NDK JNI 变声器实现

Android NDK 导入 C库的开发流程学习；通过使用fmod的C库，实现变声器功能。

1. 导入库文件

1）复制fmod的C库到cpp目录下

2）复制fmod的so库到jniLibs目录下

3）复制fmod的jar库到libs目录下

4）将声音文件复制到assets目录下

fmod库文件资源：https://wwgl.lanzout.com/ilXHP0pn7f4f

2. 打开CMakeLists.txt导入fmod库文件

cmake_minimum_required(VERSION 3.10.2) # 最低支持的CMake版本project("whine")# TODO 第一步 导入头文件（fmod库）
include_directories("inc")# 批量导入所有文件
file(GLOB allCPP *.c *.h *.cpp)add_library(native-lib # 打包出来库的名称 libnative-lib.soSHARED # 动态库${allCPP} # 添加所有库文件
)# TODO 第二步 导入库文件（fmod库）
# ${CMAKE_CXX_FLAGS} 原先的CMake环境 +
# -L${CMAKE_SOURCE_DIR}/../jniLibs/${CMAKE_ANDROID_ARCH_ABI} 加上新的fmod库的路径
# CMAKE_SOURCE_DIR == CMakeLists.txt所在的路径
# /../ 回退到cpp目录
# jniLibs/ 进入jniLibs目录
# ${CMAKE_ANDROID_ARCH_ABI} 使用当前手机CPU系统结构对应的库 如：arm64-v8a
set(CMAKE_CXX_FLAGS "${CMAKE_CXX_FLAGS} -L${CMAKE_SOURCE_DIR}/../jniLibs/${CMAKE_ANDROID_ARCH_ABI}")find_library(log-liblog # 自动寻找log库
)# TODO 第三步 链接具体的库，到 libnative-lib.so总库
target_link_libraries(native-lib${log-lib}fmod # 具体的库 链接到 libnative-lib.so里面去fmodL # 具体的库 链接到 libnative-lib.so里面去
)

3. 打开build.gradle，指定CPU架构和依赖fmod的jar包

defaultConfig {// TODO 第四步externalNativeBuild {cmake {// cppFlags "" // 默认五大平台// 指定CPU架构，Cmake的本地库， 例如：native-lib ---> arm64-v8aabiFilters "arm64-v8a"}}// TODO 第五步// 指定CPU架构，打入APK lib/CPU平台ndk {abiFilters "arm64-v8a"}
}dependencies {// TODO 第六步：依赖fmod的jar包implementation files("libs\\fmod.jar");
}

4. 准备工作完成，开始编写Activity代码

1）定义变声模式

/*** 定义变声模式* 0 正常； 1 萝莉； 2 大叔； 3 惊悚； 4 搞怪； 5 回声；*/
private static final int MODE_NORMAL = 0;
private static final int MODE_LUOLI = 1;
private static final int MODE_DASHU = 2;
private static final int MODE_JINGSONG = 3;
private static final int MODE_GAOGUAI = 4;
private static final int MODE_KONGLING = 5;

2）加载编译后的lib库

static {System.loadLibrary("native-lib");
}

3）初始化fmod.jar库，并在页面关闭的时候释放

@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {super.onCreate(savedInstanceState);setContentView(R.layout.activity_main);FMOD.init(this);
}@Override
protected void onDestroy() {super.onDestroy();FMOD.close();
}

4）编写变声native层方法和变声结束后提供native调用的方法

public native void voiceChangeNative(int modeNormal, String path);private void playerEnd(String msg) {isPlaying = false;runOnUiThread(() -> Toast.makeText(this, msg, Toast.LENGTH_SHORT).show());
}

