無(wú)論是文字、圖像還是聲音，都必須以一定的格式來(lái)組織和存儲(chǔ)起來(lái)，這樣播放器才知道以怎樣的方式去解析這一段數(shù)據(jù)，例如，對(duì)于原始的圖像數(shù)據(jù)，我們常見的格式有 YUV、Bitmap，而對(duì)于音頻來(lái)說，最簡(jiǎn)單常見的格式就是 wav 格式了。
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wav 格式，與 bitmap 一樣，都是微軟開發(fā)的一種文件格式規(guī)范，它們都有一個(gè)相似之處，就是整個(gè)文件分為兩部分，第一部分是“文件頭”，記錄重要的參數(shù)信息，對(duì)于音頻而言，就包括：采樣率、通道數(shù)、位寬等等，對(duì)于圖像而言，就包括：圖像的寬高、色彩位數(shù)等等；第二部分是“數(shù)據(jù)塊”，即一幀一幀的二進(jìn)制數(shù)據(jù)，對(duì)于音頻而言，就是原始的 PCM 數(shù)據(jù)；對(duì)于圖像而言，就是 RGB 數(shù)據(jù)。
前面幾篇文章講了如何利用 Android 平臺(tái)的 API 完成原始音頻信號(hào)的采集和播放，而本文則重點(diǎn)關(guān)注如何在 Android 平臺(tái)上，將采集到的 PCM 音頻數(shù)據(jù)保存到 wav 文件，同時(shí)，也介紹如何讀取和解析 wav 文件。
而文章最后，我還會(huì)給出一段 AudioDemo 程序，該程序?qū)⒆罱膸灼恼律婕暗降拇a綜合起來(lái)了，演示了一個(gè)完整的 Android 音頻從采集到播放的全過程。
下面言歸正傳，講講如何讀寫 wav 文件格式。
1. 文件頭
首先，我們了解一下 wav 格式的“文件頭”，可以參考這篇文章：《WAVE PCM soundfile format》
我們可以簡(jiǎn)單地分析一下這個(gè) wav 格式頭，它主要分為三個(gè)部分：
第一部分，屬于最“頂層”的信息塊，通過“ChunkID”來(lái)表示這是一個(gè) “RIFF”格式的文件，通過“Format”填入“WAVE”來(lái)標(biāo)識(shí)這是一個(gè) wav 文件。而“ChunkSize”則記錄了整個(gè) wav 文件的字節(jié)數(shù)。
第二部分，屬于“fmt”信息塊，主要記錄了本 wav 音頻文件的詳細(xì)音頻參數(shù)信息，例如：通道數(shù)、采樣率、位寬等等（含義請(qǐng)參考我的第一篇文章《Android音頻開發(fā)（1）：基礎(chǔ)知識(shí)》）
第三部分，屬于“data”信息塊，由“Subchunk2Size”這個(gè)字段來(lái)記錄后面存儲(chǔ)的二進(jìn)制原始音頻數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度。
分析到這里，我想大家應(yīng)該就明白了，其實(shí)，做一種多媒體格式的解析，也不是一件特別復(fù)雜的事，說白了，格式就是一種規(guī)范，告訴你，我的二進(jìn)制數(shù)據(jù)是怎么存儲(chǔ)的，你應(yīng)該按照什么樣的方式來(lái)解析。
具體而言，我們可以定義一個(gè)如下的 Java 類來(lái)抽象和描述 wav 文件頭：
/*
* COPYRIGHT NOTICE
* Copyright (C) 2016, Jhuster
* https://github.com/Jhuster/AudioDemo
*
* @license under the Apache License, Version 2.0
*
* @file WavFileHeader.java
*
* @version 1.0
* @author Jhuster
* @date 2016/03/19
*/
package com.jhuster.audiodemo.api;
public class WavFileHeader {
public String mChunkID = "RIFF";
public int mChunkSize = 0;
public String mFormat = "WAVE";
public String mSubChunk1ID = "fmt ";
public int mSubChunk1Size = 16;
public short mAudioFormat = 1;
public short mNumChannel = 1;
public int mSampleRate = 8000;
public int mByteRate = 0;
public short mBlockAlign = 0;
public short mBitsPerSample = 8;
