两路wav文件读取解析和混音输出并使用WaveOut相关API播放

wav文件格式简介

wav文件由一个RIFF块（Resource Interchange File Format，资源互换文件格式）组成，其中包含一个"fmt "块和一个"data"块。
RIFF块包含了文件的总体信息，具体如下

"fmt "块包含了音频数据的格式信息，具体如下:

"data"块包含了实际的音频数据，具体如下

wav文件头定义

//文件名：WAVEHeader.h 

//"RIFF"块 
 struct RIFF_CHUNK {
	char chunkID[4];//"RIFF"
	int  chunkSize;//整个文件的大小-8字节 
	char format[4];//"WAVE"
};
//"fmt "块
 struct FMT_CHUNK {
	char chunkID[4];//"fmt ",注意最后一个字节的内容为空格" ",不可省略
	int  chunkSize;
	short audioFormat;
	short numChannels;//单声道：1，立体声：2
	int sampleRate;//采样率
	int byteRate;//码率, SampleRate * NumChannels * BitsPerSample/8 
	short blickAlign;//NumChannels * BitsPerSample
	short bitsPerSample;//8bits=8,16bit=16,以此类推
};
//"data" 块
 struct DATA_CHUNK
{
	char chunkID[4];//"data"
	int  chunkSize;//pcm音频数据大小
};

struct WAVHeader
{
	RIFF_CHUNK riff;
	FMT_CHUNK fmt;
	DATA_CHUNK data;
};

读取wav文件

    ifstream fin("test_s8le.wav", ios::binary);
    if (!fin) {
        cout << "open file failed!" << endl;
        return 1;
    }
    WAVHeader header;
    //读取wav文件头并保存到header对象中
    fin.read((char*) & header, sizeof(header));
    if (strncmp(header.riff.chunkID, "RIFF", 4) != 0 || strncmp(header.riff.format, "WAVE", 4) != 0
        || strncmp(header.fmt.chunkID, "fmt ", 4) != 0 || strncmp(header.data.chunkID, "data", 4) != 0) {
        cout << "file is not a valid WAV file" << endl;
        return 1;
    }
	cout << "audio format：" << header.fmt.audioFormat << endl;
	cout << "channel couts：" << header.fmt.numChannels << endl;
	cout << "sample rate：" << header.fmt.sampleRate << endl;
	cout << "byte rate：" << header.fmt.byteRate << endl;
	cout << "bits per sample：" << header.fmt.bitsPerSample << endl;
	cout << "data size：" << header.data.chunkSize << endl;
    cout <<" ---------" << endl;
    
    char* pcmData = new char[header.data.chunkSize];
    //读取wav文件的pcm数据部分，保存到char 数组中
    fin.read(pcmData, header.data.chunkSize);

读取背景音文件

 //读取背景音文件
    ifstream finBg("background_s8le.wav", ios::binary);
    if (!finBg) {
        return 1;
    }

    WAVHeader bgHeader = {};
    finBg.read((char*)&bgHeader, sizeof(header));

	cout << "audio format：" << bgHeader.fmt.audioFormat << endl;
	cout << "channel couts：" << bgHeader.fmt.numChannels << endl;
	cout << "sample rate：" << bgHeader.fmt.sampleRate << endl;
	cout << "byte rate：" << bgHeader.fmt.byteRate << endl;
	cout << "bits per sample：" << bgHeader.fmt.bitsPerSample << endl;
	cout << "data size：" << bgHeader.data.chunkSize << endl;

    char* bgPcmData = new char[bgHeader.data.chunkSize];
    finBg.read(bgPcmData, bgHeader.data.chunkSize);

音频混音

    //----混音start--------------------------
    //音频格式：8bit 8000hz 1channels 
	//使用算法：线性叠加后求平均
	//优点：不会产生溢出，噪音较小；
	//缺点：衰减过大，影响输出音频质量；
    int maxSize = header.data.chunkSize > bgHeader.data.chunkSize ? header.data.chunkSize : bgHeader.data.chunkSize;
    char* targetPcmData = new char[maxSize];
    for (int i = 0; i < maxSize; i++) {
        if (i < header.data.chunkSize && i < bgHeader.data.chunkSize) {
            targetPcmData[i] = (char)(((int16_t)pcmData[i] + (int16_t)bgPcmData[i]) / 2);
        }
        else if (i < header.data.chunkSize) {
            targetPcmData[i] = pcmData[i];
        }
        else {
            targetPcmData[i] = bgPcmData[i];
        }
    }

    //--混音end------------------------------------------------------

使用Windows WaveOut 相关API播放混音后的音频数据

WAVEFORMATEX waveFormat;
    /*
		WAVEFORMATEX是一种数据结构，用于指定波形音频流的数据格式。它包含以下字段：
		wFormatTag：设置波形声音的格式。
		nChannels：设置音频文件的通道数量，对于单声道的声音，此值为1；对于立体声，此值为2。
		nSamplesPerSec：设置每个声道播放和记录时的样本频率。
		nAvgBytesPerSec：设置每秒平均字节数。
		nBlockAlign：设置数据块的对齐方式，即最小数据的原子大小。
		wBitsPerSample：设置每个样本的位数。
		cbSize：设置此结构的大小。
    */
    waveFormat.wFormatTag = WAVE_FORMAT_PCM;
    waveFormat.nChannels = header.fmt.numChannels;
    waveFormat.nSamplesPerSec = header.fmt.sampleRate;
    waveFormat.nBlockAlign = header.fmt.blickAlign;
    waveFormat.wBitsPerSample = header.fmt.bitsPerSample;
    waveFormat.nAvgBytesPerSec =  waveFormat.nSamplesPerSec*waveFormat.wBitsPerSample/8;
    waveFormat.cbSize = 0;

    waveOutOpen(&hWaveOut, WAVE_MAPPER, &waveFormat, (DWORD_PTR)0, 0, CALLBACK_NULL);
    waveOutHdr.lpData = targetPcmData;
    waveOutHdr.dwBufferLength = maxSize;

    waveOutPrepareHeader(hWaveOut, &waveOutHdr, sizeof(WAVEHDR));
    waveOutWrite(hWaveOut, &waveOutHdr, sizeof(WAVEHDR));

将混音后的数据保存到新的wav文件中

 //输出混音后的数据到wav文件
 
	HWAVEOUT hWaveOut; // waveOut设备句柄
	WAVEHDR waveOutHdr; // waveOut数据块头
	
    ofstream fout("output.wav", ios::binary);
    if (!fout) {
        cout << "output.wav create failed" << endl;
        return 1;
    }
    WAVHeader oheader = header.data.chunkSize > bgHeader.data.chunkSize ? header : bgHeader;
    fout.write((char*)&oheader, sizeof(oheader));
    fout.write(targetPcmData, maxSize);

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