Directsound开发指南（2）

3.2Dsound的buffer对象(DirectSound Buffers)

  在存储和播放几个音频流的时候，你的应用程序要给每一个音频流都要创建一个辅助缓冲区（buffer）对象。

  辅助缓冲区可以和应用程的生命期一样的长，也可以在不需要的时候销毁。辅助缓冲区可以是一个包含了整个声音数据的静态缓冲区，也是可以只包含声音数据的一部份，然后再播放时不断更新数据的流缓冲区。为了限制内存开销，在播放比较长的声音文件时要采用流缓冲区，这些缓冲区只包含几秒钟的数据量。

  你可以通过同时播放几个辅助缓冲区中的声音来对他们进行混音，至于同时可以播放几个辅助缓冲区则有硬件设备的性能决定。

辅助缓冲区的格式并不完全一样，一般用来描述缓冲格式的参数如下

 Format，缓冲区的format必须要所播放音频的waveformat一致。

 Controls，不同的缓冲区的控制参数的值可以不一样，比如音量，频率，以及在不同方向的移动，当创建buffer时，你就要指定你需要的控制参数的值，例如，不要为一个不支持3D的音频创建一个3D缓冲区

 Location，你创建的缓冲区可以在硬件管理的内存中，也可以在软件管理的内存中，当然，硬件缓冲区比软件缓冲区速度要快。

 

 你可以调用IDirectSound8::CreateSoundBuffer函数来创建一个缓冲区（buffer）对象。这个函数返回一个指向IDrectSoundBuffer接口的指针，通过这个接口，应用程序可以获取

IDirectSoundBuffer8 interface.

 下面的一段代码演示了如何创建一个辅助缓冲区，并且返回一个IDirectSoundBuffer8接口

HRESULT CreateBasicBuffer(LPDIRECTSOUND8 lpDirectSound, LPDIRECTSOUNDBUFFER8* ppDsb8)

{

 WAVEFORMATEX wfx;

 DSBUFFERDESC dsbdesc;

 LPDIRECTSOUNDBUFFER pDsb = NULL;

 HRESULT hr;

 

 // Set up WAV format structure.

 

 

 

 memset(&wfx, 0, sizeof(WAVEFORMATEX));

 wfx.wFormatTag = WAVE_FORMAT_PCM;

 wfx.nChannels = 2;

 wfx.nSamplesPerSec = 22050;

 wfx.nBlockAlign = 4;

 wfx.nAvgBytesPerSec = wfx.nSamplesPerSec * wfx.nBlockAlign;

 wfx.wBitsPerSample = 16;

 

 // Set up DSBUFFERDESC structure.

 

 memset(&dsbdesc, 0, sizeof(DSBUFFERDESC));

 dsbdesc.dwSize = sizeof(DSBUFFERDESC);

 dsbdesc.dwFlags =

   DSBCAPS_CTRLPAN | DSBCAPS_CTRLVOLUME | DSBCAPS_CTRLFREQUENCY; // 流buffer

 dsbdesc.dwBufferBytes = 3 * wfx.nAvgBytesPerSec;

 dsbdesc.lpwfxFormat = &wfx;

 

 // Create buffer.

 

 hr = lpDirectSound->CreateSoundBuffer(&dsbdesc, &pDsb, NULL);

 if (SUCCEEDED(hr))

 {

    hr = pDsb->QueryInterface(IID_IDirectSoundBuffer8, (LPVOID*) ppDsb8);

    pDsb->Release();

 }

 return hr;

}

  这个例子中创建了一个可以持续播放3秒钟的流缓冲区，如果你要创建静态的缓冲区，你就要创建的buffersize正好能够容下你的音频数据即可。

   如果缓冲区的位置没有指定，DirectSound在条件允许的情况下将你的缓冲区设置为硬件控制，因为硬件缓冲区的混音是通过声卡的加速器来进行的，受应用程序的影响较小。

  如果你想自己控制你创建的缓冲区（buffer）的位置，那么你一定要将DSBUFFERDESC中的 dsbdesc.dwFlags成员变量设置为DSBCAPS_LOCHARDWARE或者设置为DSBCAPS_LOCSOFTWARE,如果设置为DSBCAPS_LOCHARDWARE，此时硬件设备的资源不足时，缓冲区创建失败。

