FDK24/メディア/サウンド/WASAPI/Mixer.cs

   1 using System;
   2 using System.Collections.Generic;
   3 using System.Diagnostics;
   4 using System.Linq;
   5 using CSCore;
   6
   7 namespace FDK.メディア.サウンド.WASAPI
   8 {
   9         /// <summary>
  10         ///             オーディオミキサー。
  11         ///             自身が ISampleSource であり、そのまま AudioClient のレンダリングターゲットに指定する。
  12         /// </summary>
  13         internal class Mixer : CSCore.ISampleSource
  14         {
  15                 /// <summary>
  16                 ///             音量。0.0(無音)～1.0(原音)。
  17                 /// </summary>
  18                 public float Volume
  19                 {
  20                         get { return this._Volume; }
  21                         set
  22                         {
  23                                 if( ( 0.0f > value ) || ( 1.0f < value ) )
  24                                         throw new ArgumentOutOfRangeException();
  25
  26                                 this._Volume = value;
  27                         }
  28                 }
  29
  30                 /// <summary>
  31                 ///             ミキサーのフォーマット。
  32                 /// </summary>
  33                 public CSCore.WaveFormat WaveFormat
  34                 {
  35                         get { return _WaveFormat; }
  36                 }
  37
  38                 /// <summary>
  39                 ///             ミキサーはループするので、Position には 非対応。
  40                 /// </summary>
  41                 public long Position
  42                 {
  43                         get { return 0; }
  44                         set { throw new NotSupportedException(); }
  45                 }
  46
  47                 /// <summary>
  48                 ///             ミキサーはシークできない。
  49                 /// </summary>
  50                 public bool CanSeek => ( false );
  51
  52                 /// <summary>
  53                 ///             ミキサーはループするので、長さの概念はない。
  54                 /// </summary>
  55                 public long Length => ( 0 );
  56
  57                 /// <summary>
  58                 ///             指定したフォーマットを持つミキサーを生成する。
  59                 /// </summary>
  60                 public Mixer( CSCore.WaveFormat deviceWaveFormat )
  61                 {
  62                         this._WaveFormat = deviceWaveFormat;
  63                 }
  64
  65                 /// <summary>
  66                 ///             ミキサに登録されているサウンドをすべて停止し解放する。
  67                 /// </summary>
  68                 public void Dispose()
  69                 {
  70                         lock( this._スレッド間同期 )
  71                         {
  72                                 // すべての Sound を解放する。
  73                                 foreach( var sampleSource in this._Sounds )
  74                                         sampleSource.Dispose();
  75
  76                                 // Sound リストをクリアする。
  77                                 this._Sounds.Clear();
  78                         }
  79                 }
  80
  81                 /// <summary>
  82                 ///             Sound をミキサーに追加する。
  83                 ///             追加されると同時に、Sound の再生が開始される。
  84                 /// </summary>
  85                 public void AddSound( Sound sound )
  86                 {
  87                         if( null == sound )
  88                                 throw new ArgumentNullException();
  89
  90                         if( ( sound.SampleSource.WaveFormat.Channels != this._WaveFormat.Channels ) ||          // 同じチャンネル数、
  91                                 ( sound.SampleSource.WaveFormat.SampleRate != this._WaveFormat.SampleRate ) ||  // 同じ周波数、
  92                                 ( sound.SampleSource.WaveFormat.WaveFormatTag != AudioEncoding.IeeeFloat ) )    // 常に 32bit-float であること。
  93                         {
  94                                 // 違った場合の変換はサポートしない。
  95                                 throw new ArgumentException( "ミキサーと同じチャンネル数、サンプルレート、かつ 32bit float 型である必要があります。" );
  96                         }
  97
  98                         lock( this._スレッド間同期 )
  99                         {
 100                                 if( !this.Contains( sound ) )
 101                                         this._Sounds.Add( sound );
 102                         }
 103                 }
 104
 105                 /// <summary>
 106                 ///             Sound をミキサーから除外する。
 107                 ///             除外されると同時に、Sound の再生は終了する。
 108                 /// </summary>
 109                 public void RemoveSound( Sound sound )
