【electron6】浏览器实时播放PCM数据

pcm介绍：PCM（Puls Code Modulation）全称脉码调制录音，PCM录音就是将声音的模拟信号表示成0,1标识的数字信号，未经任何编码和压缩处理，所以可以认为PCM是未经压缩的音频原始格式。PCM格式文件中不包含头部信息，播放器无法知道采样率，声道数，采样位数，音频数据大小等信息，导致无法播放。

需求：我需要在websoket中接收实时的pcm音频流原始数据：16位，16k，单通道（意思就是：pcm 的参数采样率16000，采样位数16，声道数1）

重要！：千万不要去运用什么所谓的插件，因为它会使你绕很大一圈的弯路，实时播放的pcm浏览器是支持的，使用插件很可能还会被迫读什么源码，也很容易将你带偏，再多的播放插件底层大部分也是基于AudioContext去开发的。

首先是拿音频文件试，但是却不了解mp3和wav的区别，就首选拿了mp3这是我的第一个深坑，因为mp3经过多层的处理压缩，已经距离原始的文件很远了，通过ajax拿回来的arraybuffer是可以直接塞进去CreateBufferSource.buffer中就能直接播放，原因就是decodeAdioData就直接能处理接口返回的arraybuffer数据

mp3示例：

useEffect(() => {axios.request({url: require('@/assets/wholeWorld.mp3'), // 假如这是我们从后端请求回来的音乐文件responseType: 'arraybuffer', // 必须需要这个method: 'get'}).then(res => {// 创建AudioBufferSourceNodeconst arrayBuffer = res.dataconst context = new AudioContext()const source = context.createBufferSource();context.decodeAudioData(arrayBuffer).then(audioBuffer => {// 设置buffer属性source.buffer = audioBuffer;// 连接到音频上下文并播放source.connect(context.destination);})source.start(0);})}, [])

我处理wav的音频去播放，也是可以的使用decodeAudioData去进行播放

wav音频播放示例：

useEffect(() => {axios.request({url: require('@/assets/sample.wav'), // 假如这是我们从后端请求回来的音乐文件responseType: 'arraybuffer', // 必须需要这个method: 'get'}).then(res => {// 创建AudioBufferSourceNodeconst arrayBuffer = res.dataconst context = new AudioContext()const source = context.createBufferSource();context.decodeAudioData(arrayBuffer).then(audioBuffer => {// 设置buffer属性source.buffer = audioBuffer;// 连接到音频上下文并播放source.connect(context.destination);})source.start(0);})}, [])

但是都不支持pcm文件，所以我最开始的思路是通过获取到的pcm去处理成wav的文件一样，去搜了很多资料，都说wav的文件比pcm只是多了44字节文件头，我没从深度验证，但是我通过加字节文件头去进行pcm的播放，因为decodeAudioData可以运行其他处理过的音频文件，尽管加了字节文件头是不能解决根本问题的，这段路我绕了很大一个圈。
mp3文件和wav文件的区别示例：

mp3和wav的区别说明：

其实浏览器是可以直接播放pcm数据的，无论是文件，还是socket返回来的原始数据，这过程涉及了Uint8转换Uint16，Uint16转成Float32，了解decodeAudioData和getChannelData究竟处理什么问题等知识。
首先，找一个pcm文件，进行播放调试，pcm的文件能播放成功，那socket就不是问题！

PCM播放代码示例：

（仅播放出声音的调试，自行调整代码规范）

// 解析PCM数据到AudioBuffer
function decodePCM(arrayBuffer: ArrayBufferLike,sampleBits: number, channelCount: number, sampleRate: number,audioContext: any) {return new Promise((resolve, reject) => {const dataView = new DataView(arrayBuffer);const length = (arrayBuffer.byteLength / (sampleBits / 8) / channelCount);const buffer = audioContext.createBuffer(channelCount, length, sampleRate);let offset = 0;for (let channel = 0; channel < channelCount; channel++) {const channelBuffer = buffer.getChannelData(channel);for (let i = 0; i < length; i++) {const sample = dataView.getInt16(offset, true); // 假设PCM数据是16位有符号整数channelBuffer[i] = sample / 32768; // 标准化到-1到1的范围offset += 2; // 16位 = 2字节}}resolve(buffer);});
}
let sourceNode: any = null;useEffect(() => {// 加载音频文件axios.request({method: 'get',url: require('@/assets/recorder.pcm'),responseType: "arraybuffer",}).then(res => {const arraybuffer = res.dataconst audioContext = new window.AudioContext();decodePCM(arraybuffer, 16, 1, 16000, audioContext).then(buffer => {sourceNode = audioContext.createBufferSource();sourceNode.buffer = buffer;sourceNode.connect(audioContext.destination);sourceNode.start(); // 开始播放}).catch(error => {console.error('Error decoding PCM:', error);});})}, [])

注：
当声音有杂音，一直是一个杂音就说明，数据错了
当声音没有声音，数据很可能都是0
当声音隐隐有正常，但是杂音很重，一定是需要它：getChannelData和DataView
后端从TCP给我实时的pcm是压缩Uint8Array，前端将Uint8Array的数据解码为Uint16Array，然后合并Uint16Array的所有音频数据，还需要将Uint16Array通过DataView处理成AudioContext可播放的Float32Array，所以不了解AudioCotext API是很难解决这些问题的，更何况仅仅是播放的功能，我后面还要处理更多复杂的应用场景，持续更新实时播放pcm的处理应用场景。

最终在和蔼可亲的同事帮助和自己不辞辛苦的研究下搞出来了，感谢我的同事。

值得参考：
张鑫旭：https://www.zhangxinxu.com/wordpress/2023/10/js-audio-audiobuffer-concat-merge/
MDN：https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/API/BaseAudioContext/createBuffer

推荐工具：
MEIDAINFO：https://mediaarea.net/MediaInfoOnline