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C++解析wav文件方法介绍

 更新时间：2022年09月05日 09:24:43   作者：略游  
最近将项目改为跨平台，于是音频模块从微软的XAudio2改用OpenAL库。之前使用MSDN的代码，所以现在改为了C++标准的写法，适用性更广

一、前言

一开始本来在网上找代码，不过改了好几个都不是很好用。因为很多wav文件的fmt块后面并不是data块，经常还带有其他块，正确的方法应该是按MSDN的方法，找到data块再读取。

二、接口

最后接口如下：

class AudioReader
{
public:
	struct PCM
	{
		int _numChannel;//通道数 1,2 AL_FORMAT_MONO8,AL_FORMAT_STEREO8
		int _bitPerSample;//采样数 8,16 
		byte* _data;
		size_t _size;
		size_t _freq;//采样率
		void Delete() { delete[] _data; }
	}; 
	static bool ReadWAV(string_view path_name, PCM& pcm);
};

三、具体步骤

打开文件，这里就是普通的文件流，按二进制、只读打开文件即可：

ifstream ifs;
if (!g_file->GetFile(path_name, ifs))
{
	debug_err(format("打开文件失败：{}", path_name));
	return false;
}

查找riff块：

uint32_t dwChunkSize;
uint32_t dwChunkPosition;
//查找riff块
FindChunk(ifs, fourccRIFF, dwChunkSize, dwChunkPosition);
uint32_t filetype;
ReadChunkData(ifs, &filetype, sizeof(uint32_t), dwChunkPosition);
if (filetype != fourccWAVE)
{
	debug_err(format("匹配标记失败（fourccWAVE）：{}", path_name));
	return false;
}

其中fourccRIFF和fourccWAVE是我们定义的标记，也就是处理了下大小端，如下：

#ifdef DND_ENDIAN_BIG
#define fourccRIFF 'RIFF'
#define fourccDATA 'data'
#define fourccFMT 'fmt '
#define fourccWAVE 'WAVE'
#define fourccXWMA 'XWMA'
#define fourccDPDS 'dpds'
#endif
#ifdef DND_ENDIAN_LITTLE
#define fourccRIFF 'FFIR'
#define fourccDATA 'atad'
#define fourccFMT ' tmf'
#define fourccWAVE 'EVAW'
#define fourccXWMA 'AMWX'
#define fourccDPDS 'sdpd'
#endif

而FindChunk和ReadChunkData两个函数，分别是查找一个块，和读取一个块。代码实现有点长，可以参考后面我给出的完整源码。

接着，查找并读取fmt块，这个块描述了wav文件的音频属性，结构如下（部分字段会用到）：

//16字节
struct WAVEFormat 
{
	int16_t audioFormat;
	int16_t numChannels;
	int32_t sampleRate;
	int32_t byteRate;
	int16_t blockAlign;
	int16_t bitsPerSample;
};
//查找fmt块
if (!FindChunk(ifs, fourccFMT, dwChunkSize, dwChunkPosition))
{
	debug_err(format("查找块失败（fourccFMT）：{}", path_name));
	return false;
}
//读wave信息
WAVEFormat wave_format;
if (!ReadChunkData(ifs, &wave_format, dwChunkSize, dwChunkPosition))
{
	debug_err(format("读取块失败（wave_format）：{}", path_name));
	return false;
};

接下来查找data块，根据返回的大小分配内存：

//查找音频数据
if (!FindChunk(ifs, fourccDATA, dwChunkSize, dwChunkPosition))
{
	debug_err(format("查找块失败（fourccDATA）：{}", path_name));
	return false;
};
pcm._data = new byte[dwChunkSize];

然后读取data块，将数据读取到我们分配的内存pcm._data。然后记录下一些重要的字段。由于OpenaAL不能直接播放32位（只8、16）的数据，这里简单返回失败。

if (!ReadChunkData(ifs, pcm._data, dwChunkSize, dwChunkPosition))
{
	debug_err(format("读取块失败（pcm数据）：{}", path_name));
	pcm.Delete();
	return false;
};
pcm._size = dwChunkSize;
pcm._numChannel = wave_format.numChannels;
pcm._bitPerSample = wave_format.bitsPerSample;
pcm._freq = wave_format.sampleRate;
if (pcm._bitPerSample == 32)
{
	debug_err(format("不支持32位：{}", path_name));
	pcm.Delete();
	return false;
}
return true;

