
        SL_DATALOCATOR_ANDROIDSIMPLEBUFFERQUEU
        1
};
// PCM 数据源格局
SLDataFormat_PCM dataSourceFormat = {
        SL_DATAFORMAT_PCM, // 格局类型
        wav_get_channels(wav), // 通道数
        wav_get_rate(wav) * 1000, //采样率
        wav_get_bits(wav), // 位宽
        wav_get_bits(wav),
        SL_SPEAKER_FRONT_CENTER, // 通道屏蔽
        SL_BYTEORDER_LITTLEENDIAN // 字节次序（巨细端序）
};
// 数据源
SLDataSource dataSource = {
        &dataSourceLocator,
        &dataSourceFormat
};
// 针对数据接收器的输出混合定位器(混音器)
SLDataLocator_OutputMix dataSinkLocator = {
        SL_DATALOCATOR_OUTPUTMIX, // 定位器类型
        outputMixObject // 输出混合
};
// 输出
SLDataSink dataSink = {
        &dataSinkLocator, // 定位器
        0,
};

OpenSL ES Recorder 和 Player 功用构建

音频录制流程图

音频播映流程图

Audio Player 的 Data Source 也可所以本地存储或缓存的音频数据，以上图片来自于 Jhuster 的博客。

因为本文只介绍音频的解码播映，下面的代码仅展示 OpenSLES Audio Player 播映音频的过程。

//OpenSLES 渲染器初始化
void OpenSLRender::Init() {
    LOGCATE("OpenSLRender::Init");
    int result = -1;
    do {
        //创立并初始化引擎目标
        result = CreateEngine();
        if(result != SL_RESULT_SUCCESS)
        {
            LOGCATE("OpenSLRender::Init CreateEngine fail. result=%d", result);
            break;
        }
        //创立并初始化混音器
        result = CreateOutputMixer();
        if(result != SL_RESULT_SUCCESS)
        {
            LOGCATE("OpenSLRender::Init CreateOutputMixer fail. result=%d", result);
            break;
        }
        //创立并初始化播映器
        result = CreateAudioPlayer();
        if(result != SL_RESULT_SUCCESS)
        {
            LOGCATE("OpenSLRender::Init CreateAudioPlayer fail. result=%d", result);
            break;
        }
        //设置播映状态
        (*m_AudioPlayerPlay)->SetPlayState(m_AudioPlayerPlay, SL_PLAYSTATE_PLAYING);
        //激活回调接口
        AudioPlayerCallback(m_BufferQueue, this);
    } while (false);
    if(result != SL_RESULT_SUCCESS) {
        LOGCATE("OpenSLRender::Init fail. result=%d", result);
        UnInit();
    }
}
int OpenSLRender::CreateEngine() {
    SLresult result = SL_RESULT_SUCCESS;
    do {
        result = slCreateEngine(&m_EngineObj, 0, nullptr, 0, nullptr, nullptr);
        if(result != SL_RESULT_SUCCESS)
        {
            LOGCATE("OpenSLRender::CreateEngine slCreateEngine fail. result=%d", result);
            break;
        }
        result = (*m_EngineObj)->Realize(m_EngineObj, SL_BOOLEAN_FALSE);
        if(result != SL_RESULT_SUCCESS)
        {
            LOGCATE("OpenSLRender::CreateEngine Realize fail. result=%d", result);
            break;
        }
        result = (*m_EngineObj)->GetInterface(m_EngineObj, SL_IID_ENGINE, &m_EngineEngine);
        if(result != SL_RESULT_SUCCESS)
        {
            LOGCATE("OpenSLRender::CreateEngine GetInterface fail. result=%d", result);
            break;
        }
    } while (false);
    return result;
}
int OpenSLRender::CreateOutputMixer() {
    SLresult result = SL_RESULT_SUCCESS;
    do {
        const SLInterfaceID mids[1] = {SL_IID_ENVIRONMENTALREVERB};
        const SLboolean mreq[1] = {SL_BOOLEAN_FALSE};
        result = (*m_EngineEngine)->CreateOutputMix(m_EngineEngine, &m_OutputMixObj, 1, mids, mreq);
        if(result != SL_RESULT_SUCCESS)
        {
            LOGCATE("OpenSLRender::CreateOutputMixer CreateOutputMix fail. result=%d", result);
            break;
        }
        result = (*m_OutputMixObj)->Realize(m_OutputMixObj, SL_BOOLEAN_FALSE);
        if(result != SL_RESULT_SUCCESS)
        {
            LOGCATE("OpenSLRender::CreateOutputMixer CreateOutputMix fail. result=%d", result);
            break;
        }
    } while (false);
    return result;
}
int OpenSLRender::CreateAudioPlayer() {
    SLDataLocator_AndroidSimpleBufferQueue android_queue = {SL_DATALOCATOR_ANDROIDSIMPLEBUFFERQUEUE, 2};
    SLDataFormat_PCM pcm = {
            SL_DATAFORMAT_PCM,//format type