5）Activity完整代码

package com.whine;import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity;import android.os.Bundle;
import android.view.View;
import android.widget.Toast;import org.fmod.FMOD;/*** TODO Android NDK 导入 C库，开发流程 之 变声器*/
public class MainActivity extends AppCompatActivity {/*** 定义变声模式* 0 正常； 1 萝莉； 2 大叔； 3 惊悚； 4 搞怪； 5 回声；*/private static final int MODE_NORMAL = 0;private static final int MODE_LUOLI = 1;private static final int MODE_DASHU = 2;private static final int MODE_JINGSONG = 3;private static final int MODE_GAOGUAI = 4;private static final int MODE_KONGLING = 5;/*** 声音路径*/private String soundPath;private boolean isPlaying = false;static {System.loadLibrary("native-lib");}@Overrideprotected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {super.onCreate(savedInstanceState);setContentView(R.layout.activity_main);// TODO 第七步 初始化FMOD库FMOD.init(this);initData();}private void initData() {soundPath = "file:///android_asset/sound.mp3";}// 点击事件public void onFix(View view) {switch (view.getId()) {case R.id.btn_normal:voiceChange(MODE_NORMAL, soundPath); // 真实开发中，必须子线程  JNI线程（很多坑）break;case R.id.btn_luoli:voiceChange(MODE_LUOLI, soundPath);break;case R.id.btn_dashu:voiceChange(MODE_DASHU, soundPath);break;case R.id.btn_jingsong:voiceChange(MODE_JINGSONG, soundPath);break;case R.id.btn_gaoguai:voiceChange(MODE_GAOGUAI, soundPath);break;case R.id.btn_kongling:voiceChange(MODE_KONGLING, soundPath);break;}}@Overrideprotected void onDestroy() {super.onDestroy();FMOD.close();}private void voiceChange(int modeNormal, String path) {if (isPlaying) {Toast.makeText(this, "正在播放，请稍后！", Toast.LENGTH_SHORT).show();return;}isPlaying = true;new Thread(() -> voiceChangeNative(modeNormal, path)).start();}/*** 给C++（native）层调用的函数* JNI 调用 Java函数的时候，忽略掉 私有、公开 等** @param msg*/private void playerEnd(String msg) {isPlaying = false;runOnUiThread(() -> Toast.makeText(this, msg, Toast.LENGTH_SHORT).show());}/*** 变声native层方法** @param modeNormal* @param path*/public native void voiceChangeNative(int modeNormal, String path);
}

5. 编写native层头文件（声明文件）

1）导入需要使用到的头文件

#include <jni.h>
#include <fmod.hpp>
#include <string>
#include <android/log.h>

2）定义log宏

#define TAG "NDK"
#define LOGD(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG, TAG, __VA_ARGS__)
#define LOGE(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_ERROR, TAG, __VA_ARGS__)
#define LOGI(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO, TAG, __VA_ARGS__)

3）定义变声模式宏

#undef com_whine_MainActivity_MODE_NORMAL
#define com_whine_MainActivity_MODE_NORMAL 0L
#undef com_whine_MainActivity_MODE_LUOLI
#define com_whine_MainActivity_MODE_LUOLI 1L
#undef com_whine_MainActivity_MODE_DASHU
#define com_whine_MainActivity_MODE_DASHU 2L
#undef com_whine_MainActivity_MODE_JINGSONG
#define com_whine_MainActivity_MODE_JINGSONG 3L
#undef com_whine_MainActivity_MODE_GAOGUAI
#define com_whine_MainActivity_MODE_GAOGUAI 4L
#undef com_whine_MainActivity_MODE_KONGLING
#define com_whine_MainActivity_MODE_KONGLING 5L

