JS纯前端实现audio音频剪裁剪切复制播放与上传

摘要转载自 「张鑫旭-鑫空间-鑫生活」 ( https://www.zhangxinxu.com/wordpress/2020/07/js-audio-clip-copy-upload/ ) By 张 鑫旭

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音频在线剪辑与处理

背景是这样的,用户上传音频文件,可能只需要几十秒就够了,但是常规的音乐都要3~5分钟,80%的流量都是不需要的,要是就这么传上去,其实是流量的浪费,如果可以在前端就进行剪裁,也就是只取前面一段时间的音频,岂不是可以给公司省很多流量费用,前端的业务价值就体现了。

关键如何实现呢?

下面,就以“截取用户上传音频前3秒内容”的需求示意下如何借助Web Audio API实现音频的部分复制与播放功能。

一、不哔哔,直接正题

实现步骤如下。

1. File对象转ArrayBuffer

在Web网页中,用户选择的文件是个file对象,我们可以将这个文件对象转换成Blob、ArrayBuffer或者Base64。

在音频处理这里,都是使用ArrayBuffer这个数据类型。

代码如下所示,假设file类型的文件选择框的id是'file'

file.onchange = function (event) {
    var file = event.target.files[0];
    // 开始识别
    var reader = new FileReader();
    reader.onload = function (event) {
        var arrBuffer = event.target.result;
        // arrBuffer就是包含音频数据的ArrayBuffer对象
    });
    reader.readAsArrayBuffer(file);
};

使用的是readAsArrayBuffer()方法,无论是MP3格式、OGG格式还是WAV格式,都可以转换成ArrayBuffer类型。

2. ArrayBuffer转AudioBuffer

这里的ArrayBuffer相对于把音频文件数组化了,大家可以理解为把音频文件分解成一段一段的,塞进了一个一个有地址的小屋子里,在计算机领域称为“缓冲区”,就是单词Buffer的意思。

所谓音频的剪裁,其实就是希望可以复制音频前面一段时间的内容。

但是问题来了,ArrayBuffer里面的数据并没有分类,统一分解了,想要准确提取某一截音频数据,提取不出来。

所以,才需要转换成AudioBuffer,纯粹的音频数据,方便提取。

AudioBuffer是一个仅仅包含音频数据的数据对象,是Web Audio API中的一个概念。

既然说到了Web Audio API,那我们就顺便……顺便……,想了想,还是不展开,因为太庞杂了,这Web Audio API至少比Web Animation API复杂了10倍,API之多,体量之大,世间罕见,想要完全吃透了,没有三年五载,啃不下来。

如果大家不是想要立志成为音视频处理专家,仅仅是临时解决一点小毛小病的问题,则不必深入,否则脑坑疼,使用MDN文档中的一些案例东拼西凑,基本的效果也能弄出来。

扯远了,回到这里。

AudioBuffer大家可以理解为音乐数据,那为什么叫AudioBuffer,不叫AudioData呢?

因为Buffer是个专有名词,直译为缓冲区,大家可以理解为高速公路,AudioBuffer处理数据更快,而且还有很多延伸的API,就像是高速公路上的服务区,有吃有喝还有加油的地方。

AudioData一看名字就是乡下土鳖,虽然接地气,但是,处理好几兆的数据的时候,就有些带不动了,就好像骑小电驴,在公速公路和乡道县道没多大区别,但是如果是开跑车,啧啧,乡下路就带不动了。

如何才能转换成AudioBuffer呢?

使用AudioContext对象的decodeAudioData()方法,代码如下:

var audioCtx = new AudioContext();

audioCtx.decodeAudioData(arrBuffer, function(audioBuffer) {
    // audioBuffer就是AudioBuffer
});

3. 复制AudioBuffer前3秒数据

AudioBuffer对象是一个音频专用Buffer对象,包含很多音频信息,包括:

等。

包括一些音频声道数据处理方法,例如:

文档见这里:https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/API/AudioBuffer

所以,实现的原理很简单,创建一个空的AudioBuffer,复制现有的通道数据前3秒的数据,然后复制的内容写入到这个空的AudioBuffer,于是我们就得到了一个剪裁后的音频Buffer数据了。

代码如下:

// 声道数量和采样率
var channels = audioBuffer.numberOfChannels;
var rate = audioBuffer.sampleRate;

// 截取前3秒
var startOffset = 0;
var endOffset = rate * 3;
// 3秒对应的帧数
var frameCount = endOffset - startOffset;

// 创建同样采用率、同样声道数量,长度是前3秒的空的AudioBuffer
var newAudioBuffer = new AudioContext().createBuffer(channels, endOffset - startOffset, rate);
// 创建临时的Array存放复制的buffer数据
var anotherArray = new Float32Array(frameCount);
// 声道的数据的复制和写入
var offset = 0;
for (var channel = 0; channel < channels; channel++) {
    audioBuffer.copyFromChannel(anotherArray, channel, startOffset);
    newAudioBuffer.copyToChannel(anotherArray, channel, offset);
}

// newAudioBuffer就是全新的复制的3秒长度的AudioBuffer对象

上面JavaScript代码中的变量newAudioBuffer就是全新的复制的3秒长度的AudioBuffer对象。

4. 使用newAudioBuffer做点什么?

