最简单的视音频播放示例9：SDL2播放PCM

迷南。 2022-09-24 05:16 190阅读 0赞

最简单的视音频播放示例系列文章列表：

[最简单的视音频播放示例1：总述][1]

[最简单的视音频播放示例2：GDI播放YUV, RGB][2_GDI_YUV_ RGB]

[最简单的视音频播放示例3：Direct3D播放YUV，RGB（通过Surface）][3_Direct3D_YUV_RGB_Surface]

[最简单的视音频播放示例4：Direct3D播放RGB（通过Texture）][4_Direct3D_RGB_Texture]

[最简单的视音频播放示例5：OpenGL播放RGB/YUV][5_OpenGL_RGB_YUV]

[最简单的视音频播放示例6：OpenGL播放YUV420P（通过Texture，使用Shader）][6_OpenGL_YUV420P_Texture_Shader]

[最简单的视音频播放示例7：SDL2播放RGB/YUV][7_SDL2_RGB_YUV]

[最简单的视音频播放示例8：DirectSound播放PCM][8_DirectSound_PCM]

[最简单的视音频播放示例9：SDL2播放PCM][9_SDL2_PCM]

=====================================================

本文记录SDL播放音频的技术。在这里使用的版本是SDL2。实际上SDL本身并不提供视音频播放的功能，它只是封装了视音频播放的底层API。在Windows平台下，SDL封装了Direct3D这类的API用于播放视频；封装了DirectSound这类的API用于播放音频。因为SDL的编写目的就是简化视音频播放的开发难度，所以使用SDL播放视频（YUV/RGB）和音频（PCM）数据非常的容易。

![SouthEast][]

## SDL简介 ##

SDL（Simple DirectMedia Layer）是一套开放源代码的跨平台多媒体开发库，使用C语言写成。SDL提供了数种控制图像、声音、输出入的函数，让开发者只要用相同或是相似的代码就可以开发出跨多个平台（Linux、Windows、Mac OS X等）的应用软件。目前SDL多用于开发游戏、模拟器、媒体播放器等多媒体应用领域。用下面这张图可以很明确地说明SDL的用途。

![SouthEast 1][]

SDL实际上并不限于视音频的播放，它将功能分成下列数个子系统（subsystem）：

Video（图像）：图像控制以及线程（thread）和事件管理（event）。

Audio（声音）：声音控制

Joystick（摇杆）：游戏摇杆控制

CD-ROM（光盘驱动器）：光盘媒体控制

Window Management（视窗管理）：与视窗程序设计集成

Event（事件驱动）：处理事件驱动

在Windows下，SDL与DirectX的对应关系如下。

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td> SDL </td> 
 <td> DirectX </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> SDL_Video、SDL_Image </td> 
 <td> DirectDraw、Direct3D </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> SDL_Audio、SDL_Mixer </td> 
 <td> DirectSound </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> SDL_Joystick、SDL_Base </td> 
 <td> DirectInput </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> SDL_Net </td> 
 <td> DirectPlay </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

注：上文内容在《使用SDL播放视频》的文章中已经介绍，这里再次重复贴一遍。

## SDL播放音频的流程 ##

SDL播放音频的流程狠简单，分为以下步骤。

1.初始化

> 1)初始化SDL。
> 
> 2)根据参数（SDL\_AudioSpec）打开音频设备

2.循环播放数据

> 1)播放音频数据。
> 
> 2)延时等待播放完成。

下面详细分析一下上文流程。

## 1.初始化 ##

**1)初始化SDL。**

使用SDL\_Init()初始化SDL。该函数可以确定希望激活的子系统。SDL\_Init()函数原型如下：

**\[cpp\]**  [view plain][]   [copy][view plain]

[![在CODE上查看代码片][CODE]][CODE_CODE] [![派生到我的代码片][ico_fork.svg]][ico_fork.svg 1]

1.  **int** SDLCALL SDL\_Init(Uint32 flags)

