Core Audio APIs 技術筆記一（揚聲器音量設置）

mediatv 2019-10-29

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最近在做winsows上音頻方面的程序，用到Core Audio APIs系列API來設置相關音頻設備參數(shù)，所以對用到這方面的知識做一個總結。Core Audio APIs是Windows Vista家族后提供一套新的底層API，主要有以下幾個內(nèi)容

Multimedia Device (MMDevice) API：用來枚舉操作系統(tǒng)自帶的音頻終端設備對象。
Windows Audio Session API (WASAPI)：根據(jù)第一步枚舉處理終端設備對象創(chuàng)建和管理音頻流。
DeviceTopology API：使用此類API可以直接訪問音頻適配器中的硬件數(shù)據(jù)通路的拓撲特性（如音量控制，多路復用器等）。
EndpointVolume API：使用此類API可以直接訪問音頻設備的聲音控制，這類API主要是給那些毒戰(zhàn)模式管理音頻流的應用程序。

下面讓我們用代碼事例設置麥克風和揚聲器音量大小，以及設置麥克風加強來說明相關用法：

1. 首先我們定義相關COM接口如下，后面要用到：

CComPtr<IMMDeviceEnumerator >	m_pIMMEnumerator;	//主要用于枚舉設備接口
CComPtr<IAudioEndpointVolume>	m_pRenderEndptVol;	//揚聲器音量控制接口
CComPtr<ISimpleAudioVolume>	m_pRenderSimpleVol;	//揚聲器的會話音量控制接口

2.創(chuàng)建IMMDeviceEnumerator接口，IMMDeviceEnumerator接口是獲取后面設備對象的根本，所以先要創(chuàng)建這個接口，用常用創(chuàng)建COM接口的CoCreateInstance（）來創(chuàng)建，指定相應的參數(shù)，很基本用法，不做過多說明。

HRESULT hr = S_OK;
hr = CoCreateInstance(CLSID_MMDeviceEnumerator, NULL, CLSCTX_INPROC_SERVER, IID_IMMDeviceEnumerator, (void**）&m_pIMMEnumerator);

pIMMEnumerator對象創(chuàng)建好，我們可以看看這個接口可以用的方法：

class IMMDeviceEnumerator : public IUnknown
{
	public:
	virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE EnumAudioEndpoints(EDataFlow dataFlow, DWORD dwStateMask, IMMDeviceCollection **ppDevices) = 0;
	virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE GetDefaultAudioEndpoint(EDataFlow dataFlow, ERole role, IMMDevice **ppEndpoint) = 0;
	virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE GetDevice(LPCWSTR pwstrId, IMMDevice **ppDevice) = 0;
	virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE RegisterEndpointNotificationCallback(IMMNotificationClient *pClient) = 0;
	virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE UnregisterEndpointNotificationCallback(IMMNotificationClient *pClient) = 0;
};

可以看到除過IUnKonwn接口方法外有屬于自己的五個方法，分別如下:

//枚舉系統(tǒng)所有設備
EnumAudioEndpoints(EDataFlow dataFlow, DWORD dwStateMask, IMMDeviceCollection **ppDevices);
//獲取系統(tǒng)默認音頻設備，類似主音頻設備
GetDefaultAudioEndpoint(EDataFlow dataFlow, ERole role, IMMDevice **ppEndpoint);
//根據(jù)設備ID獲取指定的設備，設備ID可以通過EnumAudioEndpoints()獲取，也可以通過DSound函數(shù)DirectSoundEnumerate()等獲取。
GetDevice(LPCWSTR pwstrId, IMMDevice **ppDevice)；
//注冊給終端設備一些通知事件，注冊后比如當設備撥出、插入、有變化時會收到相應的通知事件。
RegisterEndpointNotificationCallback(IMMNotificationClient *pClient);
//注銷掉之前注冊的通知回調(diào)。
UnregisterEndpointNotificationCallback();

本次我們主要是用GetDefaultAudioEndpoint()和GetDevice()這兩個接口方法。

4.獲取IAudioEndpointVolume揚聲器m_pRenderEndptVol接口，首先我們要定義一個IMMDevice對象，根據(jù)剛剛創(chuàng)建的m_pIMMEnumerator對象獲取相應的IMMDevice對象，然后用獲取的IMMDevice對象激活m_pRenderEndptVol接口。

如果之前沒有獲取終端ID則可以使用

//EDataFlow/有三個常用的變量：
//eAll : 會列舉出系統(tǒng)中所有的音頻設備包括Render --- 揚聲器， Capture --- Microphone, Stereo Mixer；
//eRender: 會列舉出系統(tǒng)中所有的音頻播放設備；
//eCapture: 會列舉出系統(tǒng)中所有音頻采集設備；
//ERole 設備角色，假如系統(tǒng)中有多個音頻設備，那么一個設備可能用戶是用來播放電影的，另一個可能是用來玩游戲的，因此就引入了角色的概念。
//eConsole : 與計算機交互;    eCommunications : 與他人的聲音交流;     eMultimedia : 播放或者錄制電影和音樂，一般默認使用eConsole。
//ppEndpoint：需要接收獲取設備對象指針。
HRESULT GetDefaultAudioEndpoint(EDataFlow dataFlow, ERole role, IMMDevice **ppEndpoint);

