TÌM HIỂU HỖ TRỢ CỦA WINDOWS SDK TRONG XỬ LÝ VÀ TRUYỀN NHẬN ÂM THANH
IV.1 MÔI TRƯỜNG LẬP TRÌNH SDK ĐỐI VỚI TRUYỀN ÂM THANH
IV.1.3 SỬ DỤNG CÁC THIẾT BỊ XUẤT NHẬP, HỖ TRỢ WAVEFORM AUDIO Chúng ta dùng hàm waveOutOpen để mở thiết bị đầu ra nhằm xuất dữ liệu
dạng waveform. Hàm sẽ mở thiết bị waveOut và trả handle về cho ứng dụng. Hệ thống multimedia sẽ hỗ trợ nhiều dạng output dữ liệu khác nhau do đó khi mở thiết bị nếu cần chỳng ta phải chỉ định rừ thụng số dữ liệu. Vớ dụ chỳng ta dựng cờ WAVE_MAPPER để xác định thiết bị output sẽ xuất âm thanh dạng waveform.
Dò tìm thiết bị
Windows cung cấp các hàm sau giúp chúng ta xác định các thiết bị trong hệ thống phù hợp cho yêu cầu của mình.
Hàm Chức năng
AuxGetNumDevs Truy xuất số lượng các thiết bị sẵn có trong hệ thống
WaveInGetNumDevs Truy xuất số lượng các thiết bị nhập hỗ trợ waveform audio sẵn có trong hệ thống
WaveOutGetNumDevs Truy xuất số lượng các thiết bị xuất hỗ trợ waveform audio sẵn có trong hệ thống
Các thiết bị khai báo trong hệ thống được đánh các chỉ số nhận dạng bắt đầu từ 0. Sau khi xác định số lượng các thiết bị sẵn có trong hệ thống, chúng ta có thể dò tìm khả năng của từng thiết bị bằng các hàm sau:
Hàm Chức năng
AuxGetDevCaps Truy xuất khả năng của thiết bị xuất
WaveInGetDevCaps Truy xuất khả năng của thiết bị nhập dạng waveform
WaveOutGetDevCaps Truy xuất khả năng của thiết bị xuất dạng waveform
Các hàm truy xuất này sẽ truy xuất này sẽ lấy các cấu trúc liên quan đến khả năng của thiết bị. Các cấu trúc dưới đây sẽ tương ứng với các hàm liệt kê ở trên:
Hàm Structure
AuxGetDevCaps AUXCAPS
WaveInGetDevCaps WAVEINCAPS
WaveOutGetDevCaps WAVEOUTCAPS
Thiết bị waveform có khả năng hỗ trợ các dạng format không chuẩn. Dạng format không chuẩn này được dùng trong cấu trúc WAVEFORMATEX.
Handle và Identifier của thiết bị
Khi mở thiết bị, chúng ta sẽ nhận được handle hay thông số Identify của thiết bị. Chúng ta sẽ điều khiển thiết bị qua các thông số này.
Sự khác biệt giữa handle và identify là khó thấy nhưng rất quan trọng.
Identitier của thiết bị được chỉ định ngầm định từ số lượng các thiết bị sẵn có trong hệ thống. Identifier sẽ được trả về khi chúng ta dùng các hàm auxGetNumDevs, waveInGetNumDevs, or waveOutGetNumDevs Hàm.
Handle của thiết bị là thông số trả về của device driver khi chúng ta dùng các hàm waveInOpen hay waveOutOpen.
Waveform-Audio Output Data Types
Các thông số dưới đây được dùng cho thiết bị waveform output
Cấu trúc Chức năng
HWAVEOUT Handle của thiết bị waveform output
WAVEFORMATEX Cấu trúc dùng chỉ định dạng format thiết bị output/ input
WAVEHDR Cấu trúc dùng làm header cho khối dữ liệu waveform. Cấu trúc được dùng cho cả thiết bị output và input
WAVEOUTCAPS Cấu trúc dò hỏi khả năng của thiết bị output.
