背景是这样的,用户上传音频文件,可能只需要几十秒就够了,但是常规的音乐都要3~5分钟,80%的流量都是不需要的,要是就这么传上去,其实是流量的浪费,如果可以在前端就进行剪裁,也就是只取前面一段时间的音频,岂不是可以给公司省很多流量费用,前端的业务价值就体现了。
关键如何实现呢?
下面,就以“截取用户上传音频前3秒内容”的需求示意下如何借助Web Audio API实现音频的部分复制与播放功能。
一、不哔哔,直接正题
实现步骤如下。
1. File对象转ArrayBuffer
在Web网页中,用户选择的文件是个file对象,我们可以将这个文件对象转换成Blob、ArrayBuffer或者Base64。
在音频处理这里,都是使用ArrayBuffer这个数据类型。
代码如下所示,假设file类型的文件选择框的id是 'file'
。
file.onchange = function (event) { var file = event.target.files[0]; // 开始识别 var reader = new FileReader(); reader.onload = function (event) { var arrBuffer = event.target.result; // arrBuffer就是包含音频数据的ArrayBuffer对象 }); reader.readAsArrayBuffer(file); };
使用的是 readAsArrayBuffer()
方法,无论是MP3格式、OGG格式还是WAV格式,都可以转换成ArrayBuffer类型。
2. ArrayBuffer转AudioBuffer
这里的ArrayBuffer相对于把音频文件数组化了,大家可以理解为把音频文件分解成一段一段的,塞进了一个一个有地址的小屋子里,在计算机领域称为“缓冲区”,就是单词Buffer的意思。
所谓音频的剪裁,其实就是希望可以复制音频前面一段时间的内容。
但是问题来了,ArrayBuffer里面的数据并没有分类,统一分解了,想要准确提取某一截音频数据,提取不出来。
所以,才需要转换成AudioBuffer,纯粹的音频数据,方便提取。
AudioBuffer是一个仅仅包含音频数据的数据对象,是Web Audio API中的一个概念。
既然说到了Web Audio API,那我们就顺便……顺便……,想了想,还是不展开,因为太庞杂了,这Web Audio API至少比Web Animation API复杂了10倍,API之多,体量之大,世间罕见,想要完全吃透了,没有三年五载,啃不下来。
如果大家不是想要立志成为音视频处理专家,仅仅是临时解决一点小毛小病的问题,则不必深入,否则脑坑疼,使用MDN文档中的一些案例东拼西凑,基本的效果也能弄出来。
扯远了,回到这里。
AudioBuffer大家可以理解为音乐数据,那为什么叫AudioBuffer,不叫AudioData呢?
因为Buffer是个专有名词,直译为缓冲区,大家可以理解为高速公路,AudioBuffer处理数据更快,而且还有很多延伸的API,就像是高速公路上的服务区,有吃有喝还有加油的地方。
AudioData一看名字就是乡下土鳖,虽然接地气,但是,处理好几兆的数据的时候,就有些带不动了,就好像骑小电驴,在公速公路和乡道县道没多大区别,但是如果是开跑车,啧啧,乡下路就带不动了。
如何才能转换成AudioBuffer呢?
使用AudioContext对象的 decodeAudioData()
方法,代码如下:
var audioCtx = new AudioContext(); audioCtx.decodeAudioData(arrBuffer, function(audioBuffer) { // audioBuffer就是AudioBuffer });
3. 复制AudioBuffer前3秒数据
AudioBuffer对象是一个音频专用Buffer对象,包含很多音频信息,包括:
duration numberOfChannels sampleRate
等。
包括一些音频声道数据处理方法,例如:
getChannelData() copyFromChannel() copyToChannel()
文档见这里: https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/API/AudioBuffer
所以,实现的原理很简单,创建一个空的AudioBuffer,复制现有的通道数据前3秒的数据,然后复制的内容写入到这个空的AudioBuffer,于是我们就得到了一个剪裁后的音频Buffer数据了。
代码如下:
// 声道数量和采样率 var channels = audioBuffer.numberOfChannels; var rate = audioBuffer.sampleRate; // 截取前3秒 var startOffset = 0; var endOffset = rate * 3; // 3秒对应的帧数 var frameCount = endOffset - startOffset; // 创建同样采用率、同样声道数量,长度是前3秒的空的AudioBuffer var newAudioBuffer = new AudioContext().createBuffer(channels, endOffset - startOffset, rate); // 创建临时的Array存放复制的buffer数据 var anotherArray = new Float32Array(frameCount); // 声道的数据的复制和写入 var offset = 0; for (var channel = 0; channel < channels; channel++) { audioBuffer.copyFromChannel(anotherArray, channel, startOffset); newAudioBuffer.copyToChannel(anotherArray, channel, offset); } // newAudioBuffer就是全新的复制的3秒长度的AudioBuffer对象
上面JavaScript代码中的变量 newAudioBuffer
就是全新的复制的3秒长度的AudioBuffer对象。
4. 使用newAudioBuffer做点什么?