 如果你想使用DirectSound的管理声音的特性，那么你创建缓冲区的时候一定要设置DSBCAPS_LOCDEFER标志，这个标志表示只有在播放的时候才分配内存，更多的细节，你可以参考动态的声音管理一节。

  你可以通过IDirectSoundBuffer8::GetCaps方法来探明已经存在的缓冲区，并且可以检查该buffer的dwFlags设置情况。

   缓冲区对象属于创建它的设备对象。当设备对象销毁时，它所创建的buffer对象也全部被销毁，没法被引用了。

   你可以通过IDirectSound8::DuplicateSoundBuffer同时创建两个或者多个包含相同数据的辅助缓冲区，当然不允许复制主缓冲区。因为复制的缓冲区和原始的缓冲区共享内存，改变复制的缓冲区的数据的同时，也改变了原始缓冲区的内容。

 

 

 

  下面我们看看buffer的控制属性

  当你创建了缓冲区的时候，你的应用程序设置该缓冲区的控制属性，这是由DSBUFFERDESC结构的dwFlags成员来控制的。

下面我们来看看dwFlags的取值

 DSBCAPS_CTRL3D  表示声音可以在3个方向上进行移动

 DSBCAPS_CTRLFX ，表示可以在缓冲区中添加特技

 DSBCAPS_CTRLFREQUENCY ,表示声音的频率可以被改动

 DSBCAPS_CTRLPAN,表示声音可以从左声道被移动到右声道

 DSBCAPS_CTRLPOSITIONNOTIFY，可以在buffer中设置通知的位置。

 DSBCAPS_CTRLVOLUME，声音的大小可以被改变。

注意，有些标志位的组合是不允许的，具体的信息可以参见DSBUFFERDESC结构。

 

 

 

 为了使得你的声卡更好的工作，你最好改变你应用程序用到的几个控制属性，其他的属性最好采用DirectSound来默认的设置。

  DirectSound通过控制属性来判断是否可以在硬件设备上分配缓冲区。例如，一个设备可能支持硬件缓冲区，但是不支持控制pan，此时，当DSBCAPS_CTRLVOLUME标志没有设置的时候，DirectSound就可以使用硬件加速。

 如果你的应用程序想调用buffer不支持的控制项，那么调用就会失败，例如，如果你想通过IDirectSoundBuffer8::SetVolume方法来设置音量，只有在创建buffer时设置了DSBCAPS_CTRLVOLUME标志这个函数调用才会成功。

 

 

 

   当你创建的辅助缓冲区的控制标志位被设置为DSBCAPS_CTRL3D时，如果该buffer创建的位置由软件控制，那么你就可以给你创建的缓冲区指定一个3D你的声音的算法，缺省的情况下，采用的是HRTF（no head-related transfer function）算法来处理3D化声音。

 

 

 

 下面我们看看如何两种buffer如何播放声音的，先看看静态的缓冲区吧。

  包含全部音频数据的缓冲区我们称为静态的缓冲区，尽管，不同的声音可能会反复使用同一个内存buffer，但严格来说，静态缓冲区的数据只写入一次。

 静态缓冲区的创建和管理和流缓冲区很相似，唯一的区别就是它们使用的方式不一样，静态缓冲区只填充一次数据，然后就可以play，然而，流缓冲区是一边play，一边填充数据。

 

 

 

 给静态缓冲区加载数据分下面几个步骤

1，  调用IDirectSoundBuffer8::Lock函数来锁定所有的内存，你要指定你锁定内存中你开始写入数据的偏移位置，并且取回该偏移位置的地址。

2，  采用标准的数据copy方法，将音频数据复制到返回的地址。

3，  调用IDirectSoundBuffer8::Unlock.，解锁该地址。

 下面的例子演示了上面提到的几个步骤，lpdsbStatic是指向静态buffer的指针

LPVOID lpvWrite;

DWORD dwLength;

 

 

 

if (DS_OK == lpdsbStatic->Lock(

     0,          // Offset at which to start lock.

     0,          // Size of lock; ignored because of flag.

     &lpvWrite,  // Gets address of first part of lock.

     &dwLength,  // Gets size of first part of lock.

     NULL,       // Address of wraparound not needed.

     NULL,       // Size of wraparound not needed.

     DSBLOCK_ENTIREBUFFER))  // Flag.

