一、数字音频基础知识
Fourier级数：
任何周期的波形可以分解成多个正弦波，这些正弦波的频率都是整数倍。级数中其他正线波的频率是基础频率的整数倍。基础频率称为一级谐波。
PCM:
pulse code modulation,脉冲编码调制，即对波形按照固定周期频率采样。为了保证采样后数据质量，采样频率必须是样本声音最高频率的两倍，这就是Nyquist频率。
样本大小：采样后用于存储振幅级的位数，实际就是脉冲编码的阶梯数，位数越大表明精度越高，这一点学过数字逻辑电路的应该清楚。
声音强度：
波形振幅的平方。两个声音强度上的差常以分贝(db)为单位来度量，
计算公式如下：
20*log(A1/A2)分贝。A1,A2为两个声音的振幅。如果采样大小为8位，则采样的动态范围为20*log(256)分贝=48db。如果样本大小为16位，则采样动态范围为20*log(65536)大约是96分贝，接近了人听觉极限和痛苦极限，是再线音乐的理想范围。windows同时支持8位和16位的采样大小。
二、相关API函数，结构，消息
对于录音设备来说，windows 提供了一组wave***的函数，比较重要的有以下几个：
打开录音设备函数
MMRESULT waveInOpen(
LPHWAVEIN phwi, //输入设备句柄
UINT uDeviceID, //输入设备ID
LPWAVEFORMATEX pwfx, //录音格式指针
DWORD dwCallback, //处理MM_WIM_***消息的回调函数或窗口句柄，线程ID
DWORD dwCallbackInstance,
DWORD fdwOpen //处理消息方式的符号位
);
为录音设备准备缓存函数
MMRESULT waveInPrepareHeader( HWAVEIN hwi, LPWAVEHDR pwh, UINT bwh );
给输入设备增加一个缓存
MMRESULT waveInAddBuffer( HWAVEIN hwi, LPWAVEHDR pwh, UINT cbwh );
开始录音
MMRESULT waveInStart( HWAVEIN hwi );
清除缓存
MMRESULT waveInUnprepareHeader( HWAVEIN hwi,LPWAVEHDR pwh, UINT cbwh);
停止录音
MMRESULT waveInReset( HWAVEIN hwi );
关闭录音设备
MMRESULT waveInClose( HWAVEIN hwi );
Wave_audio数据格式
typedef struct {
WORD wFormatTag; //数据格式，一般为WAVE_FORMAT_PCM即脉冲编码
WORD nChannels; //声道
DWORD nSamplesPerSec; //采样频率
DWORD nAvgBytesPerSec; //每秒数据量
WORD nBlockAlign;
WORD wBitsPerSample;//样本大小
WORD cbSize;
} WAVEFORMATEX;
waveform-audio 缓存格式
typedef struct {
LPSTR lpData; //内存指针
DWORD dwBufferLength;//长度
DWORD dwBytesRecorded; //已录音的字节长度
DWORD dwUser;
DWORD dwFlags;
DWORD dwLoops; //循环次数
struct wavehdr_tag * lpNext;
DWORD reserved;
} WAVEHDR;
相关消息
MM_WIM_OPEN:打开设备时消息，在此期间我们可以进行一些初始化工作
MM_WIM_DATA：当缓存已满或者停止录音时的消息，处理这个消息可以对缓存进行重新分配，实现不限长度录音
MM_WIM_CLOSE：关闭录音设备时的消息。
相对于录音来说，回放就简单的多了，用到的函数主要有以下几个：
打开回放设备
MMRESULT waveOutOpen(
LPHWAVEOUT phwo,
UINT uDeviceID,
LPWAVEFORMATEX pwfx,
DWORD dwCallback,
DWORD dwCallbackInstance,
DWORD fdwOpen
);
为回放设备准备内存块
MMRESULT waveOutPrepareHeader(
HWAVEOUT hwo,
LPWAVEHDR pwh,
UINT cbwh
);
写数据（放音）
MMRESULT waveOutWrite(
HWAVEOUT hwo,
LPWAVEHDR pwh,
UINT cbwh
);
相应的也有三个消息，用法跟录音的类似：
三、程序设计
一个录音程序的简单流程： 打开录音设备waveInOpen===>准备wave数据头waveInPrepareHeader===>
准备数据块waveInAddBuffer===>开始录音waveInStart===>停止录音(waveInReset) ===>
关闭录音设备(waveInClose)
当开始录音后当buffer已满时，将收到MM_WIM_DATA消息，处理该消息可以保存已录好数据。
回放程序比这个要简单的多： 打开回放设备waveOutOpen===>准备wave数据头waveOutPrepareHeader===>写wave数据waveOutWrite===>
停止放音(waveOutRest) ===>关闭回放设备(waveOutClose)
如何处理MM消息： MSDN告诉我们主要有 CALLBACK_FUNCTION、CALL_BACKTHREAD、CALLBACK_WINDOW 三种方式，常用的是
Thread,window方式。
线程模式
waveInOpen(&hWaveIn,WAVE_MAPPER,&waveform,m_ThreadID,NULL,CALLBACK_THREAD)，我们可以继承MFC的CwinThread类，只要相应的处理线程消息即可。
MFC线程消息的宏为：
ON_THREAD_MESSAGE,
可以这样添加消息映射： ON_THREAD_MESSAGE(MM_WIM_CLOSE, OnMM_WIM_CLOSE)
窗口模式
类似于线程模式，参见源程序即可。
延伸阅读
文章来源于领测软件测试网 https://www.ltesting.net/