4）头文件完整代码

// TODO 第八步 编写头文件（声明文件）
#include <jni.h>
// 导入FMOD的头文件
#include <fmod.hpp>
#include <string>
// 导入log库
#include <android/log.h>extern "C" {// log宏
#define TAG "NDK"
#define LOGD(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG, TAG, __VA_ARGS__)
#define LOGE(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_ERROR, TAG, __VA_ARGS__)
#define LOGI(...) __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO, TAG, __VA_ARGS__)// 创建变声模式宏
#undef com_whine_MainActivity_MODE_NORMAL
#define com_whine_MainActivity_MODE_NORMAL 0L
#undef com_whine_MainActivity_MODE_LUOLI
#define com_whine_MainActivity_MODE_LUOLI 1L
#undef com_whine_MainActivity_MODE_DASHU
#define com_whine_MainActivity_MODE_DASHU 2L
#undef com_whine_MainActivity_MODE_JINGSONG
#define com_whine_MainActivity_MODE_JINGSONG 3L
#undef com_whine_MainActivity_MODE_GAOGUAI
#define com_whine_MainActivity_MODE_GAOGUAI 4L
#undef com_whine_MainActivity_MODE_KONGLING
#define com_whine_MainActivity_MODE_KONGLING 5L
JNIEXPORT void JNICALL Java_com_whine_MainActivity_voiceChangeNative(JNIEnv *, jobject, jint, jstring);
}

6. 编写native层实现文件

1）转换Java层传递的声音路径jstring -> char *

const char *pathChar = env->GetStringUTFChars(path, NULL);

2）定义和初始化音效引擎系统

// 定义音效引擎系统 指针
System *system = 0;
// 声音
Sound *sound = 0;
// 音轨
Channel *channel = 0;
// 数字信号处理  指针
DSP *dsp = 0;
// 创建系统
System_Create(&system);
// 初始化系统 参数1：最大音轨数，参数2：系统初始化标记，参数3：额外数据
system->init(32, FMOD_INIT_NORMAL, 0);
// 创建声音  参数1：路径，  参数2：声音初始化标记， 参数3：额外数据， 参数4：声音指针
system->createSound(pathChar, FMOD_DEFAULT, 0, &sound);
// 播放声音，并赋值通道 参数1：声音，参数2：分组音轨，参数3：控制，参数4：通道
system->playSound(sound, 0, false, &channel);

3）判断变声模式，调节音效

switch (mode_normal) {case com_whine_MainActivity_MODE_NORMAL:resultChar = "原生，播放完毕！";break;case com_whine_MainActivity_MODE_LUOLI:resultChar = "萝莉，播放完毕！";// 音调高 -- 萝莉 2.0// 1.创建DSP类型的Pitch 音调条件system->createDSPByType(FMOD_DSP_TYPE_PITCHSHIFT, &dsp);// 2.设置Pitch音调调节2.0dsp->setParameterFloat(FMOD_DSP_PITCHSHIFT_PITCH, 3.0f);// 3.添加音效进去 第一个音轨channel->addDSP(0, dsp);break;case com_whine_MainActivity_MODE_DASHU:resultChar = "大叔，播放完毕！";// 音调低 -- 大叔 0.7// 1.创建DSP类型的Pitch 音调条件system->createDSPByType(FMOD_DSP_TYPE_PITCHSHIFT, &dsp);// 2.设置Pitch音调调节0.7dsp->setParameterFloat(FMOD_DSP_PITCHSHIFT_PITCH, 0.7f);// 3.添加音效进去 第一个音轨channel->addDSP(0, dsp);break;case com_whine_MainActivity_MODE_GAOGUAI:resultChar = "搞怪小黄人，播放完毕！";// 小黄人声音 频率快// 1.从音轨拿 当前 频率float frequency;channel->getFrequency(&frequency);// 2.加快频率加快  小黄人的声音channel->setFrequency(frequency * 1.5f);break;case com_whine_MainActivity_MODE_JINGSONG:resultChar = "惊悚，播放完毕！";// 惊悚音效：特点：很多声音的拼接// TODO 1.音调低// 音调低 -- 大叔 0.7// 1.创建DSP类型的Pitchsystem->createDSPByType(FMOD_DSP_TYPE_PITCHSHIFT, &dsp);// 2.设置Pitch音调调节0.7dsp->setParameterFloat(FMOD_DSP_PITCHSHIFT_PITCH, 0.7f);// 3.添加音效进去 第一个音轨channel->addDSP(0, dsp);// TODO 2.回声// 回音 ECHO// 1.创建DSP类型的ECHOsystem->createDSPByType(FMOD_DSP_TYPE_ECHO, &dsp);// 2.设置回音 延时 to 5000.  Default = 500.dsp->setParameterFloat(FMOD_DSP_ECHO_DELAY, 200);// 3.设置回音 衰减度 Default = 50   0 完全衰减了dsp->setParameterFloat(FMOD_DSP_ECHO_FEEDBACK, 10);// 4.添加音效进去 第二个音轨channel->addDSP(1, dsp);// TODO 3.颤抖// Tremolo 颤抖音// 1.创建DSP类型的Tremolosystem->createDSPByType(FMOD_DSP_TYPE_TREMOLO, &dsp);// 2.设置颤抖 正常 5，非常颤抖 20dsp->setParameterFloat(FMOD_DSP_TREMOLO_FREQUENCY, 20);// 3.dsp->setParameterFloat(FMOD_DSP_TREMOLO_SKEW, 0.8f);// 4.第三个音轨channel->addDSP(2, dsp);break;case com_whine_MainActivity_MODE_KONGLING:resultChar = "空灵，播放完毕！";// 回音 ECHO// 1.创建DSP类型的ECHO 音调条件system->createDSPByType(FMOD_DSP_TYPE_ECHO, &dsp);// 2.设置回音 延时 to 5000.  Default = 500.dsp->setParameterFloat(FMOD_DSP_ECHO_DELAY, 200);// 3.设置回音 衰减度 Default = 50   0 完全衰减了dsp->setParameterFloat(FMOD_DSP_ECHO_FEEDBACK, 10);// 4.添加音效进去 第一个音轨channel->addDSP(0, dsp);break;
}