{

 memcpy(lpvWrite, pbData, dwLength);

 lpdsbStatic->Unlock(

     lpvWrite,   // Address of lock start.

     dwLength,   // Size of lock.

     NULL,       // No wraparound portion.

     0);         // No wraparound size.

}

else

(

 ErrorHandler();  // Add error-handling here.

}

将数据加载到缓冲区中就可以播放，调用IDirectSoundBuffer8::Play方法。如下：

lpdsbStatic->SetCurrentPosition(0);

HRESULT hr = lpdsbStatic->Play(

   0,  // Unused.

   0,  // Priority for voice management.

   0); // Flags.

if (FAILED(hr))

(

 ErrorHandler();  // Add error-handling here.

}

因为这个例子中没有设置DSBPLAY_LOOPING标志，当buffer到达最后时就会自动停止，你也可以调用IDirectSoundBuffer8::Stop方法来停止播放。如果你提前停止播放，播放光标的位置就会被保存下来，因此，例子中IDirectSoundBuffer8::SetCurrentPosition方法就是为了保证从头开始播放。

 

 

 

  下面我们看看流缓冲区的用法

   流缓冲区用来播放那些比较长的声音，因为数据比较长，没法一次填充到缓冲区中，一边播放，一边将新的数据填充到buffer中。

   可以通过IDirectSoundBuffer8::Play函授来播放缓冲区中的内容，注意在该函数的参数中一定要设置DSBPLAY_LOOPING标志。

   通过IDirectSoundBuffer8::Stop方法中断播放，该方法会立即停止缓冲区播放，因此你要确保所有的数据都被播放，你可以通过拖动播放位置或者设置通知位置来实现。

  将音频流倒入缓冲区需要下面三个步骤

1确保你的缓冲区已经做好接收新数据的准备。你可以拖放播放的光标位置或者等待通知

2调用IDirectSoundBuffer8::Lock.函数锁住缓冲区的位置，这个函数返回一个或者两个可以写入数据的地址

3使用标准的copy数据的方法将音频数据写入缓冲区中

4 IDirectSoundBuffer8::Unlock.，解锁

 IDirectSoundBuffer8：：Lock可能返回两个地址的原因在于你锁定内存的数量是随机的，有时你锁定的区域正好包含buffer的起始点，这时，就会给你返回两个地址，举个例子吧

假设你锁定了30,000字节，偏移位置为20，000字节，也就是开始位置，如果你的缓冲区的大小为40，000字节，此时就会给你返回四个数据

1内存地址的偏移位置20，000，

2从偏移位置到buffer的最末端的字节数，也是20，000，你要在第一个地址写入20，000个字节的内容

3偏移量为0的地址

4从起始点开始的字节数，也就是10，000字节，你要将这个字节数的内容写入第二个地址。

如果不包含零点，最后两个数值为NULL和0，

当然，你也有可能锁定buffer的全部内存，建议你在播放的时候不要这么做，通过你只是更新所有buffer中的一部份，例如，你可能在播放广标到达1/2位置前要将第一个1/4内存更新成新的数据，你一定不要更新play光标和Write光标间的内容。

 

 

 

BOOL AppWriteDataToBuffer(

   LPDIRECTSOUNDBUFFER8 lpDsb,  // The buffer.

   DWORD dwOffset,              // Our own write cursor.

   LPBYTE lpbSoundData,         // Start of our data.

   DWORD dwSoundBytes)          // Size of block to copy.

{

 LPVOID  lpvPtr1;

 DWORD dwBytes1;

 LPVOID  lpvPtr2;

 DWORD dwBytes2;

 HRESULT hr;

 

 // Obtain memory address of write block. This will be in two parts

 // if the block wraps around.

 

 hr = lpDsb->Lock(dwOffset, dwSoundBytes, &lpvPtr1,

     &dwBytes1, &lpvPtr2, &dwBytes2, 0);

 

 // If the buffer was lost, restore and retry lock.

 

 if (DSERR_BUFFERLOST == hr)

 {

   lpDsb->Restore();

   hr = lpDsb->Lock(dwOffset, dwSoundBytes,

       &lpvPtr1, &dwBytes1,

       &lpvPtr2, &dwBytes2, 0);

 }

 if (SUCCEEDED(hr))

 {

   // Write to pointers.

