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使用HTML5 API(AudioContext)实现可视化频谱效果

来源:程序员人生   发布时间:2015-05-12 09:41:33 阅读次数:9613次

HTML5 可视化频谱效果


如今的HTML5技术正让网页变得愈来愈强大,通过其Canvas标签与AudioContext对象可以轻松实现之前在Flash或Native App中才能实现的频谱唆使器的功能。

Demo: Cyandev Works - HTML5 Audio Visualizing

开始使用AudioContext

The AudioContext interface represents an audio-processing graph built from audio modules linked together, each represented by an AudioNode.

根据MDN的文档,AudioContext是1个专门用于音频处理的接口,并且工作原理是将AudioContext创建出来的各种节点(AudioNode)相互连接,音频数据流经这些节点并作出相应处理。

创建AudioContext对象

由于阅读器兼容性问题,我们需要为不同阅读器配置AudioContext,在这里我们可以用下面这个表达式来统1对AudioContext的访问。

var AudioContext = window.AudioContext || window.webkitAudioContext; var audioContext = new AudioContext(); //实例化AudioContext对象

附. 阅读器兼容性

阅读器 Chrome Firefox IE Opera Safari
支持版本 10.0 25.0 不支持 15.0 6.0

固然,如果阅读器不支持的话,我们也没有办法,用IE的人们我想也不需要这些效果。但最好实践是使用的时候判断1下上面声明的变量是不是为空,然后再做其他操作。

解码音频文件

读取到的音频文件是2进制类型,我们需要让AudioContext先对其解码,然后再进行后续操作。

audioContext.decodeAudioData(binary, function(buffer) { ... });

方法decodeAudioData被调用后,阅读器将开始解码音频文件,这需要1定时间,我们应当让用户知道阅读器正在解码,解码成功后会调用传进去的回调函数,decodeAudioData还有第3个可选参数是在解码失败时调用的,我们这里就先不实现了。

创建音频处理节点

这是最关键的1步,我们需要两个音频节点:

  • AudioBufferSourceNode
  • AnalyserNode

前者是用于播放解码出来的buffer的节点,而后者是用于分析音频频谱的节点,两个节点顺次连接就可以完成我们的工作。

创建AudioBufferSourceNode

var audioBufferSourceNode; audioBufferSourceNode = audioContext.createBufferSource();

创建AnalyserNode

var analyser; analyser = audioContext.createAnalyser(); analyser.fftSize = 256;

上面的fftSize是用于肯定FFT大小的属性,那FFT是甚么高3的博主还不知道,其实也不需要知道,总之最后获得到的数组长度应当是fftSize值的1半,还应当保证它是以2为底的幂。

连接节点

audioBufferSourceNode.connect(analyser); analyser.connect(audioContext.destination);

上面的audioContext.destination是音频要终究输出的目标,我们可以把它理解为声卡。所以所有节点中的最后1个节点应当再连接到audioContext.destination才能听到声音。

播放音频

所有工作就绪,在解码终了时调用的回调函数中我们就能够开始播放了。

audioBufferSourceNode.buffer = buffer; //回调函数传入的参数 audioBufferSourceNode.start(0); //部份阅读器是noteOn()函数,用法相同

参数代表播放出发点,我们这里设置为0意味着从头播放。

文件读取

HTML5支持文件选择、读取的特性,我们利用这个特性可以实现不上传,即播放的功能。


HTML标签

在你的页面中找个位置插入:

<input id="fileChooser" type="file" />

Js逻辑

var file; var fileChooser = document.getElementById('fileChooser'); fileChooser.onchange = function() { if (fileChooser.files[0]) { file = fileChooser.files[0]; // Do something with 'file'... } }

使用FileReader异步读取文件

var fileContent; var fileReader = new FileReader(); fileReader.onload = function(e) { fileContent = e.target.result; // Do something with 'fileContent'... } fileReader.readAsArrayBuffer(file);

其实这里的fileContent就是上面AudioContext要解码的那个binary,至此两部份的工作就能够连起来了。

WARNING:

Chrome或Firefox阅读器的跨域访问限制会使FileReader在本地失效,Chrome用户可在调试时添加命令行参数:

chrome.exe --disable-web-security

Canvas绘制频谱

这1部份我不打算详细叙述,就提几个重点。

AnalyserNode数据解析

在绘制之前通过下面的方法获得到AnalyserNode分析的数据:

var dataArray = new Uint8Array(analyser.frequencyBinCount); analyser.getByteFrequencyData(dataArray);

数组中每一个元素是从0到fftSize属性值的数值,这样我们通过1定比例就可以控制能量条的高度等状态。

requestAnimationFrame的使用

要使动画动起来,我们需要不断重绘Canvas标签里的内容,这就需要requestAnimationFrame这个函数了,它可以帮你以60fps的帧率绘制动画。

使用方法:

var draw = function() { // ... window.requestAnimationFrame(draw); } window.requestAnimationFrame(draw);

