如何在 C# 中合成和输出简单的声波？答案

【问题标题】：How can i synthesize and output simple sound waves in C#?如何在 C# 中合成和输出简单的声波？
【发布时间】：2010-10-30 08:04:15
【问题描述】：

如果你口齿不清，请不要试图说出我的标题。

但是，是的，为更复杂的锯齿波和其他波生成简单或奖励的最简单方法是什么。

【问题讨论】：

标签： c# windows audio

【解决方案1】：

根据我的经验，.wav file format（Wikipedia entry 列出了提供文件格式的其他文档；使用您认为最好的那个）是最简单且广泛使用的一个。编写未压缩的 PCM 非常容易。

对于正弦波和锯齿波，我会将任务分为采样和文件生成。所以你可能有这样的界面：

public interface IWave
{       
    double Sample(double time);
}

Sample 将被赋予大于 0（但可能大于 1）的时间，并应返回介于 -1 和 1 之间的值。（您可以为此使用委托。）然后编写一个文件生成器根据采样持续时间（例如“100000 波”）和采样频率（例如 50000 Hz）创建一个 wav 文件。

那么这只是适当地实施IWave 的一个例子——例如一个版本，它返回sin(time / (2 * pi)) 用于简单的正弦波，或(time % 1.0) * 2 - 1 用于锯齿。为了获得额外的乐趣，您可以编写合成函数来加速或减慢波浪、放大它、合并其他波浪等。当然，文件生成器不需要知道这些。任何。它只需要 single IWave 并对其进行适当的采样次数，将 [-1, 1] 范围适当地缩放到 [0, 255]。

【讨论】：

【解决方案2】：

只是为了详细说明 Jon 已经说过的内容 - 您所做的只是创建一个 8 位（即字节 [1024]）或 16 位缓冲区并将其填充（即对于方波，它是 [255 255 255 255 0 0 0 0 255 255 255 255 0 0 0 0]）。

【讨论】：

【解决方案3】：

查看this question 以获取有关如何在 C# 中生成正弦波的示例代码。将其扩展到方波或锯齿波将非常容易。您可以通过将简单波形混合在一起来生成更复杂的波形。

如果需要，您还可以使用NAudio WaveFileWriter 类将生成的数据写入WAV文件。

【讨论】：

【解决方案4】：

有一篇 Charles Petzold 文章 Simple Electronic Music Sequencer for Silverlight 基于 Gilles Khouzam 的博客条目 Playing back Wave files in Silverlight 和 Pete Brown 的 Creating Sound using MediaStreamSource in Silverlight 3 Beta。 Mike Hodnick 有一篇有用的博客文章，其中包含基于 Petzold 文章的示例代码Digital Audio Synthesis on Windows Phone 7。

在主窗口的 XAML 中，Mike 引入了一个媒体元素

<MediaElement x:Name="media"/>

然后使用SetSource方法将媒体元素源设置为他正在构建的wave

this.media.SetSource(new TonesSource());
this.media.Play();

Mike 的 ToneSource 继承了他的 BaseSource，而后者又继承了 MediaStreamSource 并覆盖了它的几个方法：OpenMediaAsync、GetSampleAsync、SeekAsync、CloseMedia、GetDiagnosticAsync 和 @987654 .在the MSDN documentation 中有更多关于它们的信息； Mike 的代码本身并不长，但涉及到位移和写入内存流，值得在the source provided in Mike's blog post 中查看。

Mike 的ToneSource 类然后提供立体声样本

protected override StereoSample GetSample()
{
    short left = 0;
    short right = 0;

    foreach (var oscillator in this.leftOscillators)
        left += oscillator.GetNextSample();

    foreach (var oscillator in this.rightOscillators)
        right += oscillator.GetNextSample();

    return new StereoSample() { Left = left, Right = right };
}

使用他的Oscillator 类

public short GetNextSample()
{
    ushort wholePhaseAngle = (ushort)(phaseAngle >> 16);
    short amplitude = 0;
    amplitude = (short)(short.MaxValue * Math.Sin(2 * Math.PI * wholePhaseAngle / ushort.MaxValue));
    amplitude = (short)((amplitude * multiplier) >> 16);
    phaseAngle += phaseAngleIncrement;

    return amplitude;
}

Mike 还提供的NoiseSource 比他的ToneSource 还要简单

protected override StereoSample GetSample()
{
    return new StereoSample()
    {
        Left = (short)random.Next(short.MinValue, short.MaxValue),
        Right = (short)random.Next(short.MinValue, short.MaxValue)
    };
}

【讨论】：