Chỉ định dạng format của dữ liệu waveform audio
Khi chúng ta mở thiết bị output bằng hàm waveOutOpen, thông số pwfx sẽ chỉ định cấu trúc WAVEFORMATEX xác định dạng format của dữ liệu waveform. Đây là cấu trúc mở rông của cấu trúc WAVEFORMAT.
Ghi dữ liệu waveform
Sau khi mở thiết bị xuất, chúng ta có thể xuất dữ liệu bằng cách gọi hàm waveOutWrite. Hàm sẽ gửi khối dữ liệu âm thanh ra thiết bị xuất. Chúng ta dùng cấu trúc WAVEHDR để chỉ định header của khối dữ liệu được gửi ra. Header này gồm con trỏ tới khối dữ liệu đã lock, chiều dài khối dữ liệu và một số thông số cờ. Khối dữ liệu phải được prepare trước khi đem ra sử dụng.
Sau khi gửi khối dữ liệu đến thiết bị output, chúng ta phải chờ driver hoàn tất việc xử lý khối dữ liệu trước khi giải phóng nó. Khi chúng ta cần gửi nhiều khối dữ liệu liờn tục, chỳng ta sẽ phải theo dừi việc xử lý hoàn tất khối dữ liệu để cú thể gửi khối tiếp theo.
PCM Waveform-Audio Data Format
Thông số lpData trong cấu trúc WAVEHDR sẽ trỏ đến dữ liệu đã được lấy mẫu. Đối với dữ liệu PCM 8-bit, mỗi giá trị lấy mẫu được biểu diễn bằng một số 8 bit không dấu. Đối với dữ liệu PCM 16-bit, mỗi giá trị lấy mẫu được biểu diễn bằng một số 16 bit không dấu. Bảng dưới đây cho chúng ta thấy các giá trị cao nhất, thấp nhất cũng như giá trị trung bình của dữ liệu PCM:
Data format Maximum value Minimum value Midpoint value
8-bit PCM 255(0xFF) 0 128 (0x80)
16-bit PCM 32,767 (0x7FFF) -32,768 (0x8000) 0 Các gói dữ liệu PCM
Thứ tự của dữ liệu thay đổi tùy theo dạng format 8-bit hay 16-bit, stereo hay mono. Bảng dưới đây trình bày các gói dữ liệu của các dạng PCM khác nhau:
PCM waveform Chức năng
8-bit mono Mỗi giá trị lấy mẫu là 1 byte tương ứng một kênh. Các giá trị mẫu xếp theo thứ tự 1, 2, 3, 4 . . .
8-bit stereo Mỗi giá trị lấy mẫu là 2 byte. Các giá trị mẫu xếp theo thứ tự 1, 2, 3, 4 . . . Với mỗi giá trị mẫu byte đầu là kênh 0 (trái) còn byte sau là kênh 1 (phải).
16-bit mono Mỗi giá trị lấy mẫu là 2 byte. Các giá trị mẫu xếp theo thứ tự 1, 2, 3, 4 . . . Với mỗi giá trị mẫu byte đầu là byte thấp của kênh 0 còn byte sau là byte cao của kênh 0.
16-bit stereo Mỗi giá trị lấy mẫu là 4 byte. Các giá trị mẫu xếp theo thứ tự 1, 2, 3, 4 . . . Với mỗi giá trị mẫu byte đầu là byte thấp của kênh 0 (trái), byte thứ 2 là byte cao của kênh 0, byte thứ 3 là byte thấp của kênh 1 (phải) còn byte thứ 4 là byte cao của kênh 1.
Đóng thiết bị waveform-Audio Output
Sau khi thực thi công việc xong, chúng ta sẽ gọi hàm waveOutClose để đóng thiết bị. Khi thiết bị đang thực thi mà gọi hàm này thì lỗi sẽ xảy ra. Nếu chúng ta muốn đóng thiết bị giữa chừng thì đầu tiên chúng ta nên gọi hàm waveOutReset trước khi đóng thiết bị. Nhưng trước đó cũng cần gọi hàm waveOutUnprepareHeader để unprepare tất cả các khối dữ liệu.