这段代码应当不难理解,就是1个类似递归的调用,但不是递归,有点像Android中的postInvalidate

实例代码

贴上我写的1段绘制代码:

var render = function() { ctx = canvas.getContext("2d"); ctx.strokeStyle = "#00d0ff"; ctx.lineWidth = 2; ctx.clearRect(0, 0, canvas.width, canvas.height); //清算画布 var dataArray = new Uint8Array(analyser.frequencyBinCount); analyser.getByteFrequencyData(dataArray); var step = Math.round(dataArray.length / 60); //采样步长 for (var i = 0; i < 40; i++) { var energy = (dataArray[step * i] / 256.0) * 50; for (var j = 0; j < energy; j++) { ctx.beginPath(); ctx.moveTo(20 * i + 2, 200 + 4 * j); ctx.lineTo(20 * (i + 1) - 2, 200 + 4 * j); ctx.stroke(); ctx.beginPath(); ctx.moveTo(20 * i + 2, 200 - 4 * j); ctx.lineTo(20 * (i + 1) - 2, 200 - 4 * j); ctx.stroke(); } ctx.beginPath(); ctx.moveTo(20 * i + 2, 200); ctx.lineTo(20 * (i + 1) - 2, 200); ctx.stroke(); } window.requestAnimationFrame(render); }

OK,大致就是这样,以后可以加1些css样式,完善1下业务逻辑,这里就不再阐释了。最后贴上整理好的全部代码:

HTML 部份

<html> <head> <title>HTML5 Audio Visualizing</title> <style type="text/css"> body { background-color: #222222 } input { color: #ffffff } #wrapper { display: table; width: 100%; height: 100%; } #wrapper-inner { display: table-cell; vertical-align: middle; padding-left: 25%; padding-right: 25%; } #tip { color: #fff; opacity: 0; transition: opacity 1s; -moz-transition: opacity 1s; -webkit-transition: opacity 1s; -o-transition: opacity 1s; } #tip.show { opacity: 1 } </style> <script type="text/javascript" src="./index.js"></script> </head> <body> <div id="wrapper"> <div id="wrapper-inner"> <p id="tip">Decoding...</p> <input id="fileChooser" type="file" /> <br> <canvas id="visualizer" width="800" height="400">Your browser does not support Canvas tag.</canvas> </div> </div> </body> </html>

Js部份

var AudioContext = window.AudioContext || window.webkitAudioContext; //Cross browser variant. var canvas, ctx; var audioContext; var file; var fileContent; var audioBufferSourceNode; var analyser; var loadFile = function() { var fileReader = new FileReader(); fileReader.onload = function(e) { fileContent = e.target.result; decodecFile(); } fileReader.readAsArrayBuffer(file); } var decodecFile = function() { audioContext.decodeAudioData(fileContent, function(buffer) { start(buffer); }); } var start = function(buffer) { if(audioBufferSourceNode) { audioBufferSourceNode.stop(); } audioBufferSourceNode = audioContext.createBufferSource(); audioBufferSourceNode.connect(analyser); analyser.connect(audioContext.destination); audioBufferSourceNode.buffer = buffer; audioBufferSourceNode.start(0); showTip(false); window.requestAnimationFrame(render); //先判断是不是已调用1次 } var showTip = function(show) { var tip = document.getElementById('tip'); if (show) { tip.className = "show"; } else { tip.className = ""; } } var render = function() { ctx = canvas.getContext("2d"); ctx.strokeStyle = "#00d0ff"; ctx.lineWidth = 2; ctx.clearRect(0, 0, canvas.width, canvas.height); var dataArray = new Uint8Array(analyser.frequencyBinCount); analyser.getByteFrequencyData(dataArray); var step = Math.round(dataArray.length / 60); for (var i = 0; i < 40; i++) { var energy = (dataArray[step * i] / 256.0) * 50; for (var j = 0; j < energy; j++) { ctx.beginPath(); ctx.moveTo(20 * i + 2, 200 + 4 * j); ctx.lineTo(20 * (i + 1) - 2, 200 + 4 * j); ctx.stroke(); ctx.beginPath(); ctx.moveTo(20 * i + 2, 200 - 4 * j); ctx.lineTo(20 * (i + 1) - 2, 200 - 4 * j); ctx.stroke(); } ctx.beginPath(); ctx.moveTo(20 * i + 2, 200); ctx.lineTo(20 * (i + 1) - 2, 200); ctx.stroke(); } window.requestAnimationFrame(render); } window.onload = function() { audioContext = new AudioContext(); analyser = audioContext.createAnalyser(); analyser.fftSize = 256; var fileChooser = document.getElementById('fileChooser'); fileChooser.onchange = function() { if (fileChooser.files[0]) { file = fileChooser.files[0]; showTip(true); loadFile(); } } canvas = document.getElementById('visualizer'); }

以上。

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