 110                 {
 111                         lock( this._スレッド間同期 )
 112                         {
 113                                 if( this.Contains( sound ) )
 114                                         this._Sounds.Remove( sound );
 115                         }
 116                 }
 117
 118                 /// <summary>
 119                 ///             Sound がミキサーに登録されているかを調べる。
 120                 /// </summary>
 121                 /// <returns>
 122                 ///             Sound がミキサーに追加済みなら true 。
 123                 ///     </returns>
 124                 public bool Contains( Sound sound )
 125                 {
 126                         if( null == sound )
 127                                 return false;
 128
 129                         return this._Sounds.Contains( sound );
 130                 }
 131
 132                 /// <summary>
 133                 ///             バッファにサウンドデータを出力する。
 134                 /// </summary>
 135                 /// <returns>
 136                 ///             実際に出力したサンプル数。
 137                 ///     </returns>
 138                 public int Read( float[] バッファ, int バッファの出力開始位置, int 出力サンプル数 )
 139                 {
 140                         // ミキサに登録されている Sound の入力とこのメソッドが出力するデータはいずれも常に 32bit-float であり、
 141                         // これは this.WaveFormat.WaveFormatTag とは無関係なので注意。（this.WaveFormat は、チャンネル数とサンプルレートしか見てない。）
 142
 143                         if( 0 < 出力サンプル数 )
 144                         {
 145                                 lock( this._スレッド間同期 )
 146                                 {
 147                                         // 中間バッファが十分あることを確認する。足りなければ新しく確保して戻ってくる。
 148                                         this._中間バッファ = this._中間バッファ.CheckBuffer( 出力サンプル数 ); // サンプル数であり、フレーム数（サンプル数×チャンネル数）ではない。
 149
 150                                         // まずは無音で埋める。
 151                                         Array.Clear( バッファ, 0, 出力サンプル数 );
 152
 153                                         // その上に、ミキサに登録されているすべての Sound を加算合成する。
 154                                         if( 0 < this._Sounds.Count )
 155                                         {
 156                                                 for( int m = this._Sounds.Count - 1; m >= 0; m-- ) // リストから Remove する場合があるので、リストの後ろから進める。
 157                                                 {
 158                                                         var sound = this._Sounds[ m ];
 159
 160                                                         // 中間バッファにサウンドデータを受け取る。
 161                                                         int 受け取ったサンプル数 = sound.SampleSource.Read( this._中間バッファ, 0, 出力サンプル数 );
 162
 163                                                         // 中間バッファから出力バッファへ合成する。
 164                                                         for( int i = バッファの出力開始位置, n = 0; n < 受け取ったサンプル数; i++, n++ )
 165                                                         {
 166                                                                 float data = this._中間バッファ[ n ] // 原音
 167                                                                         * sound.Volume                  // 個別音量（Sound）
 168                                                                         * this._Volume;                 // マスタ音量（ミキサ）
 169
 170                                                                 // 先に無音を出力済みなので、上書きかどうかを気にしないで常に加算。
 171                                                                 バッファ[ i ] += data;
 172                                                         }
 173
 174                                                         if( 0 == 受け取ったサンプル数 )
 175                                                         {
 176                                                                 // 再生終了。リストから削除。
 177                                                                 this.RemoveSound( sound );
 178                                                         }
 179                                                 }
 180                                         }
 181                                 }
 182                         }
 183
 184                         return 出力サンプル数;
 185                 }
 186
 187                 private float _Volume = 1.0f;
 188
 189                 private CSCore.WaveFormat _WaveFormat = null;
 190
 191                 private readonly List<Sound> _Sounds = new List<Sound>();
 192
 193                 private float[] _中間バッファ = null;
 194
 195                 private readonly object _スレッド間同期 = new object();
 196         }
 197 }