在 C++ 或 C# 中为声卡生成音频

Question

我正在尝试为声卡生成音调（频率：1950 赫兹，持续时间：40 毫秒，电平：-30 分贝，右声道，在蒸汽 1 上）。关于如何使用 C++ 或 C# 完成此任务的任何建议。是否有任何库（C++ 或 C#）可以生成如此精确的音调？

Answer 1

David，在 .NET 中内置了向扬声器播放音频（我认为是在 .NET 2.0 框架中）。使用 System.Media.SoundPlayer，您可以从您构建的内存流中播放声音（WAV 格式）。这是我编写的一个函数，它在一定时间内播放一个简单的频率。关于分贝并将其发送到声卡，我不太明白您指的是什么细节。例如，我无法理解以分贝为单位的音频是如何发送到声卡的。我的理解是，分贝只是衡量声音响度的指标，因此 它被扬声器再现。因此，扬声器上的音量控制会影响您的声音产生的分贝，因此向声卡发送一定的分贝对我来说毫无意义。也许你需要更详细的东西，也许这对你不起作用。但也许你可以运行它并让它为你需要的东西工作。也许这几乎正是您要问的。

我在此代码中使用的过程允许构建您想要的任何音频并播放它。因此，如果需要，您可以使用此方法创建 2 个正弦波或更多，或三角波，甚至是语音合成。此方法获取经过计算的声音样本，然后播放这些样本，因此您需要对每个音频样本在给定时刻所需的内容进行编码。 WAV 也允许立体声，但此代码示例仅使用非立体声。如果您想要立体声，则只需对其进行修改以生成立体声 WAV 格式的字节。我希望这不会太难。

编码愉快！

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.IO;
using System.Linq;
using System.Windows.Forms;

public static void PlayBeep(UInt16 frequency, int msDuration, UInt16 volume = 16383)
{
    var mStrm = new MemoryStream();
    BinaryWriter writer = new BinaryWriter(mStrm);

    const double TAU = 2 * Math.PI;
    int formatChunkSize = 16;
    int headerSize = 8;
    short formatType = 1;
    short tracks = 1;
    int samplesPerSecond = 44100;
    short bitsPerSample = 16;
    short frameSize = (short)(tracks * ((bitsPerSample + 7) / 8));
    int bytesPerSecond = samplesPerSecond * frameSize;
    int waveSize = 4;
    int samples = (int)((decimal)samplesPerSecond * msDuration / 1000);
    int dataChunkSize = samples * frameSize;
    int fileSize = waveSize + headerSize + formatChunkSize + headerSize + dataChunkSize;
    // var encoding = new System.Text.UTF8Encoding();
    writer.Write(0x46464952); // = encoding.GetBytes("RIFF")
    writer.Write(fileSize);
    writer.Write(0x45564157); // = encoding.GetBytes("WAVE")
    writer.Write(0x20746D66); // = encoding.GetBytes("fmt ")
    writer.Write(formatChunkSize);
    writer.Write(formatType);
    writer.Write(tracks);
    writer.Write(samplesPerSecond);
    writer.Write(bytesPerSecond);
    writer.Write(frameSize);
    writer.Write(bitsPerSample);
    writer.Write(0x61746164); // = encoding.GetBytes("data")
    writer.Write(dataChunkSize);
    {
        double theta = frequency * TAU / (double)samplesPerSecond;
        // 'volume' is UInt16 with range 0 thru Uint16.MaxValue ( = 65 535)
        // we need 'amp' to have the range of 0 thru Int16.MaxValue ( = 32 767)
        double amp = volume >> 2; // so we simply set amp = volume / 2
        for (int step = 0; step < samples; step++)
        {
            short s = (short)(amp * Math.Sin(theta * (double)step));
            writer.Write(s);
        }
    }

    mStrm.Seek(0, SeekOrigin.Begin);
    new System.Media.SoundPlayer(mStrm).Play();
    writer.Close();
    mStrm.Close();
} // public static void PlayBeep(UInt16 frequency, int msDuration, UInt16 volume = 16383)

Answer 2

NAudio 为 .NET 提供强大的音频库。

NAudio 是一个开源的 .NET 音频和 MIDI 库，包含数十个有用的音频相关类，旨在加快 .NET 中音频相关实用程序的开发。它自 2002 年以来一直在开发中，并且已经发展到包括各种各样的功能。虽然库的某些部分相对较新且不完整，但更成熟的功能已经过广泛的测试，可以快速用于将音频功能添加到现有的 .NET 应用程序中。可以使用 NuGet 将 NAudio 快速添加到您的 .NET 应用程序中。

这是一篇逐步介绍如何使用 NAudio 创建正弦波的文章。您可以创建具有任何所需频率、任何所需持续时间的正弦波：

http://msdn.microsoft.com/en-us/magazine/ee309883.aspx