4）检测声音是否播放完毕

bool isPlay = true;
while (isPlay) {// 如果真的播放完成了，音轨是知道的，内部会修改isPlayer=falsechannel->isPlaying(&isPlay);// 休眠100mSusleep(100 * 1000);
}

5）回收C层资源

sound->release();
system->close();
system->release();
env->ReleaseStringUTFChars(path, pathChar);

6）播放完毕，通知java层（调用Java层的播放完成方法）

jclass jClazz = env->GetObjectClass(thiz);
jmethodID methodId = env->GetMethodID(jClazz, "playerEnd", "(Ljava/lang/String;)V");
jstring value = env->NewStringUTF(resultChar);
env->CallVoidMethod(thiz, methodId, value);

7）实现文件完整代码

#include <unistd.h>
#include "whine.h"using namespace FMOD; // fmod的命名空间extern "C"
JNIEXPORT void JNICALL
Java_com_whine_MainActivity_voiceChangeNative(JNIEnv *env, jobject thiz, jint mode_normal,jstring path) {// 定义一个结果字符串返回char *resultChar = "播放完毕！";// 转换路径jstring -> char *const char *pathChar = env->GetStringUTFChars(path, NULL);// 定义音效引擎系统 指针System *system = 0;// 声音Sound *sound = 0;// 音轨Channel *channel = 0;// 数字信号处理  指针DSP *dsp = 0;// 创建系统System_Create(&system);// 初始化系统 参数1：最大音轨数，参数2：系统初始化标记，参数3：额外数据system->init(32, FMOD_INIT_NORMAL, 0);// 创建声音  参数1：路径，  参数2：声音初始化标记， 参数3：额外数据， 参数4：声音指针system->createSound(pathChar, FMOD_DEFAULT, 0, &sound);// 播放声音，并赋值通道 参数1：声音，参数2：分组音轨，参数3：控制，参数4：通道system->playSound(sound, 0, false, &channel);LOGI("init done");// 判断模式，增加特效switch (mode_normal) {case com_whine_MainActivity_MODE_NORMAL:resultChar = "原生，播放完毕！";break;case com_whine_MainActivity_MODE_LUOLI:resultChar = "萝莉，播放完毕！";// 音调高 -- 萝莉 2.0// 1.创建DSP类型的Pitch 音调条件system->createDSPByType(FMOD_DSP_TYPE_PITCHSHIFT, &dsp);// 2.设置Pitch音调调节2.0dsp->setParameterFloat(FMOD_DSP_PITCHSHIFT_PITCH, 3.0f);// 3.添加音效进去 第一个音轨channel->addDSP(0, dsp);break;case com_whine_MainActivity_MODE_DASHU:resultChar = "大叔，播放完毕！";// 音调低 -- 大叔 0.7// 1.创建DSP类型的Pitch 音调条件system->createDSPByType(FMOD_DSP_TYPE_PITCHSHIFT, &dsp);// 2.设置Pitch音调调节0.7dsp->setParameterFloat(FMOD_DSP_PITCHSHIFT_PITCH, 0.7f);// 3.