 

   CopyMemory(lpvPtr1, lpbSoundData, dwBytes1);

   if (NULL != lpvPtr2)

   {

     CopyMemory(lpvPtr2, lpbSoundData+dwBytes1, dwBytes2);

   }

 

   // Release the data back to DirectSound.

 

   hr = lpDsb->Unlock(lpvPtr1, dwBytes1, lpvPtr2,

   dwBytes2);

   if (SUCCEEDED(hr))

   {

     // Success.

     return TRUE;

   }

 }

 

 // Lock, Unlock, or Restore failed.

 

 return FALSE;

}

 

 

 

下面我们看看如何控制播放的属性

你可以通过IDirectSoundBuffer8::GetVolume andIDirectSoundBuffer8::SetVolume函数来获取或者设置正在播放的音频的音量的大小。

 如果设置主缓冲区的音量就会改变声卡的音频的声量大小。音量的大小，用分贝来表示，一般没法来增强缺省的音量，这里要提示一下，分贝的增减不是线形的，减少3分贝相当于减少1/2的能量。最大值衰减100分贝几乎听不到了。

 通过IDirectSoundBuffer8::GetFrequency andIDirectSoundBuffer8::SetFrequency方法可以获取设置音频播放的频率，主缓冲区的频率不允许改动，

通过  IDirectSoundBuffer8::GetPan andIDirectSoundBuffer8::SetPan函数可以设置音频在左右声道播放的位置，具有3D特性的缓冲区没法调整声道。

 

 

 

  下面要看看混音。

   如果辅助缓冲区中的音频同时播放就会主缓冲区自动的混音，在WDM驱动模式下，混音的工作由核心混音器来完成，不同的辅助缓冲区可能具有不同的WAV格式（例如，不同的采样频率），在必要的时候，辅助缓冲区的格式要转换成主缓冲区，或者核心混音器的格式。

  在VXD驱动模式下，如果你的辅助缓冲区都采用相同的音频格式，并且硬件的音频格式也和你的音频格式匹配，此时，混音器不用作任何的转换。你的应用程序可以创建一个主缓冲区，然后通过IDirectSoundBuffer8::SetFormat来设置硬件的输出格式。要注意，只有你的协作度一定要是Priority Cooperative Level.，并且，一定要创建辅助缓冲区前设置主缓冲区，DirectSound会将你的设置保存下来。

  在WDM模式下，对主缓冲区的的设置没有作用，因为主缓冲区的格式是由内核混音器来决定的。

 

 

 

循环播放；

Directsound并不支持在buffer内部的循环或者声音的一部份循环，DSBPLAY_LOOPING标志是整个buffer到end处然后重新从头的播放，如果你在静态的缓冲区的播放到末端后然后将play光标设置到起始位置重新播放，会导致audio glitches，因为DirectSound必须忽略所有的预处理的数据。所以，如果要循环播放，一定要在stream buffer中进行。

 

 

 

最后，我们来谈一下缓冲区管理。

  通过IDirectSoundBuffer8::GetCaps方法我们可以获取DirectSoundBuffer对象的一些属性。应用程序可以通过IDirectSoundBuffer8::GetStatus方法还获取buffer是播放还是停止状态。

   通过IDirectSoundBuffer8::GetFormat方法可以获取buffer中音频数据的格式，你也可以调用IDirectSoundBuffer8::SetFormat方法来主缓冲区的数据格式。

  Sound Buffer中的一些数据在某些条件下有可能丢失，例如，如果buffer位于声卡的内存中，此时其他的应用程序获取硬件的控制权并请求资源。当具有Write_primary权限的应用程序moves to forground，此时，Directsound就会使其他的buffer内容丢失才能够让foreground的应用程序直接向主缓冲区中写数据。

   当IDirectSoundBuffer8::Lock orIDirectSoundBuffer8::Play方法向一个lost buffer进行操作时，就会返回一个错误码。当造成buffer丢失的应用程序降低协作度，低于write_primary，或者moves to background，其他的应用程序可以调用IDirectSoundBuffer8::Restore来重新分配内存，如果成功，这个方法就会恢复内存中的内容以及对该内存的设置，但是，恢复的缓冲区中不包含合法的数据，因此，应用程序要重新向该buffer中填写数据。