c# - C# 中真正的低级声音生成？

Question

任何人都知道在 C# 中创建任意声波并从扬声器播放的明智方法吗？

多年来，这个问题时不时地出现，我总是在多次失败后最终放弃而没有找到解决方案。

我想做的就像一个反向可视化器，即我不想从声音中生成“数字”，我想从数字中生成声音。

就像获取我提供的采样率、样本大小和声音数据(例如整数数组)的函数一样，它会从中生成适当的 wav 文件(实时声音播放是理想的，但我对此也非常满意)。

我知道 wav 文件规范在互联网上随处可见，并且确实做了几次尝试创建上述功能，在低频方面取得了一些成功，但是一旦我开始弄乱每个样本的位数等......它就变成了一个巨大的、无法控制的困惑。

这不是已经以任何方式完成了吗？
我不介意它使用什么，只要它有一个 .NET 托管包装器(并且我可以从最近的 VS 访问它)。
XNA 不支持这种方式的低电平音频。还发现了几个声称可以实现类似目标的示例，但它们要么根本不起作用，要么做一些完全不同的事情。

谢谢你。

Answer 1

这看起来很有趣，所以我敲了一个简单的应用程序:

创建两秒钟纯音 (440Hz A) 的样本。

将它们转换为 WAV 文件格式的字节数组。

通过将字节数组传递给 PlaySound API 来播放声音。

还包括将 WAV 数据保存到 WAV 文件的代码。

您可以轻松更改采样率、音调频率和采样持续时间。该代码非常丑陋且空间效率低下，但它有效。以下是一个完整的命令行应用程序:

使用系统；
使用 System.Diagnostics；
使用 System.IO；
使用 System.Runtime.InteropServices;

命名空间播放
{
类(class)计划
{
[DllImport("winmm.dll", EntryPoint = "PlaySound", SetLastError = true)]
private extern static int PlaySound(byte[] wavData, IntPtr hModule, PlaySoundFlags flags);

//#define SND_SYNC 0x0000/* 同步播放(默认)*/
//#define SND_ASYNC 0x0001/* 异步播放 */
//#define SND_NODEFAULT 0x0002/* 如果没有找到声音，则静音(!默认)*/
//#define SND_MEMORY 0x0004/* pszSound 指向内存文件 */
//#define SND_LOOP 0x0008/* 循环播放直到下一个 sndPlaySound */
//#define SND_NOSTOP 0x0010/* 不停止任何当前播放的声音 */

//#define SND_NOWAIT 0x00002000L/* 驱动忙不等待 */
//#define SND_ALIAS 0x00010000L/* 名称是注册表别名 */
//#define SND_ALIAS_ID 0x00110000L/* 别名是预定义的 ID */
//#define SND_FILENAME 0x00020000L/* name 是文件名 */
//#define SND_RESOURCE 0x00040004L/* 名称是资源名称或原子 */

枚举 PlaySoundFlags
{
SND_SYNC = 0x0000，
SND_ASYNC = 0x0001，
SND_MEMORY = 0x0004
}

//播放出现在字节数组中的 wav 文件
静态无效 PlayWav(byte[] wav)
{
PlaySound(wav, System.IntPtr.Zero, PlaySoundFlags.SND_MEMORY | PlaySoundFlags.SND_SYNC);
}

静态字节[] ConvertSamplesToWavFileFormat(short[] left, short[] right, int sampleRate)
{
Debug.Assert(left.Length == right.Length);

const int channelCount = 2;
int sampleSize = sizeof(short) * channelCount * left.Length;
int totalSize = 12 + 24 + 8 + 样本大小；

字节[] wav = 新字节[总大小];
int b = 0;

//RIFF 头
wav[b++] = (byte)'R';
wav[b++] = (byte)'I';
wav[b++] = (byte)'F';
wav[b++] = (byte)'F';
int chunkSize = totalSize - 8;
wav[b++] = (byte)(chunkSize & 0xff);
wav[b++] = (byte)((chunkSize >> 8) & 0xff);
wav[b++] = (byte)((chunkSize >> 16) & 0xff);
wav[b++] = (byte)((chunkSize >> 24) & 0xff);
wav[b++] = (byte)'W';
wav[b++] = (byte)'A';
wav[b++] = (byte)'V';
wav[b++] = (byte)'E';

//格式标题
wav[b++] = (byte)'f';
wav[b++] = (byte)'m';
wav[b++] = (byte)'t';
wav[b++] = (byte)' ';
wav[b++] = 16;
wav[b++] = 0;
wav[b++] = 0;
wav[b++] = 0;//块大小
wav[b++] = 1;
wav[b++] = 0;//压缩代码
wav[b++] = channelCount;
wav[b++] = 0;// channel 数
wav[b++] = (byte)(sampleRate & 0xff);
wav[b++] = (byte)((sampleRate >> 8) & 0xff);
wav[b++] = (byte)((sampleRate >> 16) & 0xff);
wav[b++] = (byte)((sampleRate >> 24) & 0xff);
int byteRate = sampleRate * channelCount * sizeof(short);//所有 channel 的字节速率
wav[b++] = (byte)(byteRate & 0xff);
wav[b++] = (byte)((byteRate >> 8) & 0xff);
wav[b++] = (byte)((byteRate >> 16) & 0xff);
wav[b++] = (byte)((byteRate >> 24) & 0xff);
wav[b++] = channelCount * sizeof(short);
wav[b++] = 0;//块对齐(每个样本的字节数)
wav[b++] = sizeof(short) * 8;
wav[b++] = 0;//每个样本的位数

//数据块头
wav[b++] = (byte)'d';
wav[b++] = (byte)'a';
wav[b++] = (byte)'t';
wav[b++] = (byte)'a';
wav[b++] = (byte)(sampleSize & 0xff);
wav[b++] = (byte)((sampleSize >> 8) & 0xff);
wav[b++] = (byte)((sampleSize >> 16) & 0xff);
wav[b++] = (byte)((sampleSize >> 24) & 0xff);

调试.断言(b == 44);

for (int s = 0; s != left.Length;++s)
{
wav[b++] = (byte)(left[s] & 0xff);
wav[b++] = (byte)(((ushort)left[s] >> 8) & 0xff);
wav[b++] = (byte)(right[s] & 0xff);
wav[b++] = (byte)(((ushort)right[s] >> 8) & 0xff);
}

Debug.Assert(b == totalSize);

回波；
}

//创建一个简单的正弦波
static void CreateSamples(out short[] left, out short[] right, int sampleRate)
{
const double middleC = 261.626;
常量双重标准A = 440；

const 双频 = 标准 A；

int 计数 = 采样率 * 2;//两秒
左 = 新短[计数];
右 = 新短[计数];

for (int i = 0; i != count;++i)
{
双 t = (double)i/采样率；//此样本的时间(以秒为单位)
short s = (short)Math.Floor(Math.Sin(t * 2 * Math.PI * frequency) * short.MaxValue);
左[i] = s;
右[i] = s;
}
}

static void Main(string[] args)
{
短[]离开；
短[]对；
int 采样率 = 44100;
CreateSamples(out left, out right, sampleRate);
byte[] wav = ConvertSamplesToWavFileFormat(left, right, sampleRate);
PlayWav(wav);

/*
//将数据写入wav文件
使用 (FileStream fs = new FileStream(@"C:\documents and settings\carlos\desktop\a440stereo.wav", FileMode.Create))
{
fs.Write(wav, 0, wav.Length);
}
*/
}
}
}