Windows .WAV 文件使用研究論文

時(shí)間:2022-09-17 05:29:00

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Windows .WAV 文件使用研究論文

摘要該文介紹了Windows聲波文件(*.WAV)的格式,然后分析了在DOS下不使用聲音適配卡播放聲波文件的關(guān)鍵問(wèn)題,并給出了程序清單。

關(guān)鍵詞DOS應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)多媒體聲波文件在DOS應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中,我們非常希望能在不附加任何硬件設(shè)備的條件下實(shí)現(xiàn)一些簡(jiǎn)單的多媒體功能。

過(guò)去許多文章中都討論過(guò)Windows圖像文件(*.BMP,*.PCX)的格式及其用于美化DOS程序界面的方法。在MSWIMDOWS3.1以后,Windows又提供了標(biāo)準(zhǔn)的聲波文件(*.WAV),因此我們可以利用已有的聲波文件鑲嵌在自己的軟件中,在DOS下實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音或其它音響的播放,提高我們的軟件質(zhì)量。

一、聲波文件格式分析

*.WAV文件作為多媒體中使用的聲波文件格式之一,它是以RIFF格式為標(biāo)準(zhǔn)的。RIFF是英文ResourceInterchangeFileFormat的縮寫,每個(gè)WAV文件的頭四個(gè)字節(jié)便是“RIFF”。

常見(jiàn)的聲波文件主要有兩種,分別對(duì)應(yīng)于單聲道(11.025KHz采樣率、8Bit的采樣值)和雙聲道(44.1KHz采樣率、16Bit的采樣值)。這里,采樣率是指:聲波信號(hào)[?!鷶?shù)]轉(zhuǎn)換過(guò)程中單位時(shí)間內(nèi)采樣的次數(shù)。采樣值是指每一次采樣周期內(nèi)聲波模擬信號(hào)的積分值,在編程播放過(guò)程中我們認(rèn)為它是揚(yáng)聲器在此周期單位時(shí)間段的音量。

*.WAV文件由文件頭和數(shù)據(jù)體兩大部分組成。其中文件頭又分為RIFF/WAV文件標(biāo)識(shí)段和聲波數(shù)據(jù)格式說(shuō)明段兩部分。

WAV文件各部分內(nèi)容及格式見(jiàn)附表。

對(duì)于單聲道聲波文件,采樣數(shù)據(jù)為八位的短整數(shù)(shortint00H-FFH);而對(duì)于雙聲道立體聲聲波文件,每次采樣數(shù)據(jù)為一個(gè)16位的整數(shù)(int),高八位和低八位分別代表左右兩個(gè)聲道。

@@03A04400.GIF;*.WAV文件格式說(shuō)明表@@

二、WAV文件編程

在沒(méi)有聲音適配卡的條件下,利用PC機(jī)內(nèi)部揚(yáng)聲器發(fā)聲需解決幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。

首先是如何產(chǎn)生按指定采樣率要求的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間間隔段,以此為基礎(chǔ)控制揚(yáng)聲器發(fā)聲。

由于此時(shí)間段要求精確且非常短暫,因此實(shí)現(xiàn)起來(lái)有一定的難度。解決該問(wèn)題的思路是修改8253定時(shí)器芯片的計(jì)數(shù)器0(地址:040H)的初始值,改變系統(tǒng)時(shí)鐘中斷頻率使其和采樣率相一致,建立用戶的時(shí)鐘中斷例程,最終產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間間隔段。但是在我們修改原有系統(tǒng)時(shí)鐘中斷(Int08H)以后,最終必須恢復(fù)原有18.2Hz的系統(tǒng)時(shí)鐘中斷。

其次是如何快速地打開(kāi)和關(guān)閉揚(yáng)聲器。解決這個(gè)問(wèn)題的方法是直接向8255芯片端口(地址:061H)寫操作。由于PC機(jī)機(jī)內(nèi)揚(yáng)聲器發(fā)聲只有開(kāi)/閉兩種狀態(tài),并不能控制音量大小。

因此還須考慮如何通過(guò)開(kāi)閉揚(yáng)聲器來(lái)摸擬實(shí)現(xiàn)音量大小的控制。實(shí)現(xiàn)方法是:在每個(gè)時(shí)間單位內(nèi)通過(guò)改變揚(yáng)聲器打開(kāi)延時(shí)的長(zhǎng)短代表音量的大小。例如:對(duì)于8Bit單聲道聲波文件,采樣數(shù)據(jù)的最大值是0FFH,那么在每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間單位內(nèi)揚(yáng)聲器打開(kāi)時(shí)間應(yīng)為Delay=(采樣值/256)*標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間段長(zhǎng)度。在此思想下可以將該方法簡(jiǎn)化,設(shè)揚(yáng)聲器延時(shí)只有0、1(時(shí)間單位)兩種情況,即在每個(gè)時(shí)間單位內(nèi),如果采樣值大于128則發(fā)聲,如果采樣值小于128就不發(fā)聲。顯然這樣做是以拋棄大量聲波信息為代價(jià)的,采用的信息量只占原有用信息的1/12