添加音效进去 第一个音轨channel->addDSP(0, dsp);break;case com_whine_MainActivity_MODE_GAOGUAI:resultChar = "搞怪小黄人，播放完毕！";// 小黄人声音 频率快// 1.从音轨拿 当前 频率float frequency;channel->getFrequency(&frequency);// 2.加快频率加快  小黄人的声音channel->setFrequency(frequency * 1.5f);break;case com_whine_MainActivity_MODE_JINGSONG:resultChar = "惊悚，播放完毕！";// 惊悚音效：特点：很多声音的拼接// TODO 1.音调低// 音调低 -- 大叔 0.7// 1.创建DSP类型的Pitchsystem->createDSPByType(FMOD_DSP_TYPE_PITCHSHIFT, &dsp);// 2.设置Pitch音调调节0.7dsp->setParameterFloat(FMOD_DSP_PITCHSHIFT_PITCH, 0.7f);// 3.添加音效进去 第一个音轨channel->addDSP(0, dsp);// TODO 2.回声// 回音 ECHO// 1.创建DSP类型的ECHOsystem->createDSPByType(FMOD_DSP_TYPE_ECHO, &dsp);// 2.设置回音 延时 to 5000.  Default = 500.dsp->setParameterFloat(FMOD_DSP_ECHO_DELAY, 200);// 3.设置回音 衰减度 Default = 50   0 完全衰减了dsp->setParameterFloat(FMOD_DSP_ECHO_FEEDBACK, 10);// 4.添加音效进去 第二个音轨channel->addDSP(1, dsp);// TODO 3.颤抖// Tremolo 颤抖音// 1.创建DSP类型的Tremolosystem->createDSPByType(FMOD_DSP_TYPE_TREMOLO, &dsp);// 2.设置颤抖 正常 5，非常颤抖 20dsp->setParameterFloat(FMOD_DSP_TREMOLO_FREQUENCY, 20);// 3.dsp->setParameterFloat(FMOD_DSP_TREMOLO_SKEW, 0.8f);// 4.第三个音轨channel->addDSP(2, dsp);break;case com_whine_MainActivity_MODE_KONGLING:resultChar = "空灵，播放完毕！";// 回音 ECHO// 1.创建DSP类型的ECHO 音调条件system->createDSPByType(FMOD_DSP_TYPE_ECHO, &dsp);// 2.设置回音 延时 to 5000.  Default = 500.dsp->setParameterFloat(FMOD_DSP_ECHO_DELAY, 200);// 3.设置回音 衰减度 Default = 50   0 完全衰减了dsp->setParameterFloat(FMOD_DSP_ECHO_FEEDBACK, 10);// 4.添加音效进去 第一个音轨channel->addDSP(0, dsp);break;}// 等待播放完毕 再回收bool isPlay = true;while (isPlay) {// 如果真的播放完成了，音轨是知道的，内部会修改isPlayer=falsechannel->isPlaying(&isPlay);// 休眠100mSusleep(100 * 1000);}LOGI("play done");// 回收资源sound->release();system->close();system->release();env->ReleaseStringUTFChars(path, pathChar);// 通知java层jclass jClazz = env->GetObjectClass(thiz);jmethodID methodId = env->GetMethodID(jClazz, "playerEnd", "(Ljava/lang/String;)V");jstring value = env->NewStringUTF(resultChar);env->CallVoidMethod(thiz, methodId, value);
}