PortAudio--PCM播放与采集

PortAudio 是一款跨平台音频 I/O 库，支持 Windows、Linux、macOS 等系统，其核心设计基于异步回调机制，适用于实时音频采集与播放场景。主要负责‌音频流的采集与播放‌，其原生接口仅支持‌PCM格式‌的原始音频数据处理，不包含内置的音频编码模块‌。

官网：https://www.portaudio.com/

一、核心特性

1. ‌跨平台支持‌
   提供统一 API 接口，适配多种音频后端（如 ALSA、PulseAudio、Core Audio 等）‌。

2. ‌回调驱动模型‌
   通过注册回调函数实现音频数据实时处理，支持非阻塞式音频流操作‌。

3. ‌设备枚举与管理‌
   可动态获取系统音频设备列表，并指定输入/输出设备进行数据流操作‌。

二、开发流程

1. ‌环境配置‌

   • ‌Linux (Ubuntu)‌：直接安装开发库，或者下载源码编译。
     安装开发库 sudo apt-get install portaudio19-dev
     ‌源码编译。下载pa_stable_v190700_20210406.tgz，编译即可。
   • ‌Windows‌：下载预编译库或源码编译，配置 Visual Studio 包含路径‌。
     下载pa_stable_v190700_20210406.tgz+ASIO SDK，编译即可。

2. ‌初始化与终止‌

   Pa_Initialize();  // 初始化 PortAudio
   Pa_Terminate();   // 释放资源
   

3. ‌音频流操作‌

   • ‌打开默认流‌

     Pa_OpenDefaultStream(&stream, inputChannels, outputChannels, 
                          format, sampleRate, framesPerBuffer, 
                          callback, userData);
     

   • ‌启动/停止流‌

     Pa_StartStream(stream);  // 启动音频流
     Pa_StopStream(stream);   // 停止音频流

4. ‌回调函数实现‌

   static int callback(
       const void *inputBuffer,   // 输入音频数据（如麦克风输入）
       void *outputBuffer,        // 输出音频数据（如扬声器输出）
       unsigned long framesPerBuffer, // 每个缓冲区的帧数
       const PaStreamCallbackTimeInfo* timeInfo, // 时间信息（时间戳、缓冲区间隔等）
       PaStreamCallbackFlags statusFlags,        // 流状态标志（如缓冲区溢出/欠载）
       void *userData             // 用户自定义数据（可传递参数到回调函数）
   );
   

   ‌参数详解‌：
   ‌inputBuffer‌：输入音频数据的缓冲区指针（若流未开启输入，则为 NULL）。数据格式由 Pa_Op