如果之前已經(jīng)枚舉出設備ID，想要根據(jù)設備ID過去指定的設備對象，可以使用

//pwstrId： 已經(jīng)獲取的設備ID；
//ppDevice：需要接收獲取設備對象二重指針；
HRESULT GetDevice(LPCWSTR pwstrId, IMMDevice **ppDevice)

示例代碼如下：

	HRESULT hr = S_OK;
	CComPtr<IMMDevice> pIMMDeivce = NULL;
	if(strEndPointID.empty())
	{
		hr = m_pIMMEnumerator->GetDefaultAudioEndpoint(eRender,eConsole,&pIMMDeivce);
	}
	else
	{
		hr = m_pIMMEnumerator->GetDevice(strEndPointID.c_s(),&pIMMDeivce);
	}

獲取pIMMDeivce對象后，就可以用這個對象接口激活自己想要控制的相應音量設備的接口了，先看下IMMDevice接口擁有屬于自己的方法：

class IMMDevice : public IUnknown
{
	public:
	virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE Activate(REFIID iid, DWORD dwClsCtx, PROPVARIANT *pActivationParams, void **ppInterface) = 0;
	virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE OpenPropertyStore(DWORD stgmAccess,IPropertyStore **ppProperties) = 0;
	virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE GetId(LPWSTR *ppstrId) = 0;
	virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE GetState(DWORD *pdwState) = 0;
};

簡單注釋下這個幾個函數(shù)意義：

//激活這個設備下指定接口的COM對象；
//iid：指定獲取接口的GUID；
//dwClsCtx：執(zhí)行上下文，一般指定CLSCTX_ALL獲取所有信息；
//pActivationParams：對于IID_IAudioEndpointVolume接口設置為NULL。
//ppInterface：需要接收獲取設備對象二重指針；
HRESULT Activate(REFIID iid, DWORD dwClsCtx, PROPVARIANT *pActivationParams, void **ppInterface)
//打開一個設備的屬性存儲接口；
HRESULT OpenPropertyStore(DWORD stgmAccess,IPropertyStore **ppProperties)
//獲取設備ID；
HRESULT GetId(LPWSTR *ppstrId)
//獲取設備狀態(tài)信息； 
HRESULT GetState(DWORD *pdwState)

我們主要用的是Activate()方法，首先我們獲取揚聲器音量控制接口m_pRenderEndptVol，如下

//主聲音設備
hr = pIMMDeivce->Activate(IID_IAudioEndpointVolume, CLSCTX_ALL, NULL, (void**)&m_pRenderEndptVol);

獲取到m_pRenderEndptVol接口后我們就可以用這個接口設置系統(tǒng)揚聲器音量了。
5.設置系統(tǒng)揚聲器音量，也就是主音量，先看看剛剛我們獲取m_pRenderEndptVol接口擁有屬于自己的方法：

class IAudioEndpointVolume : public IUnknown
{
    public:
        virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE RegisterControlChangeNotify(IAudioEndpointVolumeCallback *pNotify) = 0;
        virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE UnregisterControlChangeNotify(IAudioEndpointVolumeCallback *pNotify) = 0;
        virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE GetChannelCount(UINT *pnChannelCount) = 0;
        virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE SetMasterVolumeLevel(float fLevelDB,LPCGUID pguidEventContext) = 0;
        virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE SetMasterVolumeLevelScalar(float fLevel,LPCGUID pguidEventContext) = 0;
        virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE GetMasterVolumeLevel(float *pfLevelDB) = 0;
        virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE GetMasterVolumeLevelScalar(float *pfLevel) = 0;
        virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE SetChannelVolumeLevel(UINT nChannel,float fLevelDB,LPCGUID pguidEventContext) = 0;
        virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE SetChannelVolumeLevelScalar(UINT nChannel,float fLevel,LPCGUID pguidEventContext) = 0;
        virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE GetChannelVolumeLevel(UINT nChannel,float *pfLevelDB) = 0;
        virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE GetChannelVolumeLevelScalar(UINT nChannel,float *pfLevel) = 0;
        virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE SetMute(BOOL bMute,LPCGUID pguidEventContext) = 0;
        virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE GetMute(BOOL *pbMute) = 0;
        virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE GetVolumeStepInfo(UINT *pnStep,UINT *pnStepCount) = 0;
        virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE VolumeStepUp(LPCGUID pguidEventContext) = 0;
        virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE VolumeStepDown(LPCGUID pguidEventContext) = 0;
        virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE QueryHardwareSupport(DWORD *pdwHardwareSupportMask) = 0;
        virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE GetVolumeRange(float *pflVolumeMindB,float *pflVolumeMaxdB,float *pflVolumeIncrementdB) = 0;  
};

