将 Uint8（浮点 AUDIO_F32）转换为 int16_t（16 位 PCM）

Question

我目前正在尝试使用 SDL 录制音频并对其进行处理，但在获取处理步骤所需的 16 位 PCM 音频时遇到了一些麻烦。我运行的设备只支持 AUDIO_F32 格式。所以我的 AudioSpec 如下；

SDL_AudioSpec wanted;
SDL_zero(wanted);

wanted.freq = 48000;
wanted.format = AUDIO_F32SYS;
wanted.channels = 1;
wanted.samples = 4096;
wanted.callback = NULL;

现在我必须关注包含录制音频的缓冲区；

std::vector<Uint8> buffered;

如何将Uint8 转换为 16 位 PCM 格式？ Uint8 应该是定义为 unsigned char 的 32 位浮点音频，如果我是正确的。我已经尝试了下面的代码，但它似乎没有给出正确的结果；

std::vector<int16_t> pcm_buffer;
for( const Uint8& sample : buffered )
{
   float sampleFloat = (float) sample;
   sampleFloat *= 32767;

   int16_t sampleInt = (int16_t) sampleFloat;
   pcm_buffer.push_back(sampleInt);
}

我有一种感觉，我完全误解了我在做什么，所以我希望有人能指出我正确的方向。

Answer 1

F32 格式是 4 字节浮点数，但您的缓冲区是字节缓冲区。您错过了首先将字节转换为浮点数的步骤。这是错误的行：

float sampleFloat = (float) sample

转换应该在 4 字节块上进行，而不是在单个字节上。比较：

std::vector<Uint8> buffered = ...;
std::vector<int16_t> pcm_buffer;
assert(buffered.size() % 4 == 0);
for(for size_t i = 0; i < buffered.size(); i += 4)
{
     float sampleFloat = *(float*)(buffered.data() + i);
     sampleFloat *= 32767;

     int16_t sampleInt = (int16_t) sampleFloat;
     pcm_buffer.push_back(sampleInt);
}

由于对齐和别名规则，我认为assert(buffered.data() % 4 == 0) 也是合理的。

您还可以将强制转换本身置于循环之外并迭代浮点数组，例如

std::vector<Uint8> buffered = ...;
const float* p = (const float*)buffered.data();
const float* pe = p + buffered.size() / 4;
for (; p < pe; ++p) {
    int16_t sampleInt = *p * 32767;
}