其中，flags可以取下列值：

> SDL\_INIT\_TIMER：定时器  
> SDL\_INIT\_AUDIO：音频  
> SDL\_INIT\_VIDEO：视频  
> SDL\_INIT\_JOYSTICK：摇杆  
> SDL\_INIT\_HAPTIC：触摸屏  
> SDL\_INIT\_GAMECONTROLLER：游戏控制器  
> SDL\_INIT\_EVENTS：事件  
> SDL\_INIT\_NOPARACHUTE：不捕获关键信号（这个不理解）  
> SDL\_INIT\_EVERYTHING：包含上述所有选项

有关SDL\_Init()有一点需要注意：初始化的时候尽量做到“够用就好”，而不要用SDL\_INIT\_EVERYTHING。因为有些情况下使用SDL\_INIT\_EVERYTHING会出现一些不可预知的问题。例如，在MFC应用程序中播放纯音频，如果初始化SDL的时候使用SDL\_INIT\_EVERYTHING，那么就会出现听不到声音的情况。后来发现，去掉了SDL\_INIT\_VIDEO之后，问题才得以解决。

2)根据参数（SDL\_AudioSpec）打开音频设备  
使用SDL\_OpenAudio()打开音频设备。该函数需要传入一个SDL\_AudioSpec的结构体。DL\_OpenAudio()的原型如下。

**\[cpp\]**  [view plain][]   [copy][view plain]

[![在CODE上查看代码片][CODE]][CODE_CODE] [![派生到我的代码片][ico_fork.svg]][ico_fork.svg 1]

1.  **int** SDLCALL SDL\_OpenAudio(SDL\_AudioSpec \* desired,  
2.                                            SDL\_AudioSpec \* obtained);

它的参数是两个SDL\_AudioSpec结构体，它们的含义：  
desired：期望的参数。  
obtained：实际音频设备的参数，一般情况下设置为NULL即可。  
  
  
SDL\_AudioSpec结构体的定义如下。

**\[cpp\]**  [view plain][]   [copy][view plain]

[![在CODE上查看代码片][CODE]][CODE_CODE] [![派生到我的代码片][ico_fork.svg]][ico_fork.svg 1]

1. **typedef** **struct** SDL\_AudioSpec  
2. \{  
3.     **int** freq;                   /\*\*< DSP frequency -- samples per second \*/  
4.     SDL\_AudioFormat format;     /\*\*< Audio data format \*/  
5.     Uint8 channels;             /\*\*< Number of channels: 1 mono, 2 stereo \*/  
6.     Uint8 silence;              /\*\*< Audio buffer silence value (calculated) \*/  
7.     Uint16 samples;             /\*\*< Audio buffer size in samples (power of 2) \*/  
8.     Uint16 padding;             /\*\*< Necessary for some compile environments \*/  
9.     Uint32 size;                /\*\*< Audio buffer size in bytes (calculated) \*/  
10.     SDL\_AudioCallback callback;  
11.     **void** \*userdata;  
12. \} SDL\_AudioSpec;

其中包含了关于音频各种参数：  
freq：音频数据的采样率。常用的有48000,44100等。  
format：音频数据的格式。举例几种格式：  
 AUDIO\_U16SYS：Unsigned 16-bit samples  
 AUDIO\_S16SYS：Signed 16-bit samples  
 AUDIO\_S32SYS：32-bit integer samples  
 AUDIO\_F32SYS：32-bit floating point samples  
channels：声道数。例如单声道取值为1，立体声取值为2。  
silence：设置静音的值。  
samples：音频缓冲区中的采样个数，要求必须是2的n次方。  
padding：考虑到兼容性的一个参数。  
size：音频缓冲区的大小，以字节为单位。  
callback：填充音频缓冲区的回调函数。  
userdata：用户自定义的数据。  
在这里记录一下填充音频缓冲区的回调函数的作用。当音频设备需要更多数据的时候会调用该回调函数。回调函数的格式要求如下。