這個IAudioEndpointVolume接口方法很多，不仔細介紹每一個了，只介紹我們需要用到的幾個方法，大家可以根據(jù)自己的需要，顧名思義找到自己需要用的方法。

/*
設置音頻終端的主音量電；
fLevel：主音量數(shù)值級別，這個值范圍在0到1之間；
pguidEventContext)：此參數(shù)指向一個事件上下文的GUID，如果SetMasterVolumeLevelScalar調(diào)用更改端點的音量，所有已注冊客戶IAudioEndpointVolumeCallback接口與端點將接收通知。
*/
HRESULT SetMasterVolumeLevelScalar(float fLevel,LPCGUID pguidEventContext);
//獲取音頻終端的主音量電平；
HRESULT GetMasterVolumeLevelScalar(float *pfLevel);
//設置音頻終端是否為靜音狀態(tài);
HRESULT SetMute(BOOL bMute,LPCGUID pguidEventContext);
//獲取音頻終端是靜音狀態(tài);
HRESULT GetMute(BOOL *pbMute);

其余幾個參數(shù)很簡單，看名字就知道什么意思，不作過多介紹。

設置系統(tǒng)揚聲器音量代碼示例：

float level = 0.5f;//這個值可以跟進相應比例換算所得
hr = m_pRenderEndptVol->SetMasterVolumeLevelScalar(level, NULL);

獲取系統(tǒng)揚聲器音量代碼示例：

float level = 0.0f;
hr = m_pRenderEndptVol->GetMasterVolumeLevelScalar(&level);

注意level這個值一般根據(jù)界面滑動條最大值按比例換算所得。
設置系統(tǒng)揚聲器靜音示例：

hr = m_pRenderSimpleVol->SetMute(TRUE, NULL);

獲取系統(tǒng)揚聲器靜音狀態(tài)示例：

BOOL bMute = 0;
hr = m_pRenderSimpleVol->GetMute(&bMute);

這只是簡單的幾種參數(shù)設置，大家可以根據(jù)自己的需要來選擇不同方法達到自己目的。

6.設置應用程序會話音量
上面設置的都是系統(tǒng)揚聲器的音量，即相應的設置會影響系統(tǒng)上所有軟件的音量，下面我們來設置屬于應用程序本身的會話音量，所謂會話音量即時這個應用程序本身的音量，設置會話音量的大小只會影響應用程序本身的音量大小，不會影響系統(tǒng)其它程序音量的大小。首先我們要獲取IAudioSessionManager接口對象，方法是通過已經(jīng)獲取IMMDevice接口對象來激活IAudioSessionManager接口對象，然后就可以通過IAudioSessionManager接口來獲取ISimpleAudioVolume接口對象了，最后通過ISimpleAudioVolume接口對象就可以操作會話音量的大小了。示例代碼如下：

//合成器界面
CComPtr<IAudioSessionManager> pSessionManager = NULL;
hr = pIMMDeivce->Activate(IID_IAudioSessionManager, CLSCTX_INPROC_SERVER, NULL, (void **)(&pSessionManager));
if(FAILED(hr)) return;
hr = pSessionManager->GetSimpleAudioVolume(NULL, FALSE, &m_pRenderSimpleVol);

獲取到ISimpleAudioVolume接口對象后就可以使用其具有的方法操作具體的功能了，看下這個接口有的方法：

class ISimpleAudioVolume : public IUnknown
{
    public:
        virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE SetMasterVolume(float fLevel, LPCGUID EventContext) = 0;
        virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE GetMasterVolume(float *pfLevel) = 0;
        virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE SetMute(const BOOL bMute, LPCGUID EventContext) = 0;
        virtual HRESULT STDMETHODCALLTYPE GetMute(BOOL *pbMute) = 0;
};

所有方法和上面IAudioEndpointVolume接口方法基本一樣，直接貼代碼說明
設置和獲取會話音量的大?。?pre>

//設置揚聲器會話音量大小
float fVol = 0.5f;
hr = m_pRenderSimpleVol->SetMasterVolume(fVol, NULL);
//獲取揚聲器會話音量大小
float fVol = 0.0f;
hr = m_pRenderSimpleVol->GetMasterVolume(&fVol);

設置和獲取會話音量的靜音狀態(tài)：

//設置揚聲器會話音量靜音狀態(tài)
BOOL bMute = TRUE;
hr = m_pRenderSimpleVol->SetMute(bMute , NULL);
//獲取揚聲器靜音狀態(tài)
hr = m_pRenderSimpleVol->GetMute(&bMute);

揚聲器里面的功能設置還有很多方法，介紹只是最基本的方法，大家可以根據(jù)自己需要挖掘更深層的設置方法，這一節(jié)就先介紹到這里吧，下一節(jié)介紹系統(tǒng)麥克風方面一些簡單的設置。

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