Android 4.4 音量调节流程分析(二)

之前在Android 4.4 音量调节流程分析(一)里已经有简单的分析音量控制的流程，今天想接着继续分析下音量大小计算的方法。对于任一播放文件而言其本身都有着固定大小的音量Volume_Max，而在AudioPolicyManagerBase.cpp文件中音量调节可以理解为在Volume_Max的基础上乘以系数κ（0≤κ≤1）。

　　现在对AudioPolicyManagerBase.cpp中volIndexToAmpl函数做具体分析，volIndexToAmpl的函数定义如下：

float AudioPolicyManagerBase::volIndexToAmpl(audio_devices_t device, const StreamDescriptor& streamDesc, 2         int indexInUi) 3 { 4     device_category deviceCategory = getDeviceCategory(device); 5     const VolumeCurvePoint *curve = streamDesc.mVolumeCurve[deviceCategory]; 6 　　 7     // the volume index in the UI is relative to the min and max volume indices for this stream type 8     int nbSteps = 1 + curve[VOLMAX].mIndex - 9             curve[VOLMIN].mIndex;10     int volIdx = (nbSteps * (indexInUi - streamDesc.mIndexMin)) /11             (streamDesc.mIndexMax - streamDesc.mIndexMin);12 13     // find what part of the curve this index volume belongs to, or if it's out of bounds14     int segment = 0;15     if (volIdx < curve[VOLMIN].mIndex) {         // out of bounds16         return 0.0f;17     } else if (volIdx < curve[VOLKNEE1].mIndex) {18         segment = 0;19     } else if (volIdx < curve[VOLKNEE2].mIndex) {20         segment = 1;21     } else if (volIdx <= curve[VOLMAX].mIndex) {22         segment = 2;23     } else {                                                               // out of bounds24         return 1.0f;25     }26 27     // linear interpolation in the attenuation table in dB28     float decibels = curve[segment].mDBAttenuation +29             ((float)(volIdx - curve[segment].mIndex)) *30                 ( (curve[segment+1].mDBAttenuation -31                         curve[segment].mDBAttenuation) /32                     ((float)(curve[segment+1].mIndex -33                             curve[segment].mIndex)) );34 35     float amplification = exp( decibels * 0.115129f); // exp( dB * ln(10) / 20 )36 37     return amplification;38 }

　　在该段代码内，主要是获取以下的7个变量值：

　　1.deviceCategory:Android系统中设备种类有如下三种，即DEVICE_CATEGORY_HEADSET,DEVICE_CATEGORY_SPEAKER & DEVICE_CATEGORY_EARPIECE。若当前使用Speaker播放音频流时，则deviceCategory即对应DEVICE_CATEGORY_SPEAKER；

　　

　　2.curve:音量曲线是由Audio_Stream & device_Category两者共同决定，所有匹配类型都可以在sVolumeProfiles矩阵中获得，以Audio_Stream = AUDIO_STREAM_MUSIC & device_Category = DEVICE_CATEGORY_SPEAKER为例，则其对应的音量曲线为 sSpeakerMediaVolumeCurve；

sSpeakerMediaVolumeCurve:（以该音量曲线为例作数值计算）

const AudioPolicyManagerBase::VolumeCurvePoint2     AudioPolicyManagerBase::sSpeakerMediaVolumeCurve[AudioPolicyManagerBase::VOLCNT] = {3     {1, -59.1f}, {20, -48.3f}, {60, -24.4f}, {100, 0.0f}4 };

　　从sSpeakerMediaVolumeCurve数组可以知道是由4个点来将音量曲线分为4个部分，分别为1~20、20~60、60~100。其中每个点中参数含义为：

class VolumeCurvePoint{public:    int mIndex;//百分制下标    float mDBAttenuation;//衰减};

　　

　　3.nbSteps:为了避免计算时出现循环小数，系统中将UI界面VolumeIndex转化为0~100，以sSpeakerMediaVolumeCurve为例，curve[VOLMAX].mIndex = 100，curve[VOLMIN].mIndex = 1，所以nbSteps = 1 + 100 -1 = 100；

 

　　4.volIdx:volIdx的求解过程其实就是将UI界面的音量Index转化为百进制的过程，其中AudioStream对应的indexInUi_Max可以在AudioService.java中获得，STREAM_MUSIC对应数值为15，故streamDesc.mIndexMax = 15，streamDesc.mIndexMin = 0，则volIdx = (20/3)*indexInUi。

//AudioService.java/** @hide Maximum volume index values for audio streams */private static final int[] MAX_STREAM_VOLUME = new int[] {     5,  // STREAM_VOICE_CALL     7,  // STREAM_SYSTEM     7,  // STREAM_RING     15, // STREAM_MUSIC     7,  // STREAM_ALARM     7,  // STREAM_NOTIFICATION     15, // STREAM_BLUETOOTH_SCO     7,  // STREAM_SYSTEM_ENFORCED     15, // STREAM_DTMF     15  // STREAM_TTS};

　　

　　5.segment:是用来确定UI音量界面上的VolumeIndex转化为百进制处于哪一个区间内。

 

　　6.decibels:VolumeIndex对应的音量衰减，单位为dB。其计算公式如下图所示：

                    

　　若想实现speaker每音阶之间的衰减差为M（dB），其计算方法就是计算decibels_Index_N & decibels_Index_(N+1)之间的差值。为了方便计算，可以默认N & N+1属于同一segment，这样

　　                                                    

　　因为curve[VOLMAX].mDBAttenuation一般为0，即不衰减状态（当然也有可能为负数，但不管怎样，curve[VOLMAX].mDBAttenuation是最容易确定的值），所以一般计算是从segment = 2开始计算，这样在60~100区间内Δdecibels的值就为：

　　Δdecibels = (20/3)*((0 - curve[2].mDBAttenuation)/(100 - 60)) = -(curve[2].mDBAttenuation/6)

　　令Δdecibels = M，则curve[2].mDBAttenuation = -6M，依次类推curve[1].mDBAttenuation = -12M，curve[0].mDBAttenuation = -15M。

 

　　7.amplification:放大/缩小倍数。将求得的decibels带入公式就可以直接求到，没有什么特别要说的。

　　总结：该篇文章以sSpeakerMediaVolumeCurve为例，描述了音量衰减值的计算过程。其它音量曲线调节可以按照该方法同样实现。