用 Qt 的 QAudioOutput 类播放 WAV 音频文件

最近有一个项目，需要同时控制 4 个声卡播放不同的声音，声音文件很简单就是没有任何压缩的 wav 文件。 如果只是播放 wav 文件，那么 Qt 里简单的 QSound 类是最适合的。但是 QSound 有一个很大的缺陷就是无法选择用哪个声卡。一番研究之后，决定用 QAudioOutput 来播放 WAV 音频文件。

网上也能找到几篇相关的文章，比如：

http://blog.csdn.net/qyee16/article/details/17062413
http://blog.csdn.net/GoForwardToStep/article/details/52805459
http://blog.csdn.net/caoshangpa/article/details/51224587

但是这几篇文章的实现方法其实都有问题。把这几篇文章中的代码精简一下，可以简化成：

    QFile inputFile;  
    inputFile.setFileName("test.wav");  
    inputFile.open(QIODevice::ReadOnly);  
    QAudioOutput *audio = new QAudioOutput( format, 0);  
    audio->start(&inputFile);  

这里都没有注意到 wav 文件是有文件头的，播放时我们需要跳过文件头。他们的代码中音频格式也都是硬编码的，这样换一个不同的音频格式的 wav 文件播放出来的声音肯定就不对了。

所以严谨的方法是解析 wav 文件的文件头，获取音频格式，然后跳到音频数据区。播放音频数据区的数据。

解析文件头的方法并不太难，网上这样的文章也很多。百度搜索：c++ 读取 wav 文件 可以获得大量的文章，这里就不多说了。

解析文件头的方法不难但是很繁琐，我偷懒直接用了个第三方的库： libsndfile。

这个库我以前也有介绍： http://blog.csdn.net/liyuanbhu/article/details/10143157

这里主要说说如何和 QAudioOutput 一起使用。 介绍两种方式，一种采用面向过程的编程模式，另一种面向对象的方式。

面向过程的编程模式就是按照 C 语言的使用习惯那样，现将 wav 文件中的数据读取到一个数组中。然后再想办法把这个数组播放出来。 Qt 中对数组的封装是 QByteArray。所以代码可以这样写：

    QString fileName = "C:/Program Files (x86)/Tencent/QQGAME/ClientCommon/1010/Sound/chat/1001.wav";
    SNDFILE * sndfile;
    SF_INFO sfinfo = {0, 0, 0, 0, 0, 0};
    sndfile = sf_open(fileName.toLocal8Bit(), SFM_READ, &sfinfo);
    int size = sf_seek(sndfile, 0, SEEK_END);
    sf_seek(sndfile, 0, SEEK_SET);
    QByteArray array(size * 2, 0);
    sf_read_short(sndfile, (short *)array.data(), size);

第二步就是如何将 QByteArray 播放出来了。Qt 中有一个 QBuffer 类，可以将 QByteArray 包装成一个 QIODevice。 所以下面的代码可以这样写：

    QBuffer buffer(&array);
    buffer.open(QIODevice::ReadWrite);

    QAudioFormat audioFormat;
    audioFormat.setCodec("audio/pcm");
    audioFormat.setByteOrder(QAudioFormat::LittleEndian);
    audioFormat.setSampleRate(sfinfo.samplerate);
    audioFormat.setChannelCount(sfinfo.channels);
    audioFormat.setSampleSize(16);
    audioFormat.setSampleType(QAudioFormat::SignedInt);
    QAudioOutput *audio = new QAudioOutput(QAudioDeviceInfo::defaultOutputDevice(), audioFormat );
    audio->start(&buffer);

至此，第一种方法就完成了。但是这种方法不够面向对象，所以就有了后面第二种方法。

既然 QAudioOutput 只能与 QIODevice 联用。我们就构造一个派生自 QIODevice 的类。这个类实现对 wav 文件的读写。

派生 QIODevice 还是比较简单的，我们只需要实现两个纯虚函数：

    qint64 readData(char * data, qint64 maxSize) ;
    qint64 writeData(const char * data, qint64 maxSize);

为了使用方便，我多实现了些函数。下面是头文件。

    #ifndef WAVFILE_H
    #define WAVFILE_H

    #include "sndfile.h"
    #include <QIODevice>
    #include <QAudioFormat>
    class WAVFile : public QIODevice
    {
    public:
        WAVFile();
        ~WAVFile();

        bool isSequential() const {return false;}
        bool open(QString fileName, OpenMode mode, QAudioFormat format = QAudioFormat());
        void close();
        bool canReadLine() const {return false;}
        qint64 pos() const;
        qint64 size() const;
        bool seek(qint64 pos);
        bool atEnd() const;
        bool reset();
        QAudioFormat format();
    protected:
        qint64 readData(char * data, qint64 maxSize) ;
        qint64 writeData(const char * data, qint64 maxSize);
    private:
        SNDFILE * m_sndfile;
        SF_INFO m_info;

