C#用6步实现语音聊天
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2023-05-05 21:29
一、前言
语音聊天 专业点就是即时语音，是一种基于网络的快速传递语音信息的技术，普遍应用于各类社交软件中，优势主要有以下几点：
1、时效性：视频直播会因为带宽问题有时出现延迟高的问题，而语音直播相对来说会好很多，延迟低，并且能够第·一时间与听众互动，时效性强。
2、隐私性：这一点体现在何处，如主播不想暴露自己的长相，或者进行问题回答是，没有视频的话会让主播感到更安心，所以语音直播隐私性更强。
3、内容质量高：因为语音直播不靠"颜值"只有好的内容才能够吸引用户，所以语音直播相对来说内容质量更高。
4、成本降低：语音直播相对视频直播来说，带宽流量等都会便宜许多，成本降低不少，更加实惠。
二、语音聊天
主要步骤：音频采集、压缩编码、网络传输、解码还原、播放音频，如下图所示
下面就从代码的角度来详说一下这几个步骤。
1、音频采集，读取麦克风设备数据
private readonly WaveIn _waveIn;
_waveIn = new WaveIn();
_waveIn.BufferMilliseconds = 50;
_waveIn.DeviceNumber = 0;
_waveIn.DataAvailable += OnAudioCaptured;
_waveIn.StartRecording();
2、音频数据压缩编码，常见压缩格式比较多，例如mp3、acc、speex等，这里以speex为例
private readonly WideBandSpeexCodec _speexCodec;
_speexCodec = new WideBandSpeexCodec();
_waveIn.WaveFormat = _speexCodec.RecordFormat;
void OnAudioCaptured(object sender, WaveInEventArgs e)
{
byte[] encoded = _speexCodec.Encode(e.Buffer, 0, e.BytesRecorded);
_audioClient.Send(encoded);
}
3、网络传输，为了保证即时传输udp协议有着天然的优点
using SAEA.Sockets;
using SAEA.Sockets.Base;
using SAEA.Sockets.Model;
using System;
using System.Net;
namespace GFF.Component.GAudio.Net
{
public class AudioClient
{
IClientSocket _udpClient;
BaseUnpacker _baseUnpacker;
public event Action<Byte[]> OnReceive;
public AudioClient(IPEndPoint endPoint)
{
var bContext = new BaseContext();
_udpClient = SocketFactory.CreateClientSocket(SocketOptionBuilder.Instance.SetSocket(SAEASocketType.Udp)
.SetIPEndPoint(endPoint)
.UseIocp(bContext)
.SetReadBufferSize(SocketOption.UDPMaxLength)
.SetWriteBufferSize(SocketOption.UDPMaxLength)
.Build());
_baseUnpacker = (BaseUnpacker)bContext.Unpacker;
_udpClient.OnReceive += _udpClient_OnReceive;
}
private void _udpClient_OnReceive(byte[] data)
{
OnReceive?.Invoke(data);
}
public void Connect()
{
_udpClient.Connect();
}
public void Send(byte[] data)
{
_udpClient.SendAsync(data);
}
public void Disconnect()
{
_udpClient.Disconnect();
}
}
}
4、服务器转发，客户端使用udp，服务器这里同样也使用udp来转发
using SAEA.Sockets;
using SAEA.Sockets.Base;
using SAEA.Sockets.Interface;
using SAEA.Sockets.Model;
using System;
using System.Collections.Concurrent;
using System.Net;
using System.Threading.Tasks;
namespace GFF.Component.GAudio.Net
{
public class AudioServer
{
IServerSocket _udpServer;
ConcurrentDictionary<string, IUserToken> _cache;
public AudioServer(IPEndPoint endPoint)
{
_cache = new ConcurrentDictionary<string, IUserToken>();
_udpServer = SocketFactory.CreateServerSocket(SocketOptionBuilder.Instance.SetSocket(SAEASocketType.Udp)
.SetIPEndPoint(endPoint)
.UseIocp<BaseContext>()
.SetReadBufferSize(SocketOption.UDPMaxLength)
.SetWriteBufferSize(SocketOption.UDPMaxLength)
.SetTimeOut(5000)
.Build());
_udpServer.OnAccepted += _udpServer_OnAccepted;
_udpServer.OnDisconnected += _udpServer_OnDisconnected;
_udpServer.OnReceive += _udpServer_OnReceive;
}
public void Start()
{
_udpServer.Start();
}
public void Stop()
{
_udpServer.Stop();
}
private void _udpServer_OnReceive(ISession currentSession, byte[] data)
{
Parallel.ForEach(_cache.Keys, (id) =>
{
try
{
_udpServer.SendAsync(id, data);
}
catch { }
});
}
private void _udpServer_OnAccepted(object obj)
{
var ut = (IUserToken)obj;
if (ut != null)
{
_cache.TryAdd(ut.ID, ut);
}
}
private void _udpServer_OnDisconnected(string ID, Exception ex)
{
_cache.TryRemove(ID, out IUserToken _);
}
}
}
5、解码还原，客户端将从服务器收到的数据按约定的压缩格式，进行解压缩还原成音频数据
private readonly BufferedWaveProvider _waveProvider;
_waveProvider = new BufferedWaveProvider(_speexCodec.RecordFormat);
private void _audioClient_OnReceive(byte[] data)
{
byte[] decoded = _speexCodec.Decode(data, 0, data.Length);
_waveProvider.AddSamples(decoded, 0, decoded.Length);
}
6、播放音频，使用播放设备来播放解码后的音频数据
private readonly IWavePlayer _waveOut;
_waveOut = new WaveOut();
_waveOut.Init(_waveProvider);
_waveOut.Play();
三、测试运行
通过分析语音聊天的几个关键问题点后，按步骤封装好代码，接下来就是用实例来测试一下效果了。
客户端封装在按钮事件中：
GAudioClient _gAudioClient = null;
private void toolStripDropDownButton2_ButtonClick(object sender, EventArgs e)
{
if (_gAudioClient == null)
{
ClientConfig clientConfig = ClientConfig.Instance();
_gAudioClient = new GAudioClient(clientConfig.IP, clientConfig.Port + 2);
_gAudioClient.Start();
}
else
{
_gAudioClient.Dispose();
_gAudioClient = null;
}
}
服务端封装在main函数中：
ConsoleHelper.WriteLine("正在初始化语音服务器...", ConsoleColor.DarkBlue);
_gAudioServer = new GAudioServer(filePort + 1);
ConsoleHelper.WriteLine("语音服务器初始化完毕...", ConsoleColor.DarkBlue);
ConsoleHelper.WriteLine("正在启动语音服务器...", ConsoleColor.DarkBlue);
_gAudioServer.Start();
ConsoleHelper.WriteLine("语音服务器初始化完毕", ConsoleColor.DarkBlue);
万事俱备，现在F5跑起来试试。
如上红框所示，喊了几句相当于Hello World的Hello没有问题，大功初步告成~
本文作者：yswenli信息来源：cnblogs.com yswenli
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