**\[cpp\]**  [view plain][]   [copy][view plain]

[![在CODE上查看代码片][CODE]][CODE_CODE] [![派生到我的代码片][ico_fork.svg]][ico_fork.svg 1]

1.  **void** (SDLCALL \* SDL\_AudioCallback) (**void** \*userdata, Uint8 \* stream,  
2.                                              **int** len);

回调函数的参数含义如下所示。  
userdata：SDL\_AudioSpec结构中的用户自定义数据，一般情况下可以不用。  
stream：该指针指向需要填充的音频缓冲区。  
len：音频缓冲区的大小（以字节为单位）。  
在回调函数中可以使用SDL\_MixAudio()完成混音等工作。众所周知SDL2和SDL1.x关于视频方面的API差别很大。但是SDL2和SDL1.x关于音频方面的API是一模一样的。唯独在回调函数中，SDL2有一个地方和SDL1.x不一样：SDL2中必须首先使用SDL\_memset()将stream中的数据设置为0。  
  
  
2.循环播放数据  
1)播放音频数据。  
使用SDL\_PauseAudio()可以播放音频数据。SDL\_PauseAudio()的原型如下。

**\[cpp\]**  [view plain][]   [copy][view plain]

[![在CODE上查看代码片][CODE]][CODE_CODE] [![派生到我的代码片][ico_fork.svg]][ico_fork.svg 1]

1.  **void** SDLCALL SDL\_PauseAudio(**int** pause\_on)

