java - 使用Java单独控制声道的增益

Question

我写了这个小信号生成方法。我的目标是在两个 channel (左和右)之间产生轻微的时间延迟或 channel 之间的增益略有差异时产生蜂鸣声。目前，我通过用一个 channel 的零和第二个 channel 的值填充缓冲区来创建延迟，并进一步向下交换 channel 之间的行为(如果您有任何提示或想法如何更好地做到这一点，我们将不胜感激。)下一阶段正在做类似的增益事情。我已经看到 Java 通过 FloatControl 提供内置增益控制:

FloatControl gainControl = 
            (FloatControl) sdl.getControl(FloatControl.Type.MASTER_GAIN);

但我不知道如何分别控制每个 channel 的增益。有内置的方法可以做到这一点吗？我是否需要两个独立的流，每个 channel 一个？如果是这样我如何同时播放它们？我对声音编程相当陌生，如果有更好的方法，请告诉我。很感谢任何形式的帮助。

这是我到目前为止的代码:

    public static void generateTone(int delayR, int delayL, double gainRightDB, double gainLeftDB)
        throws LineUnavailableException, IOException {

    // in hz, number of samples in one second
    int sampleRate = 100000;    // let sample rate and frequency be the same

    // how much to add to each side:
    double gainLeft = 100;//Math.pow(10.0, gainLeftDB / 20.0);
    double gainRight = 100;// Math.pow(10.0, gainRightDB / 20.0);;

    // click duration = 40 us
    double duration = 0.08;
    double durationInSamples = Math.ceil(duration * sampleRate);

    // single delay window duration = 225 us
    double baseDelay = 0.000225;
    double samplesPerDelay = Math.ceil(baseDelay * sampleRate);

    AudioFormat af;

    byte buf[] = new byte[sampleRate * 4];                  // one second of audio in total
    af = new AudioFormat(sampleRate, 16, 2, true, true);    // 44100 Hz, 16 bit, 2 channels


    SourceDataLine sdl = AudioSystem.getSourceDataLine(af);

    sdl.open(af);

    sdl.start();

    // only one should be delayed at a time
    int delayRight = delayR;
    int delayLeft = delayL;

    int freq = 1000;

    /*
     * NOTE:
     * The buffer holds data in groups of 4. Every 4 bytes represent a single sample. The first 2 bytes
     * are for the left side, the other two are for the right. We take 2 each time because of a 16 bit rate.
     * 
     * 
     */
    for(int i = 0; i < sampleRate * 4; i++){
        double time = ((double)i/((double)sampleRate));

        // Left side:
        if (i >= delayLeft * samplesPerDelay * 4                // when the left side plays 
                && i % 4 < 2                                    // access first two bytes in sample
                && i <= (delayLeft * 4 * samplesPerDelay)
                + (4 * durationInSamples))                      // make sure to stop after your delay window

            buf[i] = (byte) ((1+gainLeft) * Math.sin(2*Math.PI*(freq)*time));                   // sound in left ear
        //Right side:
        else if (i >= delayRight * samplesPerDelay * 4          // time for right side
                && i % 4 >= 2                                   // use second 2 bytes
                && i <= (delayRight * 4 * samplesPerDelay)
                + (4 * durationInSamples))                      // stop after your delay window


            buf[i] = (byte) ((1+gainRight) * Math.sin(2*Math.PI*(freq)*time));                  // sound in right ear

    }

    for (byte b : buf)
        System.out.print(b + " ");
    System.out.println();

    sdl.write(buf,0,buf.length);
    sdl.drain();
    sdl.stop();


    sdl.close();
}

Answer 1

您希望发出嘟嘟声的距离有多远？我编写了一个程序，使正弦蜂鸣声的间隔高达几百帧(44100 fps)，并用源代码 here 发布了它。欢迎您检查/复制/重写。

在如此低的分离度下，声音在感知上仍然保持融合，但可能开始移动到一只耳朵或另一只耳朵。我写这篇文章是因为我想将音量平移与基于延迟的平移进行比较。为了能够灵活地测试多个文件，代码比您开始使用的代码稍微更加模块化。不过，我不会声称我写的东西更好。

一个类采用单声道 PCM(范围为 float ，-1 到 1)数组，并将其转换为立体声数组，并在 channel 之间具有所需的帧延迟。同一类还可以将单声道文件拆分为立体声文件，其中唯一的区别是音量，并且有第三个选项，当您将单声道数据转换为立体声时，您可以使用延迟和音量差异的组合。

单文件:F1、F2、F3，...立体声 F1L、F1R、F2L、F2R、F3L、F3R、...

但是如果添加延迟，例如向右 2 帧:

立体声文件 F1L、0、F2L、0、F3L、F1R、F4L、F2R、...

其中 F 是表示音频波的归一化 float (介于 -1 和 1 之间)。

制作蜂鸣声的第一个单声道数组只需像您一样使用正弦函数即可。您可以通过在某些帧的过程中逐渐增大音量来“圆化边缘”，以最大程度地减少突然开始或停止的不连续性所产生的咔嗒声。

编写了另一个类，其唯一目的是通过 SourceDataLine 输出立体 float 组。通过将音频输出乘以 0 到 1 之间的系数来处理音量。标准化值乘以 32767 将其转换为带符号的 Shorts，并将 Shorts 分解为我使用的格式的字节(16 位、44100 fps、立体声、小端)。

拥有一个数组播放音频类是很巧妙的。它的数组很像 Clips，但您可以直接访问数据。通过此类，您可以构建和重用许多声音数组。我想我还包含一些代码，可以将 wav 文件加载到这个 DIY 剪辑中。

this thread at Java-Gaming.org上有关于此代码的更多讨论.

我最终使用了在这里学到的一些知识来制作一个简化的实时 3D 声音系统。不过，设置此类内容的“最佳”方法取决于您的目标。例如，对于我的 3D，我编写了一个延迟工具，允许从左右立体声单独读取，并且音频混合器和播放比简单的数组到 SourceDataLine 播放器更复杂。