JS实现audio音频剪裁剪切复制播放与上传(步骤详解)

Autumn ·

更新时间:2024-11-14

· 981 次阅读

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：


duration
numberOfChannels
sampleRate

等。

包括一些音频声道数据处理方法，例如：


getChannelData()
copyFromChannel()
copyToChannel()

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。

从 <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。

我（张鑫旭）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：

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：