当pause\_on设置为0的时候即可开始播放音频数据。设置为1的时候，将会播放静音的值。  
  
2)延时等待播放完成。  
这一步就是延时等待音频播放完毕了。使用像SDL\_Delay()这样的延时函数即可。

## 代码 ##

源代码如下所示。

**\[cpp\]**  [view plain][]   [copy][view plain]

1. /\*\* 
2.  \* 最简单的SDL2播放音频的例子（SDL2播放PCM） 
3.  \* Simplest Audio Play SDL2 (SDL2 play PCM)  
4.  \* 
5.  \* 雷霄骅 Lei Xiaohua 
6.  \* leixiaohua1020@126.com 
7.  \* 中国传媒大学/数字电视技术 
8.  \* Communication University of China / Digital TV Technology 
9.  \* http://blog.csdn.net/leixiaohua1020 
10.  \* 
11.  \* 本程序使用SDL2播放PCM音频采样数据。SDL实际上是对底层绘图 
12.  \* API（Direct3D，OpenGL）的封装，使用起来明显简单于直接调用底层 
13.  \* API。 
14.  \* 
15.  \* 函数调用步骤如下:  
16.  \* 
17.  \* \[初始化\] 
18.  \* SDL\_Init(): 初始化SDL。 
19.  \* SDL\_OpenAudio(): 根据参数（存储于SDL\_AudioSpec）打开音频设备。 
20.  \* SDL\_PauseAudio(): 播放音频数据。 
21.  \* 
22.  \* \[循环播放数据\] 
23.  \* SDL\_Delay(): 延时等待播放完成。 
24.  \* 
25.  \* This software plays PCM raw audio data using SDL2. 
26.  \* SDL is a wrapper of low-level API (DirectSound). 
27.  \* Use SDL is much easier than directly call these low-level API. 
28.  \* 
29.  \* The process is shown as follows: 
30.  \* 
31.  \* \[Init\] 
32.  \* SDL\_Init(): Init SDL. 
33.  \* SDL\_OpenAudio(): Opens the audio device with the desired  
34.  \*                  parameters (In SDL\_AudioSpec). 
35.  \* SDL\_PauseAudio(): Play Audio. 
36.  \* 
37.  \* \[Loop to play data\] 
38.  \* SDL\_Delay(): Wait for completetion of playback. 
39.  \*/  
40.   
41. \#include <stdio.h>  
42. \#include <tchar.h>  
43.   
44. **extern** "C"  
45. \{  
46. \#include "sdl/SDL.h"  
47. \};  
48.   
49. //Buffer:  
50. //|-----------|-------------|  
51. //chunk-------pos---len-----|  
52. **static**  Uint8  \*audio\_chunk;   
53. **static**  Uint32  audio\_len;   
54. **static**  Uint8  \*audio\_pos;   
55.   
56. /\* Audio Callback 
57.  \* The audio function callback takes the following parameters:  
58.  \* stream: A pointer to the audio buffer to be filled  
59.  \* len: The length (in bytes) of the audio buffer  
60.  \*  
61. \*/   
62. **void**  fill\_audio(**void** \*udata,Uint8 \*stream,**int** len)\{   
63.     //SDL 2.0  
64.     SDL\_memset(stream, 0, len);  
65.     **if**(audio\_len==0)  
66.             **return**;   
67.     len=(len>audio\_len?audio\_len:len);  
68.   
69.     SDL\_MixAudio(stream,audio\_pos,len,SDL\_MIX\_MAXVOLUME);  
70.     audio\_pos += len;   
71.     audio\_len -= len;   
72. \}   
73.   
74. **int** main(**int** argc, **char**\* argv\[\])  
75. \{  
76.     //Init  
77.     **if**(SDL\_Init(SDL\_INIT\_AUDIO | SDL\_INIT\_TIMER)) \{    
78.         printf( "Could not initialize SDL - %s\\n", SDL\_GetError());   
79.         **return** -1;  
80.     \}  
81.     //SDL\_AudioSpec  
82.     SDL\_AudioSpec wanted\_spec;  
83.     wanted\_spec.freq = 44100;   
84.     wanted\_spec.format = AUDIO\_S16SYS;   
85.     wanted\_spec.channels = 2;   
86.     wanted\_spec.silence = 0;   
87.     wanted\_spec.samples = 1024;   
88.     wanted\_spec.callback = fill\_audio;   
89.   
90.     **if** (SDL\_OpenAudio(&wanted\_spec, NULL)<0)\{   
91.         printf("can't open audio.\\n");   
92.         **return** -1;   
93.     \}   
94.   
95.     **FILE** \*fp=fopen("../NocturneNo2inEflat\_44.1k\_s16le.pcm","rb+");  
96.     **if**(fp==NULL)\{  
97.         printf("cannot open this file\\n");  
98.         **return** -1;  
99.     \}  
100.     **int** pcm\_buffer\_size=4096;  
101.     **char** \*pcm\_buffer=(**char** \*)malloc(pcm\_buffer\_size);  
102.     **int** data\_count=0;  
103.   
104.     //Play  
105.     SDL\_PauseAudio(0);  
106.   
107.     **while**(1)\{  
108.         **if** (fread(pcm\_buffer, 1, pcm\_buffer\_size, fp) != pcm\_buffer\_size)\{  
109.             // Loop  
110.             fseek(fp, 0, SEEK\_SET);  
111.             fread(pcm\_buffer, 1, pcm\_buffer\_size, fp);  
112.             data\_count=0;  
113.         \}  
114.         printf("Now Playing %10d Bytes data.\\n",data\_count);  
115.         data\_count+=pcm\_buffer\_size;  
116.         //Set audio buffer (PCM data)  
117.         audio\_chunk = (Uint8 \*) pcm\_buffer;   
118.         //Audio buffer length  
119.         audio\_len =pcm\_buffer\_size;  
120.         audio\_pos = audio\_chunk;  
121.           
122.         **while**(audio\_len>0)//Wait until finish  
123.             SDL\_Delay(1);   
124.     \}  
125.     free(pcm\_buffer);  
126.     SDL\_Quit();  
127.   
128.     **return** 0;  
129. \}