Playing Waveform-Audio Files
Chúng ta có thể dùng các hàm sau đây để xuất dữ liệu dạng âm thanh ra loa:
Hàm Chức năng
MessageBeep Xuất âm thanh dưới dạng thông báo của hệ thống
SndPlaySound Xuất âm thanh dưới dạng đăng ký trước trong hệ thống hay là nội dung của một file wave
PlaySound Giống như hàm trên và thêm cơ chế truy xuất trực tiếp tài
nguyên.
Các hàm PlaySound và sndPlaySound sẽ nạp hoàn toàn nội dung file wave vào bộ nhớ và xuất ra ngừ output. Khả năng bộ nhớ của chỳng cú giới hạn nờn chỳng chỉ quản lý được các nội dung dưới 100KB. Khi làm việc với các file có nội dung lớn hơn thì chúng ta có thể sử dụng các dịch vụ do MCI cung cấp.
Sử dụng Windows message trong việc quản lý khi playback
Các Thông báo dưới đây có thể được sử dụng trong quá trình xuất dữ liệu:
Thông báo Chức năng
MM_WOM_CLOSE Được gửi đi khi đóng thiết bị bằng hàm waveOutClose
MM_WOM_DONE Được gửi đi sau khi driver hoàn tất việc xuất dữ liệu bằng hàm wafveOutWrite.
MM_WOM_OPEN Được gửi đi khi thiết bị được mở bằng hàm waveOutOpen.
Các thông số wParam và lParam cũng rất cần thiết. Thông số wParam luôn luôn xác định handle của thiết bị waveform-audio. Đối với thông số lParam, Thông báo MM_WOM_DONE dùng thông số này trỏ tới cấu trúc WAVEHDR chỉ định sụ hoàn tất của dữ liệu trong khi thông số này không được hai Thông báo còn lại dùng.
Việc dùng này rất hữu hiệu, Thông báo MM_WOM_DONE sẽ là tín hiệu được báo về sau khi việc playback khối dữ liệu hoàn tất. Ta sẽ tiếp nhận Thông báo này và giải phóng các biến có liên quan.
Thay đổi volume của quá trình playback dữ liệu waveform audio
Chúng ta sẽ dùngcác hàm sau đây để lấy thông số volume cũng như thiết lập các thông số này theo yêu cầu.
Hàm Chức năng
WaveOutGetVolume Truy xuất mức volume của thiết bị xuất WaveOutSetVolume Thiết lập mức volume cho thiết bị
Giá trị volume là một số doubleword. Khi audio format là stereo, 16 bit cao chỉ giá trị volume của channel phải và 16 bits thấp chỉ giá trị volume của channel trái.
Còn nếu ở các thiết bị không hỗ trợ 2 kênh thì 16 bit thấp sẽ được sử dụng chỉ giá trị volume còn 16 bit cao sẽ không dùng đến.
Giá trị volume thay đổi từ giá trị 0x0 (silence) cho đến mức 0xFFFF (maximum)
Recording Waveform Audio
Chúng ta có thể sử dụng dịch vụ thu âm thanh theo chuẩn MCI. Tuy nhiên nếu thấy cần thiết, chúng ta có thể sử dụng các hàm thu âm thanh cấp thấp.
Các thông số dữ liệu dưới đây sẽ đặc trưng cho dạng dữ liệu waveform audio input
Structure Chức năng
HWAVEIN Handle của thiết bị input
WAVEFORMATEX Cấu trúc của dạng dữ liệu được thiết bị input hỗ trợ WAVEHDR Cấu trúc dùng làm header của khối dữ liệu input.
Nó cũng được dùng khi xuất dữ liệu ra Output WAVEINCAPS Cấu trúc dùng dò hỏi các khả năng của thiết bị
input
Trước khi bắt đầu công việc thu dữ liệu, chúng ta phải dùng hàm waveInGetDevCaps để dò hỏi khả năng cũng như xác định các thuôc tính của thiết bị.
Hàm sẽ trả về cấu trúc WAVEINCAPS xác định các thông số mong muốn.