            (SLuint32)2,//channel count
            SL_SAMPLINGRATE_44_1,//44100hz
            SL_PCMSAMPLEFORMAT_FIXED_16,// bits per sample
            SL_PCMSAMPLEFORMAT_FIXED_16,// container size
            SL_SPEAKER_FRONT_LEFT | SL_SPEAKER_FRONT_RIGHT,// channel mask
            SL_BYTEORDER_LITTLEENDIAN // endianness
    };
    SLDataSource slDataSource = {&android_queue, &pcm};
    SLDataLocator_OutputMix outputMix = {SL_DATALOCATOR_OUTPUTMIX, m_OutputMixObj};
    SLDataSink slDataSink = {&outputMix, nullptr};
    const SLInterfaceID ids[3] = {SL_IID_BUFFERQUEUE, SL_IID_EFFECTSEND, SL_IID_VOLUME};
    const SLboolean req[3] = {SL_BOOLEAN_TRUE, SL_BOOLEAN_TRUE, SL_BOOLEAN_TRUE};
    SLresult result;
    do {
        result = (*m_EngineEngine)->CreateAudioPlayer(m_EngineEngine, &m_AudioPlayerObj, &slDataSource, &slDataSink, 3, ids, req);
        if(result != SL_RESULT_SUCCESS)
        {
            LOGCATE("OpenSLRender::CreateAudioPlayer CreateAudioPlayer fail. result=%d", result);
            break;
        }
        result = (*m_AudioPlayerObj)->Realize(m_AudioPlayerObj, SL_BOOLEAN_FALSE);
        if(result != SL_RESULT_SUCCESS)
        {
            LOGCATE("OpenSLRender::CreateAudioPlayer Realize fail. result=%d", result);
            break;
        }
        result = (*m_AudioPlayerObj)->GetInterface(m_AudioPlayerObj, SL_IID_PLAY, &m_AudioPlayerPlay);
        if(result != SL_RESULT_SUCCESS)
        {
            LOGCATE("OpenSLRender::CreateAudioPlayer GetInterface fail. result=%d", result);
            break;
        }
        result = (*m_AudioPlayerObj)->GetInterface(m_AudioPlayerObj, SL_IID_BUFFERQUEUE, &m_BufferQueue);
        if(result != SL_RESULT_SUCCESS)
        {
            LOGCATE("OpenSLRender::CreateAudioPlayer GetInterface fail. result=%d", result);
            break;
        }
        result = (*m_BufferQueue)->RegisterCallback(m_BufferQueue, AudioPlayerCallback, this);
        if(result != SL_RESULT_SUCCESS)
        {
            LOGCATE("OpenSLRender::CreateAudioPlayer RegisterCallback fail. result=%d", result);
            break;
        }
        result = (*m_AudioPlayerObj)->GetInterface(m_AudioPlayerObj, SL_IID_VOLUME, &m_AudioPlayerVolume);
        if(result != SL_RESULT_SUCCESS)
        {
            LOGCATE("OpenSLRender::CreateAudioPlayer GetInterface fail. result=%d", result);
            break;
        }
    } while (false);
    return result;
}
//播映器的 callback
void OpenSLRender::AudioPlayerCallback(SLAndroidSimpleBufferQueueItf bufferQueue, void *context) {
    OpenSLRender *openSlRender = static_cast<OpenSLRender *>(context);
    openSlRender->HandleAudioFrameQueue();
}
void OpenSLRender::HandleAudioFrameQueue() {
    LOGCATE("OpenSLRender::HandleAudioFrameQueue QueueSize=%d", m_AudioFrameQueue.size());
    if (m_AudioPlayerPlay == nullptr) return;
    //播映存放在音频帧队列中的数据
    AudioFrame *audioFrame = m_AudioFrameQueue.front();
    if (nullptr != audioFrame && m_AudioPlayerPlay) {
        SLresult result = (*m_BufferQueue)->Enqueue(m_BufferQueue, audioFrame->data, (SLuint32) audioFrame->dataSize);
        if (result == SL_RESULT_SUCCESS) {
            m_AudioFrameQueue.pop();
            delete audioFrame;
        }
    }
}

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FFmpeg_4.3.2支撑Android的音视频处理库-Android文档类资源-CSDN文库

重视大众号：Android老皮
解锁 《Android十大板块文档》 ，让学习更靠近未来实战。已形成PDF版

内容如下：

1.Android车载运用开发体系学习指南（附项目实战）
2.Android Framework学习指南，助力成为体系级开发高手
3.2023最新Android中高档面试题汇总+解析，离别零offer
4.企业级Android音视频开发学习道路+项目实战（附源码）
5.Android Jetpack从入门到通晓，构建高质量UI界面
6.Flutter技术解析与实战，跨渠道首要之选
7.Kotlin从入门到实战，全方面提高架构基础
8.高档Android插件化与组件化（含实战教程和源码）
9.Android 功能优化实战+360全方面功能调优
10.Android零基础入门到通晓，高手进阶之路

敲代码不易，重视一下吧。ღ( ･ᴗ･` )

利用FFmpeg和OpenSL ES 实现音频解码播放

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