8,所以這種方法產(chǎn)生的音質(zhì)較差。

三、程序?qū)嵗?/p>

下面是一個(gè)能播放11.025KHz/8Bit/單聲道聲波文件的演示程序。關(guān)于使用*.WAV文件的其它細(xì)節(jié),可通過(guò)閱讀本程序得到。它采用了第二種延時(shí)方式,如果讀者有興趣提高音質(zhì)可將其改成使用第一種方法,只需將newint08h中的聲音開(kāi)/關(guān)判斷(與128比較)部分改成循環(huán)等待即可。

循環(huán)次數(shù)通過(guò)i=int(vol[counter]/256)*MAXTIMES得到。

式中MAXTIMES為延長(zhǎng)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間單位的循環(huán)次數(shù)。

程度運(yùn)行環(huán)境:486兼容機(jī),MSDOS6.0,TC2.0編譯系統(tǒng)。

/*/*/*

*.WAV文件播放程序DEMO.C,石寧1994.12

*/*/*/

#include"dos.h"

#include"stdio.h"

#include"string.h"

#defineMAXSIZE50000

structwave-file_head/*聲波*/

{/*文件頭*/

charriff_id[4];/*結(jié)構(gòu)體*/

longintsize0;

charwave-fmt[8];

lontintsizel;

intfmttag;

intchannel;

longintsamplespersec;

longintbytepersec;

intblockalign;

intbitpersamples;

}filehead;

longintdatasize,counter=0;

unsignedcharvol[MAXSIZE];

unsignedclkdiv;

intoldclk=0,running=1;

voidsoundon();

voidsoundoff();

voidinterrupt(*oldint8h)();

voidinterruptnewint8h()

{/*用戶中斷例程*/

if(running)

unsignedinti;

disable();/*屏蔽中斷*/

running=0;

if(vol[counter]>=128)

{

i=inportb(0x61);/*開(kāi)揚(yáng)*/

i=i|0x03;

outportb(0x61,i);/*聲器*/

}

else

{

i=inportb(0x61);/*關(guān)揚(yáng)*/

i=i&0x00fc;

outportb(0x61,i);/*聲器*/

}

counter+=1;

enable();/*打開(kāi)中斷*/

if(counter>=datasize)counter=0;

outportb(0x20,0x20);

running=1;

}

}

voidsoundon()

{

clkdiv=1193180/filehead.samplespersec;

/*計(jì)算8253計(jì)數(shù)器0初始值*/

oldint8h=getvect(0x08);/*保存舊的08H中斷向量*/

setvect(0x08,newint8h);/*置新的08H中斷例程*/

outportb(0x43,0xB6);/*初始化*/

outportb(0x42,1);/*8253計(jì)數(shù)器3/

outportb(0x42,0)

;/*初始值*/

outportb(0x43,0x36);/*修改8253*/

outport(0x40,clkdiv&0x00ff);/*計(jì)數(shù)器0*/

outport(0x40,(clkdiv>>8)&0x00ff);/*初始值*/

}

voidsoundoff()

{

inti;

setvect(0x08,oldint8h);/*恢復(fù)舊的08H中斷向量*/

outportb(0x43,0x36);/*恢復(fù)正常*/

outport(0x40,0)/*的時(shí)鐘中*/

outport(0x40,0);/*斷頻率*/

i=inportb(0x61);/*關(guān)揚(yáng)*/

i=i&0x00fc;

outportb(0x61,i);/*聲器*/

}

voidmain(intargc,char*argv[])

{

longj;

intkey;

char*s;

FILE*fp;/

if(argc==1)

{

printf("%s\n","AndTheWAVFilenameInCommandLine!");

exit(0);

}

else

{

if((fp=fopen(argv[l],"rb"))==NULL)

{

printf("CannotopentheDatafile%s\n",argv[1];

exit(0);

}

}

if(fread(&filehead,sizeof(structwave-file-head),1,fp)==NULL)

{

printf("FileReadError!\n");

exit(0);

}

fseek(fp,4,SEEK-CUR);

fread(&datasize,4,1,fp);

for(j=0;j<datasize;j++)vol[j]=getc(fp);

close(fp);

printf("%s\n","NowSoundOn,PressESCtoStop!");

soundon();

for(;;)

{

key=getch();

if(key==27)

{

soundoff();

printf("%s\n","Soundoff!");

break;