在移动端如何用 OpenGL ES实现炫酷可视化实时音频特效？

1. 音频数据采集

在移动端采集音频数据，可以利用 Java 层的 API AudioRecorder 或利用 OpenSLES 接口在 Native 层采集。

• 利用 Java 层的 API AudioRecorder 采集

// 设置音频源
audioSource = MediaRecorder.AudioSource.MIC;
// 设置采样率
sampleRateInHz = 44100;
// 设置声道数
channelConfig = AudioFormat.CHANNEL_IN_MONO;
// 设置音频编码
audioFormat = AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT;
// 设置缓冲区大小
bufferSizeInBytes = AudioRecord.getMinBufferSize(sampleRateInHz, channelConfig, audioFormat);
// 创建录音器
audioRecord = new AudioRecord(audioSource, sampleRateInHz, channelConfig, audioFormat, bufferSizeInBytes);
// 开始录音
audioRecord.startRecording();

• 利用 OpenSLES 接口在 Native 层采集

SLresult result;
// 创建 OpenSL ES 引擎
SLEngine engine = slCreateEngine();
// 实现 OpenSL ES 引擎接口
SLEngineItf engineItf;
result = (*engine)->GetInterface(engine, SL_IID_ENGINE, &engineItf);
// 创建 OpenSL ES 输出混音器
SLObjectItf outputMix = NULL;
result = (*engineItf)->CreateOutputMix(engineItf, &outputMix, 0, NULL, NULL);
// 实现 OpenSL ES 输出混音器接口
SLOutputMixItf outputMixItf;
result = (*outputMix)->GetInterface(outputMix, SL_IID_OUTPUTMIX, &outputMixItf);
// 创建 OpenSL ES 录音器
SLObjectItf recorder = NULL;
SLDataLocator_IODevice locator_ioDevice;
locator_ioDevice.locatorType = SL_DATALOCATOR_IODEVICE;
locator_ioDevice.deviceType = SL_IODEVICE_TYPE_MICROPHONE;
locator_ioDevice.deviceID = SL_DEFAULTDEVICEID_AUDIOINPUT;
SLDataSource audioSource;
audioSource.pLocator = &locator_ioDevice;
audioSource.pFormat = NULL;
SLDataSink audioSink;
audioSink.pLocator = &locator_outputMix;
audioSink.pFormat = NULL;
const SLInterfaceID recorderIds[] = {SL_IID_ANDROIDSIMPLEBUFFERQUEUE};
const SLboolean recorderRequired[] = {SL_BOOLEAN_TRUE};
result = (*engineItf)->CreateAudioRecorder(engineItf, &recorder, &audioSource, &audioSink, 1, recorderIds, recorderRequired);
// 实现 OpenSL ES 录音器接口
SLAndroidSimpleBufferQueueItf recorderItf;
result = (*recorder)->GetInterface(recorder, SL_IID_ANDROIDSIMPLEBUFFERQUEUE, &recorderItf);
// 开始录音
result = (*recorderItf)->Enqueue(recorderItf, buffer, bufferSize);

2. 音频数据处理

采集到的音频数据是一组音频的强度 (Level) 值，需要对这些数据进行处理，才能将其可视化。

一种常见的方法是将这些强度值转换为频谱数据。频谱数据可以表示音频信号中不同频率分量的强度，从而可以用来绘制频谱图或其他可视化效果。

// 创建 FFT 分析器
FftAnalyzer fftAnalyzer = new FftAnalyzer(bufferSizeInBytes / 2);
// 进行 FFT 分析
fftAnalyzer.calculate(buffer);
// 获取频谱数据
float[] spectrumData = fftAnalyzer.getSpectrumData();

3. 音频数据可视化

将频谱数据可视化，可以利用 OpenGL ES 来绘制频谱图或其他可视化效果。

// 创建 OpenGL ES 渲染器
GlRenderer renderer = new GlRenderer();
// 设置频谱数据
renderer.setSpectrumData(spectrumData);
// 绘制频谱图
renderer.drawSpectrum();

4. 实例

以下是一些利用 OpenGL ES 实现可视化实时音频的实例：

• 可视化音乐播放器

可视化音乐播放器可以将正在播放的音乐的可视化效果呈现在屏幕上，从而为用户带来更沉浸的音乐体验。

• 可视化音频均衡器

可视化音频均衡器可以将音频信号中不同频率分量的强度可视化，从而帮助用户调整均衡器设置，以获得更好的音质。

• 可视化声音检测器

可视化声音检测器可以将周围环境中的声音的可视化效果呈现在屏幕上，从而帮助用户检测声音来源或识别声音类型。