        QString m_fileName;
    };

    #endif // WAVFILE_H

之后是 C++ 代码：

    #include "wavfile.h"

    WAVFile::WAVFile()
    {

    }
    qint64 WAVFile::pos() const
    {
        sf_count_t p = sf_seek(m_sndfile, 0, SEEK_CUR);
        return p;
    }

    qint64 WAVFile::size() const
    {
        sf_count_t p = sf_seek(m_sndfile, 0, SEEK_END);
        return p;
    }

    bool WAVFile::seek(qint64 pos)
    {
        sf_seek(m_sndfile, pos, SEEK_SET);
        return true;
    }

    bool WAVFile::atEnd() const
    {
        if(pos() == size())
        {
            return true;
        }
        return false;
    }

    bool WAVFile::reset()
    {
        sf_count_t p = sf_seek(m_sndfile, 0, SEEK_SET);
        if(p == -1)
        {
            return false;
        }
        return true;
    }

    bool WAVFile::open(QString fileName, OpenMode mode, QAudioFormat format)
    {
        int snd_mode;
        switch(mode)
        {
        case QIODevice::ReadOnly:
            snd_mode = SFM_READ;
            m_info.channels = 0;
            m_info.format = 0;
            m_info.frames = 0;
            m_info.samplerate = 0;
            break;
        case QIODevice::WriteOnly:
            snd_mode = SFM_WRITE;
            m_info.channels = format.channelCount();
            m_info.format = SF_FORMAT_WAV;
            m_info.frames = 0;
            m_info.samplerate = format.sampleRate();
            break;
        case QIODevice::ReadWrite:
            snd_mode = SFM_RDWR;
            break;
        default:
            return false;
        }
        m_sndfile = sf_open(fileName.toLocal8Bit(), snd_mode, &m_info);
        QIODevice::open(mode);
        return m_sndfile;
    }

    qint64 WAVFile::readData(char * data, qint64 maxSize)
    {
        return sf_read_raw(m_sndfile, data, maxSize);
    }

    qint64 WAVFile::writeData(const char * data, qint64 maxSize)
    {
        return sf_write_raw(m_sndfile, data, maxSize);
    }

    QAudioFormat WAVFile::format()
    {
        QAudioFormat audioFormat;
        audioFormat.setCodec("audio/pcm");
        audioFormat.setByteOrder(QAudioFormat::LittleEndian);
        audioFormat.setSampleRate(m_info.samplerate);
        audioFormat.setChannelCount(m_info.channels);
        switch(m_info.format & 0x0f)
        {
        case SF_FORMAT_PCM_U8:
            audioFormat.setSampleSize(8);
            audioFormat.setSampleType(QAudioFormat::UnSignedInt);
            break;
        case SF_FORMAT_PCM_S8:
            audioFormat.setSampleSize(8);
            audioFormat.setSampleType(QAudioFormat::SignedInt);
            break;
        case SF_FORMAT_PCM_16:
            audioFormat.setSampleSize(16);
            audioFormat.setSampleType(QAudioFormat::SignedInt);
            break;
        case SF_FORMAT_PCM_24:
            audioFormat.setSampleSize(24);
            audioFormat.setSampleType(QAudioFormat::SignedInt);
            break;
        case SF_FORMAT_PCM_32:
            audioFormat.setSampleSize(32);
            audioFormat.setSampleType(QAudioFormat::SignedInt);
            break;
        default:
            audioFormat.setSampleSize(8);
            audioFormat.setSampleType(QAudioFormat::UnSignedInt);
            break;
        }
        return audioFormat;
    }

    void WAVFile::close()
    {
        sf_close(m_sndfile);
    }

    WAVFile::~WAVFile()
    {

    }

有了这个 WAVFile 类之后，剩下的代码就很简单了。

    WAVFile inputFile = new WAVFile;
    inputFile->open(f1, QIODevice::ReadOnly);

    QAudioOutput audio = new QAudioOutput(QAudioDeviceInfo::defaultOutputDevice(), inputFile->format() );
    connect(audio, SIGNAL(stateChanged(QAudio::State)), this, SLOT(audio0(QAudio::State)));

    if(inputFile->isReadable())
    {
        audio->start(inputFile);
    }

这里多说两句，代码刚写好时一直播放不出声音。检查了好久发现是 inputFile->isReadable() 一直都是 false 状态。原因是刚开始我们没在 open 函数中调用 QIODevice::open(mode)。类似这样的小问题估计代码中还有一些。等我以后测试出问题时再修改吧。

写到这里，这篇文章就差不多了。希望对大家有用。