其实应该是有了AudioBuffer对象后我们可以做点什么。

能做很多事情。

1) 如果希望直接播放

我们可以直接把AudioBuffer的数据作为音频数据进行播放

// 创建AudioBufferSourceNode对象
var source = audioCtx.createBufferSource();
// 设置AudioBufferSourceNode对象的buffer为复制的3秒AudioBuffer对象
source.buffer = newAudioBuffer;
// 这一句是必须的,表示结束,没有这一句没法播放,没有声音
// 这里直接结束,实际上可以对结束做一些特效处理
source.connect(audioCtx.destination);
// 资源开始播放
source.start();

2) 如果希望在<audio>元素中播放

这个还挺麻烦的。

<audio>的src属性获取音频资源,再进行处理是简单的,网上的案例也很多。

但是,想要处理后的AudioBuffer再变成src让<audio>元素播放,嘿嘿,就没那么容易了。

找了一圈,没有看到Web Audio API中有专门的“逆转录”方法。

唯一可行的路数就是根据AudioBuffer数据,重新构建原始的音频数据。研究了一番,转成WAV格式相对容易,想要转换成MP3格式比较麻烦,这里有个项目:https://github.com/higuma/mp3-lame-encoder-js 不过自己没验证过,不过看代码量,还挺惊人的。

因此,我们的目标还是转到WAV音频文件生成上吧,下面这段方法是从网上找的AudioBuffer转WAV文件的方法,以Blob数据格式返回。

// Convert AudioBuffer to a Blob using WAVE representation
function bufferToWave(abuffer, len) {
    var numOfChan = abuffer.numberOfChannels,
    length = len * numOfChan * 2 + 44,
    buffer = new ArrayBuffer(length),
    view = new DataView(buffer),
    channels = [], i, sample,
    offset = 0,
    pos = 0;

    // write WAVE header
    // "RIFF"
    setUint32(0x46464952);
    // file length - 8                      
    setUint32(length - 8);
    // "WAVE"                     
    setUint32(0x45564157);
    // "fmt " chunk
    setUint32(0x20746d66);  
    // length = 16                       
    setUint32(16);  
    // PCM (uncompressed)                               
    setUint16(1); 
    setUint16(numOfChan);
    setUint32(abuffer.sampleRate);
    // avg. bytes/sec
    setUint32(abuffer.sampleRate * 2 * numOfChan);
    // block-align
    setUint16(numOfChan * 2);
    // 16-bit (hardcoded in this demo)
    setUint16(16);                           
    // "data" - chunk
    setUint32(0x61746164); 
    // chunk length                   
    setUint32(length - pos - 4);                   

    // write interleaved data
    for(i = 0; i < abuffer.numberOfChannels; i++)
        channels.push(abuffer.getChannelData(i));

    while(pos < length) {
         // interleave channels
        for(i = 0; i < numOfChan; i++) {
            // clamp
            sample = Math.max(-1, Math.min(1, channels[i][offset])); 
            // scale to 16-bit signed int
            sample = (0.5 + sample < 0 ? sample * 32768 : sample * 32767)|0; 
            // write 16-bit sample
            view.setInt16(pos, sample, true);          
            pos += 2;
        }
        // next source sample
        offset++                                     
    }

    // create Blob
    return new Blob([buffer], {type: "audio/wav"});

    function setUint16(data) {
        view.setUint16(pos, data, true);
        pos += 2;
    }

    function setUint32(data) {
        view.setUint32(pos, data, true);
        pos += 4;
    }
}

WAV格式的兼容性还是很6的,如下图所示:

wav兼容性

凡事支持Web Audio API的浏览器都支持WAV格式,所以,技术上完全可行。

下面这段JS可以得到剪裁后的WAV音频的Blob数据格式:

var blob = bufferToWave(newAudioBuffer, frameCount);

有了Blob数据,接下来事情就简单了。

我们可以直接把Blob数据转换成URL,可以使用URL.createObjectURL()生成一个Blob链接。

假设页面上有如下HTML代码:

<audio id="audio" controls=""></audio>

则如下设置,就可以点击上面的<audio>元素进行播放了。

audio.src = URL.createObjectURL(blob);

如果要转换成Base64地址,可以这么处理:

var reader2 = new FileReader();
reader2.onload = function(event){
    audio.src = event.target.result;
};
reader2.readAsDataURL(blob);

3) 如果希望上传剪裁的音频

有了Blob数据,上传还不是洒洒水的事情。

可以使用FormData进行传输,例如:

var formData = new FormData();
formData.append('audio', blob);
// 请求走起
var xhr = new XMLHttpRequest();
xhr.open('POST', this.cgiGetImg, true);
// 请求成功
xhr.onload = function () {
};
// 发送数据
xhr.send(formData);

有demo可以进行效果体验的,您可以狠狠地点击这里:用户上传的MP3音频剪裁并播放demo

使用截图示意如下:

声音检测与播放示意

二、不哔哔,直接结语

本文内容在圈子里算是稀缺的,文章质量还是不错的。

可惜,不太容易被用户发现。

即使有分享,也都是短时间的。

自己也没那么多精力去社交平台打理。

有些可惜。

可以找个人兼职打理自己的账号,做下类似运营的事情呢?

总之,感谢阅读,如果本文内容正好可以解决你的需求,记得在心里面点个赞!

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(本篇完)

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