四、完整源码

可以此处获取最新的源码（我将来会添加ogg格式的解析），也可以用下面的：传送门

//.h
class AudioReader
{
public:
	struct PCM
	{
		int _numChannel;//通道数 1,2 AL_FORMAT_MONO8,AL_FORMAT_STEREO8
		int _bitPerSample;//采样数 8,16 
		byte* _data;
		size_t _size;
		size_t _freq;//采样率
		void Delete() { delete[] _data; }
	}; 
	static bool ReadWAV(string_view path_name, PCM& pcm);
};
//16字节
struct WAVEFormat 
{
	int16_t audioFormat;
	int16_t numChannels;
	int32_t sampleRate;
	int32_t byteRate;
	int16_t blockAlign;
	int16_t bitsPerSample;
};
//.cpp
#ifdef DND_ENDIAN_BIG
#define fourccRIFF 'RIFF'
#define fourccDATA 'data'
#define fourccFMT 'fmt '
#define fourccWAVE 'WAVE'
#define fourccXWMA 'XWMA'
#define fourccDPDS 'dpds'
#endif
#ifdef DND_ENDIAN_LITTLE
#define fourccRIFF 'FFIR'
#define fourccDATA 'atad'
#define fourccFMT ' tmf'
#define fourccWAVE 'EVAW'
#define fourccXWMA 'AMWX'
#define fourccDPDS 'sdpd'
#endif
bool FindChunk(ifstream& ifs, uint32_t fourcc, uint32_t& size, uint32_t& pos)
{
	bool ret = true;
	ifs.seekg(0);
	if (ifs.fail())
		return false;
	uint32_t dwChunkType;
	uint32_t dwChunkDataSize;
	uint32_t dwRIFFDataSize = 0;
	uint32_t dwFileType;
	uint32_t bytesRead = 0;
	uint32_t dwOffset = 0;
	while (ret)
	{
		ifs.read((char*)&dwChunkType, sizeof(uint32_t));
		ifs.read((char*)&dwChunkDataSize, sizeof(uint32_t));
		switch (dwChunkType)
		{
		case fourccRIFF:
			dwRIFFDataSize = dwChunkDataSize;
			dwChunkDataSize = 4;
			ifs.read((char*)&dwFileType, sizeof(uint32_t));
			break;
		default:
			ifs.seekg(dwChunkDataSize, std::ios::cur);
			if (ifs.fail())
				return false;
			break;
		}
		dwOffset += sizeof(uint32_t) * 2;
		if (dwChunkType == fourcc)
		{
			size = dwChunkDataSize;
			pos = dwOffset;
			return true;
		}
		dwOffset += dwChunkDataSize;
		if (bytesRead >= dwRIFFDataSize)
			return false;
	}
	return true;
}
bool ReadChunkData(ifstream& ifs, void* buffer, uint32_t size, uint32_t pos)
{
	ifs.seekg(pos);
	if (ifs.fail())
		return false;
	ifs.read((char*)buffer, size);
	return true;
}
bool AudioReader::ReadWAV(string_view path_name, PCM& pcm)
{
	ifstream ifs;
	if (!g_file->GetFile(path_name, ifs))
	{
		debug_err(format("打开文件失败：{}", path_name));
		return false;
	}
	uint32_t dwChunkSize;
	uint32_t dwChunkPosition;
	//查找riff块
	FindChunk(ifs, fourccRIFF, dwChunkSize, dwChunkPosition);
	uint32_t filetype;
	ReadChunkData(ifs, &filetype, sizeof(uint32_t), dwChunkPosition);
	if (filetype != fourccWAVE)
	{
		debug_err(format("匹配标记失败（fourccWAVE）：{}", path_name));
		return false;
	}
	//查找fmt块
	if (!FindChunk(ifs, fourccFMT, dwChunkSize, dwChunkPosition))
	{
		debug_err(format("查找块失败（fourccFMT）：{}", path_name));
		return false;
	}
	//读wave信息
	WAVEFormat wave_format;
	if (!ReadChunkData(ifs, &wave_format, dwChunkSize, dwChunkPosition))
	{
		debug_err(format("读取块失败（wave_format）：{}", path_name));
		return false;
	};
	//查找音频数据
	if (!FindChunk(ifs, fourccDATA, dwChunkSize, dwChunkPosition))
	{
		debug_err(format("查找块失败（fourccDATA）：{}", path_name));
		return false;
	};
	pcm._data = new byte[dwChunkSize];
	if (!ReadChunkData(ifs, pcm._data, dwChunkSize, dwChunkPosition))
	{
		debug_err(format("读取块失败（pcm数据）：{}", path_name));
		pcm.Delete();
		return false;
	};
	pcm._size = dwChunkSize;
	pcm._numChannel = wave_format.numChannels;
	pcm._bitPerSample = wave_format.bitsPerSample;
	pcm._freq = wave_format.sampleRate;
	if (pcm._bitPerSample == 32)
	{
		debug_err(format("不支持32位：{}", path_name));
		pcm.Delete();
		return false;
	}
	return true;
}

到此这篇关于C++解析wav文件方法介绍的文章就介绍到这了,更多相关C++解析wav内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！

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