Opening Waveform-Audio Input Devices
Để thu dữ liệu, trước hết chúng ta dùng hàm waveInOpen để mở thiết bị waveform input. Nếu thực thi thành công, hàm sẽ trả về cho chúng ta handle của thiết bị.
Managing Waveform-Audio Recording
Sau khi mở thiết bị, chúng ta có thể tiến hành việc thu dữ liệu. Dạng dữ liệu waveform thu được sẽ được đưa vào buffer, buffer này được trỏ đến trong cấu trúc WAVEHDR. Trước khi được sử dụng, chúng ta phải prepare buffer này.
Windows cung cấp cho chúng ta các hàm sau đây dùng thu dữ liệu waveform:
Hàm Chức năng
WaveInAddBuffer Gửi một buffer cho device driver, thiết bị sẽ thu dữ liệu vào khối này
WaveInReset Ngừng thu dữ liệu và đánh dấu tất cả các buffer đã thu xong
WaveInStart Bắt đầu thu dữ liệu.
WaveInStop Kết thúc việc thu dữ liệu
Chúng ta dùng hàm waveInAddBuffer để gửi các khối buffer tới device driver.
Khi dữ liệu được điền đầy vào buffer, ứng dụng sẽ được thông báo bằng window Thông báo, callback Thông báo, thread Thông báo, hay event, tùy theo cờ thông báo được chỉ định trong hàm open device.
Trước khi bắt đầu thu dữ liệu, chúng ta phải gửi ít nhất một buffer dữ liệu cho thiết bị input và khi đóng thiết bị, chúng ta gọi hàm waveInReset để đánh dấu các buffer đã được thu xong.
Using Window Messages to Manage Waveform-Audio Recording
Các Thông báo sau đây sẽ được dùng để quản lý việc thu dữ liệu dạng waveform audio:
Thông báo Chức năng
MM_WIM_CLOSE Được gửi đi khi thiết bị đóng lại khi gọi hàm waveInClose
MM_WIM_DATA Được gửi đi khi thiết bị thu đầy một buffer khi gọi hàm waveInAddBuffer
MM_WIM_OPEN Được gửi đi khi thiết bị được open khi gọi hàm waveInOpen
Thông số lParam của MM_WIM_DATA là pointer trỏ đến cấu trúc WAVEHDR để nhận dạng buffer dữ liệu. Buffer có thể không chứa đầy dữ liệu vì việc thu dữ liệu có thể kết thúc trước khi buffer được thu đầy. Chúng ta có thể biết được kích thước thật sự của dữ liệu bằng thông số dwBytesRecorded.
Audio data block
Hàm waveInAddBuffer và waveOutWrite có thông số yêu cầu ứng dụng chỉ định khối dữ liệu cần cho thiết bị sử dụng cho việc thu hay playback. Các hàm trên sử dụng cấu trúc WAVEHDR để miêu tả khối dữ liệu trên.
Trước khi sử dụng các hàm trên để gửi khối dữ liệu cho thiết bị. Chúng ta phải cấp phát vùng nhớ cho khối dự liệu và khối header. Khối header phải được prepare và unprepare bằng các hàm sau:
Hàm Chức năng
WaveInPrepareHeader Prepare khối dữ liệu input WaveInUnprepareHeader Unprepare khối dữ liệu input
WaveOutPrepareHeader Prepare khối dữ liệu output WaveOutUnprepareHeader Unprepare khối dữ liệu output
Trước khi gửi khối dữ liệu cho driver input hay output, chúng ta phải prepare chúng. Sau khi thiết bị sử dụng xong, các khối dữ liệu phải được unprepare trước khi giải phóng các vùng nhớ đã cung cấp.
Khi kích thước dữ liệu lớn, chúng ta phải cung cấp các buffer liên tục cho thiết bị, quá trình này phải diễn ra liên tục cho đến khi hoàn tất công việc và thiết bị được đóng lại.