public String mSubChunk2ID = "data";
public int mSubChunk2Size = 0;
public WavFileHeader() {
}
public WavFileHeader(int sampleRateInHz, int bitsPerSample, int channels) {
mSampleRate = sampleRateInHz;
mBitsPerSample = (short)bitsPerSample;
mNumChannel = (short)channels;
mByteRate = mSampleRate*mNumChannel*mBitsPerSample/8;
mBlockAlign = (short)(mNumChannel*mBitsPerSample/8);
}
}
具體每一個(gè)字段的含義，可以參考我上面給出的鏈接，下面我們?cè)倏纯慈绾巫x寫 wav 文件。
2. 讀寫 wav 文件
文章開頭已經(jīng)說過，其實(shí)說白了，wav 文件就是一段“文件頭”+“音頻二進(jìn)制數(shù)據(jù)”，因此：
（1）寫 wav 文件，其實(shí)就是先寫入一個(gè) wav 文件頭，然后再繼續(xù)寫入音頻二進(jìn)制數(shù)據(jù)即可
（2）讀 wav 文件，其實(shí)也就是先讀一個(gè) wav 文件頭，然后再繼續(xù)讀出音頻二進(jìn)制數(shù)據(jù)即可
那么，在動(dòng)手寫代碼之前，有兩點(diǎn)你需要搞清楚：
（1） wav 文件頭中，有哪些是“變化的”，哪些是“不變的”？
比如：文件頭開頭的“RIFF”字符串就是“不變的”部分，而用來(lái)記錄音頻數(shù)據(jù)總長(zhǎng)度的“Subchunk2Size”變量就是屬于“變化的”部分，因?yàn)椋僖纛l數(shù)據(jù)沒有徹底全部寫完之前，你是無(wú)法知道一共寫入了多少字節(jié)的音頻數(shù)據(jù)的，因此，這個(gè)部分，需要用一個(gè)變量記錄起來(lái)，到全部寫完之后，再使用 Java 的“RandomAccessFile”類，將文件指針跳轉(zhuǎn)到“Subchunk2Size”字段，改寫一下默認(rèn)值即可。
（2） 如何把 int、short 變量與 byte[] 的轉(zhuǎn)換
因?yàn)?wav 文件都是二進(jìn)制的方式讀寫，因此，“WavFileHeader”類中定義的變量都需要轉(zhuǎn)換為byte字節(jié)流，具體轉(zhuǎn)換方法如下：
private static byte[] intToByteArray(int data) {
return ByteBuffer.allocate(4).order(ByteOrder.LITTLE_ENDIAN).putInt(data).array();
}
private static byte[] shortToByteArray(short data) {
return ByteBuffer.allocate(2).order(ByteOrder.LITTLE_ENDIAN).putShort(data).array();
}
private static short byteArrayToShort(byte[] b) {
return ByteBuffer.wrap(b).order(ByteOrder.LITTLE_ENDIAN).getShort();
}
private static int byteArrayToInt(byte[] b) {
return ByteBuffer.wrap(b).order(ByteOrder.LITTLE_ENDIAN).getInt();
}
關(guān)于 wav 文件讀寫的類我已經(jīng)幫大家“封裝”好了，并且結(jié)合著前面幾篇文章給出的音頻采集和播放的代碼，完成了一個(gè) AudioDemo 程序，放在我的 Github 上了，歡迎大家下載運(yùn)行測(cè)試，然后結(jié)合著代碼具體學(xué)習(xí) Android 音頻相關(guān)技術(shù)，代碼地址：
https://github.com/Jhuster/AudioDemo
注：本系列文章的所有代碼，以后都會(huì)并入到該 demo 項(xiàng)目中。
3. 小結(jié)
關(guān)于如何在 Android 平臺(tái)讀寫 wav 格式的文件就介紹到這兒了
網(wǎng)頁(yè)標(biāo)題：Android音頻開發(fā)（4）：如何存儲(chǔ)和解析wav文件
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