Android 纯音生成方法

因项目需要在 APP 中播放纯音，耳机测听的需求，理解在 Android 系统中，纯音播放有两种方式，一种是在程序中模拟出一个波形满足正弦波的音频数据，另一种就是事前准备好多个音频文件而后直接播放。若使用事前准备的音频，效果是可以达到（且可能更好），但需要准备各种分贝、频率的音频文件，算下来，要制作上百个，所以这里探讨通过程序模拟生成纯音。

所有声音都是有正弦波组成，只不过纯音是固定频率的正弦波。主要思路就是，可以使用 sin 函数 实现想要的频率的正弦波，而后再用AudioTrack类来实现声音的播放。

一、简单纯音计算

首先正弦波的高度设置为 127，由于这里使用 8 位的采样率，2 的 8 次方就应该是 256，所以正弦波的波峰就应该是 127 了。

    /** 正弦波的高度 **/    public static final int HEIGHT = 127;    /** 2PI **/    public static final double TWOPI = 2 * 3.1415;    /**      * 生成正弦波      * @param wave      * @param waveLen 每段正弦波的长度      * @param length 总长度     * @return     */    public static byte[] sin(byte[] wave, int waveLen, int length) {        for (int i = 0; i < length; i++) {            wave[i] = (byte) (HEIGHT * (1 - Math.sin(TWOPI                    * ((i % waveLen) * 1.00 / waveLen))));        }        return wave;    }

初始化 AudioTrack 首先传入一个指定频率，这里先将声音总频率设置为 44100，而后计算出单个正弦波（也就是 2PI）的长度，最后将单个正弦波的长度乘以频率获得声波的实际频率，这样的是为了避免声波最后出现一段空的声波。 而后将参数传入上述的 sin 方法中获得正弦波。
AudioFormat.ENCODING_PCM_8BIT 就是指定 AudioTrack 使用 8 位采样率。

/** * 设置频率 * @param rate */public void start(int rate) {    if (rate > 0) {        Hz = rate;        waveLen = 44100 / Hz;        length = waveLen * Hz;        audioTrack = new AudioTrack(AudioManager.STREAM_MUSIC, 44100,                AudioFormat.CHANNEL_CONFIGURATION_STEREO, // CHANNEL_CONFIGURATION_MONO,                AudioFormat.ENCODING_PCM_8BIT, length, AudioTrack.MODE_STREAM);        //生成正弦波        wave = SinWave.sin(wave, waveLen, length);        if (audioTrack != null) {            audioTrack.play();        }    } else {        return;    }}

AudioTrack.play() 是还不能播放声音的，由于这个时候 AudioTrack 里面还没有声波数据。下面这段代码喂数据才能真的播放声音：

audioTrack.write(wave, 0, length);

这种生产的方法，在频率高的时候，就会产生误差，频率越高，误差越大。

二、生成不同分贝和频率的纯音

根据不同分贝，不同频率的生成纯音。

• 初始化 AudioTrack
• 播放 audioTrackz.play()
• 喂数据 AudioTrackZThread

  private int sampleRateInHz = 16000; // 采样率，MAX 44100    private int mChannel = AudioFormat.CHANNEL_CONFIGURATION_MONO;// 声道 ：单声道    private int mSampBit = AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT;// 采样精度 :16bit    private AudioTrackZThread audioTrackZThread;    private boolean isRunning = false;    private AudioTrack audioTrackz;    public WaveOutZ() {        int bufferSize = AudioTrack.getMinBufferSize(sampleRateInHz, mChannel, mSampBit);        audioTrackz = new AudioTrack(AudioManager.STREAM_MUSIC, sampleRateInHz, mChannel, mSampBit, bufferSize * 2, AudioTrack.MODE_STREAM);        audioTrackz.setStereoVolume(1.0f, 1.0f);        audioTrackz.play();    }    public void palyWaveZ(float rate, int db) {        if (audioTrackZThread==null) {            audioTrackZThread = new AudioTrackZThread();            audioTrackZThread.start();        }        audioTrackZThread.setDb(rate,db);    }    public void colseWaveZ() {        if (audioTrackz != null) {            if (!AudioTrackZThread.interrupted()) {                isRunning = false;                audioTrackZThread=null;            }        }    }    class AudioTrackZThread extends Thread {        private short m_iAmp = Short.MAX_VALUE;        private short m_bitDateZ[] = new short[44100];        private double x = 2.0 * Math.PI * 8250.0 / 44100.0;        private int mM_bitDateZSize;        public void setDb(float rate, int db) {            x = 2.0 * Math.PI * rate / 44100.0;            m_iAmp = (short) ((Math.pow(10.0, db / 20.0) * 1.414) * Short.MAX_VALUE);            for (int i = 0; i < 44100; i++) {                m_bitDateZ[i] = (short) (m_iAmp * Math.sin(x * i));            }            mM_bitDateZSize = m_bitDateZ.length;        }        @Override        public void run() {            isRunning = true;            do {                audioTrackz.write(m_bitDateZ, 0, mM_bitDateZSize);             } while (isRunning);            super.run();        }    }