Ứng dụng phải xác định và quản lý thời điểm mà thiết bị hoàn tất việc thự thi trên các khối dữ liệu để đưa ra các tác động thích hợp. Các cách sau đây được đưa ra:
Chi định hàm callback nhận Thông báo mà thiết bị gửi khi nó hoàn tất một khối dữ liệu.
Sử dụng các event callback
Chỉ định window hay thread nhận Thông báo gửi từ thiết bị.
Xác định bit WHDR_DONE trong cờ dwFlags của cấu trúc WAVEHDR đi kèm với mỗi khối dữ liệu.
Khi ứng dụng không đáp ứng được tốc độ xử lý các buffer thì chiến lược buffer kép có thể được đưa ra để tăng tốc độ thực thi.
Chúng ta sẽ khảo sát một số phương thức xử lý sau khi thiết bị hoàn tất một khối dữ liệu.
Dùng hàm callback để xử lý các driver messages
Để chỉ định hàm callback xử lý ứng vớicác driver message, chúng tachỉ định cờ CALLBACK_FUNCTION trong biến fdwOpen và địa chỉ hàm xử lý trong biến dwCallback khi gọi hàm waveInOpen hay waveOutOpen.
Messages gửi cho hàm callback tương tự như Thông báo gửi cho window, ngoại trừ việc nó có hai thông số DWORD thay vì một thông số DWORD và một thông số UINT.
Để gửi dữ liệu cho hàm callback chúng ta có thể dùng một trong hai cách sau:
Dùng thông số dwInstance trong hàm open device
Dùng field dwUser trong cấu trúc WAVEHDR để chỉ định khối dữ liệu gửi cho device driver.
Dùng event callback xử lý các driver message
Để dung event callback, chúng ta dùng hàm CreateEventđể truy xuất handle của event. Trong hàm open thiết bị, chỉ định cờ CALLBACK_EVENT cho thông số fdwOpen. Sau khi gọi hàm waveOutPrepareHeader nhưng trước khi gửi dữ liệu cho thiết bị, chúng ta tạo ra một nonsignal event bằng cách gọi hàm ResetEvent, chỉ định event handle được lấy từ hàm CreateEvent. Trong vòng loop để kiểm tra khi bit WHDR_DONE được set trong cấu trúc WAVEHDR, chúng ta gọi hàm WaitForSingleObject, chỉ định thông số event handle và giá trị time-out là INFINITE.
Giá trị event callback là giá trị dùng gọi hàm callback.
Bởi vì event callback không xác định được thông báo xác định close, done hay open. Ứng dụng phải kiểm tra tình trạng của hệ thống đang chờ sự kiện gì xảy ra để đưa ra các đáp ứng chính xác.
Dùng window hay thread để xử lý các message driver
Để dùng hàm window callback, chúng ta chỉ định thông số CALLBACK_
WINDOW trong biến fdwOpen và chỉ định handle của window trong thông số
dwCallback khi gọi hàm open thiết bị. Driver message sẽ được gửi tới window procedure.
Tương tự như vậy, chúngta sẽchỉ định thông số CALLBACK_THREAD và thread handle trong hàm open khi chúng ta muốn thread xử lý các driver message.
Ngoài cách thức dùng hàm callback, chúng ta có thể dựa vào thông số dwFlags trong WAVEHDR để xác định xem thiết bị có hoàn tất việc xử lý khối dữ liệu hay chưa.
Các hàm kiểm tra lỗi
Các hàm waveform audio sẽ trả về giá trị khác 0 khi có lỗi xảy ra. Windows cung cấp cho chúng ta các hàm xác định lỗi dựa trên các thông số này. Ứng dụng sẽ dựa vào các thông số xác định lỗi để quyết định công việc thực thi tiếp tục. Các hàm sau được dùng để xác định các lỗi xảy ra:
Hàm Chức năng
WaveInGetErrorText Trả về chuỗi text xác định lỗi xảy ra của input device
WaveOutGetErrorText Trả về chuỗi text xác định lỗi xảy ra của output device
IV.2 KỸ THUẬT TRUYỀN NHẬN ÂM THANH TRÊN MẠNG IP