## 运行结果 ##

运行的结果如下图所示。运行的时候可以听见音乐播放的声音。

![SouthEast 2][]

## 下载 ##

代码位于“Simplest Media Play”中

SourceForge项目地址：[https://sourceforge.net/projects/simplestmediaplay/][https_sourceforge.net_projects_simplestmediaplay]

CSDN下载地址：[http://download.csdn.net/detail/leixiaohua1020/8054395][http_download.csdn.net_detail_leixiaohua1020_8054395]

注：

该项目会不定时的更新并修复一些小问题，最新的版本请参考该系列文章的总述页面：

[ 《最简单的视音频播放示例1：总述》][1]

上述工程包含了使用各种API（Direct3D，OpenGL，GDI，DirectSound，SDL2）播放多媒体例子。其中音频输入为PCM采样数据。输出至系统的声卡播放出来。视频输入为YUV/RGB像素数据。输出至显示器上的一个窗口播放出来。  
通过本工程的代码初学者可以快速学习使用这几个API播放视频和音频的技术。  
一共包括了如下几个子工程：  
simplest\_audio\_play\_directsound:   使用DirectSound播放PCM音频采样数据。  
simplest\_audio\_play\_sdl2: 使用SDL2播放PCM音频采样数据。  
simplest\_video\_play\_direct3d:   使用Direct3D的Surface播放RGB/YUV视频像素数据。  
simplest\_video\_play\_direct3d\_texture:使用Direct3D的Texture播放RGB视频像素数据。  
simplest\_video\_play\_gdi:   使用GDI播放RGB/YUV视频像素数据。  
simplest\_video\_play\_opengl:   使用OpenGL播放RGB/YUV视频像素数据。  
simplest\_video\_play\_opengl\_texture:  使用OpenGL的Texture播放YUV视频像素数据。

simplest\_video\_play\_sdl2: 使用SDL2播放RGB/YUV视频像素数据。

转帖：http://blog.csdn.net/leixiaohua1020/article/details/40544521

[1]: http://blog.csdn.net/leixiaohua1020/article/details/40246783
[2_GDI_YUV_ RGB]: http://blog.csdn.net/leixiaohua1020/article/details/40266503
[3_Direct3D_YUV_RGB_Surface]: http://blog.csdn.net/leixiaohua1020/article/details/40279297
[4_Direct3D_RGB_Texture]: http://blog.csdn.net/leixiaohua1020/article/details/40301179
[5_OpenGL_RGB_YUV]: http://blog.csdn.net/leixiaohua1020/article/details/40333583
[6_OpenGL_YUV420P_Texture_Shader]: http://blog.csdn.net/leixiaohua1020/article/details/40379845
[7_SDL2_RGB_YUV]: http://blog.csdn.net/leixiaohua1020/article/details/40525591
[8_DirectSound_PCM]: http://blog.csdn.net/leixiaohua1020/article/details/40540147
[9_SDL2_PCM]: http://blog.csdn.net/leixiaohua1020/article/details/40544521
[SouthEast]: /images/20220719/7407bc826b2b4d6db6d8038dfb01b565.png
[SouthEast 1]: /images/20220719/fb51816acd87421ebdad5296e2dbdef2.png
[view plain]: http://blog.csdn.net/leixiaohua1020/article/details/40544521#
[CODE]: https://code.csdn.net/assets/CODE_ico.png
[CODE_CODE]: https://code.csdn.net/snippets/502726
[ico_fork.svg]: https://code.csdn.net/assets/ico_fork.svg
[ico_fork.svg 1]: https://code.csdn.net/snippets/502726/fork
[SouthEast 2]: /images/20220719/dff6038266c6481390b8463c42e0a19c.png
[https_sourceforge.net_projects_simplestmediaplay]: https://sourceforge.net/projects/simplestmediaplay/
[http_download.csdn.net_detail_leixiaohua1020_8054395]: http://download.csdn.net/detail/leixiaohua1020/8054395