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QT编程之PCM音频处理

news 来源：原创 2025/5/18 18:42:24

一、高级播放接口（未压缩编码的音频文件）

‌QMediaPlayer‌
- 支持MP3/WMA等压缩格式及网络流媒体播放，集成媒体控制（播放/暂停/进度调节）
- 需设置QAudioOutput指定输出设备，支持播放速度调节（setPlaybackRate）‌
- 代码示例：
```
QMediaPlayer player;
player.setSource(QUrl::fromLocalFile("audio.mp3"));
player.play();  // 开始播放‌
```
‌QSoundEffect‌
1.专为低延迟音效设计，适合游戏/UI反馈音，支持WAV格式
2.支持循环播放（setLoopCount）和实时音量调节‌
3.代码示例：
```
QSoundEffect effect;
effect.setSource(QUrl::fromLocalFile("beep.wav"));
effect.play();  // 延迟低于50ms‌
```

二、底层音频控制

‌QAudioOutput/QAudioSink‌
- 直接处理PCM数据流，适合FFmpeg解码后的原始音频播放
- Qt5使用QAudioOutput，Qt6重命名为QAudioSink，需指定采样率/声道数等参数‌
- 典型应用：
```
QAudioFormat format;
format.setSampleRate(44100);
format.setChannelCount(2);
QAudioSink sink(format);
sink.start(data_device);  // data_device提供PCM数据流‌
```

三、PCM音频播放

Qt5/Qt6通用方案

// 头文件包含
#include <QFile>
#include <QAudioFormat>
#include <QAudioOutput>  // Qt5
#include <QAudioSink>    // Qt6

// 创建音频格式
QAudioFormat format;
format.setSampleRate(44100);       // 采样率需与PCM文件一致‌
format.setChannelCount(2);         // 声道数(1=单声道,2=立体声)‌
format.setSampleFormat(QAudioFormat::Int16);  // 位深(必须与PCM编码匹配)‌

// 打开PCM文件
QFile pcmFile("audio.pcm");
if(pcmFile.open(QIODevice::ReadOnly)) {
    // 检查设备支持
    QAudioDevice device = QMediaDevices::defaultAudioOutput();
    if(!device.isFormatSupported(format)) {
        qWarning() << "不支持的音频格式";  // 需调整参数重试‌
        return;
    }
    
    // 创建播放对象(Qt5用QAudioOutput, Qt6用QAudioSink)
    #if QT_VERSION < QT_VERSION_CHECK(6, 0, 0)
        QAudioOutput* audioOutput = new QAudioOutput(format);
        audioOutput->start(&pcmFile);  // 启动播放‌
    #else
        QAudioSink* audioSink = new QAudioSink(format);
        audioSink->start(&pcmFile);    // Qt6新版API‌
    #endif
}

关键参数说明

参数	典型值	注意事项
采样率	8000/44100/48000 Hz	必须与PCM文件生成时一致‌
样本格式	Int16/UInt8/Float	FFmpeg常用s16le对应Int16‌
缓冲区大小	4000-8192 bytes	过小导致卡顿，过大会增加延迟‌

四、 PCM转WAV

// 添加WAV文件头(44字节)
struct WAVHeader {
    char riff‌[] = {'R','I','F','F'};
    uint32_t fileSize;      // 文件总大小-8
    char wave‌[] = {'W','A','V','E'};
    // ... 其他字段根据参数填充‌
};

QFile wavFile("audio.wav");
wavFile.open(QIODevice::WriteOnly);
wavFile.write((char*)&header, sizeof(WAVHeader));  // 写入头信息‌
wavFile.write(pcmData);  // 追加PCM数据‌

五、开发注意事项

‌跨平台兼容性‌
- Linux需安装pulseaudio或alsa-lib驱动‌
- Windows/Mac需确认音频设备支持指定格式‌
- 结构体使用#pragma pack(1)避免对齐问题‌
‌实时音频处理‌
- 采集使用QAudioInput，与播放代码结构类似‌
- 网络传输时建议分块发送（每帧1024样本）‌
‌性能优化‌
- 启用QIODevice::Unbuffered模式降低延迟‌
- 多线程处理：解码/采集与播放分离‌