其实应该是有了AudioBuffer对象后我们可以做点什么。
能做很多事情。
1) 如果希望直接播放
我们可以直接把AudioBuffer的数据作为音频数据进行播放
// 创建AudioBufferSourceNode对象 var source = audioCtx.createBufferSource(); // 设置AudioBufferSourceNode对象的buffer为复制的3秒AudioBuffer对象 source.buffer = newAudioBuffer; // 这一句是必须的,表示结束,没有这一句没法播放,没有声音 // 这里直接结束,实际上可以对结束做一些特效处理 source.connect(audioCtx.destination); // 资源开始播放 source.start();
2) 如果希望在<audio>元素中播放
这个还挺麻烦的。
从 <audio>
的src属性获取音频资源,再进行处理是简单的,网上的案例也很多。
但是,想要处理后的AudioBuffer再变成src让 <audio>
元素播放,嘿嘿,就没那么容易了。
我 (张鑫旭) 找了一圈,没有看到Web Audio API中有专门的“逆转录”方法。
唯一可行的路数就是根据AudioBuffer数据,重新构建原始的音频数据。研究了一番,转成WAV格式相对容易,想要转换成MP3格式比较麻烦,这里有个项目: https://github.com/higuma/mp3-lame-encoder-js 不过自己没验证过,不过看代码量,还挺惊人的。
因此,我们的目标还是转到WAV音频文件生成上吧,下面这段方法是从网上找的AudioBuffer转WAV文件的方法,以Blob数据格式返回。
// Convert AudioBuffer to a Blob using WAVE representation function bufferToWave(abuffer, len) { var numOfChan = abuffer.numberOfChannels, length = len * numOfChan * 2 + 44, buffer = new ArrayBuffer(length), view = new DataView(buffer), channels = [], i, sample, offset = 0, pos = 0; // write WAVE header // "RIFF" setUint32(0x46464952); // file length - 8 setUint32(length - 8); // "WAVE" setUint32(0x45564157); // "fmt " chunk setUint32(0x20746d66); // length = 16 setUint32(16); // PCM (uncompressed) setUint16(1); setUint16(numOfChan); setUint32(abuffer.sampleRate); // avg. bytes/sec setUint32(abuffer.sampleRate * 2 * numOfChan); // block-align setUint16(numOfChan * 2); // 16-bit (hardcoded in this demo) setUint16(16); // "data" - chunk setUint32(0x61746164); // chunk length setUint32(length - pos - 4); // write interleaved data for(i = 0; i < abuffer.numberOfChannels; i++) channels.push(abuffer.getChannelData(i)); while(pos < length) { // interleave channels for(i = 0; i < numOfChan; i++) { // clamp sample = Math.max(-1, Math.min(1, channels[i][offset])); // scale to 16-bit signed int sample = (0.5 + sample < 0 "audio/wav"}); function setUint16(data) { view.setUint16(pos, data, true); pos += 2; } function setUint32(data) { view.setUint32(pos, data, true); pos += 4; } }
WAV格式的兼容性还是很6的,如下图所示:
凡事支持Web Audio API的浏览器都支持WAV格式,所以,技术上完全可行。
下面这段JS可以得到剪裁后的WAV音频的Blob数据格式:
var blob = bufferToWave(newAudioBuffer, frameCount);
有了Blob数据,接下来事情就简单了。
我们可以直接把Blob数据转换成URL,可以使用 URL.createObjectURL()
生成一个Blob链接。
假设页面上有如下HTML代码:
<audio id="audio" controls=""></audio>
则如下设置,就可以点击上面的 <audio>
元素进行播放了。
audio.src = URL.createObjectURL(blob);
如果要转换成Base64地址,可以这么处理:
var reader2 = new FileReader(); reader2.onload = function(event){ audio.src = event.target.result; }; reader2.readAsDataURL(blob);
3) 如果希望上传剪裁的音频
有了Blob数据,上传还不是洒洒水的事情。
可以使用FormData进行传输,例如:
var formData = new FormData(); formData.append('audio', blob); // 请求走起 var xhr = new XMLHttpRequest(); xhr.open('POST', this.cgiGetImg, true); // 请求成功 xhr.onload = function () { }; // 发送数据 xhr.send(formData);
有demo可以进行效果体验的,您可以狠狠地点击这里: 用户上传的MP3音频剪裁并播放demo
使用截图示意如下:
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