C# NAudio音频程序开发实战：从采集到处理到播放

一、C# NAudio音频程序开发概述

C# NAudio是一个基于C#语言的音频处理库，可以实现音频采集、处理、播放等功能。与其他音频库相比，NAudio功能强大且易于使用，能够更好地满足开发者的需求。

大多数采集和处理音频的应用程序都需要用到NAudio库，如音频编辑器和语音聊天应用程序等。本文将介绍如何使用NAudio来开发一个完整的音频处理程序。

二、采集音频

在使用NAudio库采集音频之前，需要进行一些基本设置。首先要创建一个WaveInEvent实例，这个实例表示音频的输入源。在调用StartRecording()方法之前，必须设置WaveInEvent的参数。这些参数包括数据格式、采样率、声道数等。

代码示例：

WaveInEvent waveIn = new WaveInEvent();
waveIn.BufferMilliseconds = 50;
waveIn.NumberOfBuffers = 3;
waveIn.DeviceNumber = 0;
waveIn.WaveFormat = new WaveFormat(44100, 2);
waveIn.DataAvailable += WaveIn_DataAvailable;
waveIn.StartRecording();

以上代码表示创建了一个采样率为44100Hz、双声道（2声道）的音频输入源。在DataAvailable事件中，每当缓冲区中有数据时，都会触发这个事件。

在DataAvailable事件中，可以将采集到的音频数据保存下来，以进行处理或者播放。

三、处理音频

NAudio库提供了很多方法和类来处理音频。在本节中，我们将简单介绍一些常见的音频处理方式。

1. 声音变调

声音变调是非常常见的音频处理方式之一。实现方法是改变音频数据的采样频率，从而改变音频的音调。

代码示例：

private static void ChangePitch(WaveInEventArgs e, float pitch)
{
    short[] audioBuffer = new short[e.BytesRecorded / 2];
    Buffer.BlockCopy(e.Buffer, 0, audioBuffer, 0, e.BytesRecorded);

    for (int index = 0; index < audioBuffer.Length; index++)
    {
        float speed = 1.0f / pitch;
        float phase = index * speed;

        int sample1 = (int)Math.Floor(phase);
        int sample2 = (int)Math.Ceiling(phase);

        float alpha = phase - sample1;

        short value1 = sample1 >= audioBuffer.Length ? (short)0 : audioBuffer[sample1];
        short value2 = sample2 >= audioBuffer.Length ? (short)0 : audioBuffer[sample2];

        short outputValue = (short)(value1 * (1 - alpha) + value2 * alpha);

        audioBuffer[index] = outputValue;
    }

    byte[] byteArray = new byte[e.BytesRecorded];
    Buffer.BlockCopy(audioBuffer, 0, byteArray, 0, e.BytesRecorded);

    WaveOut waveOut = new WaveOut();
    waveOut.Init(new RawSourceWaveStream(byteArray, 0, byteArray.Length, new WaveFormat(44100, 16, 1)));
    waveOut.Play();
}

以上代码实现了一个简单的声音变调功能。具体如何实现变调效果，ChangePitch()方法中有详细的说明。

2. 混音

混音是将多个音频数据混合在一起的过程。

代码示例：

private static void Mix(WaveInEventArgs e, WaveInEvent w)
{
    short[] audioBuffer1 = new short[e.BytesRecorded / 2];
    Buffer.BlockCopy(e.Buffer, 0, audioBuffer1, 0, e.BytesRecorded);

    short[] audioBuffer2 = new short[w.BytesRecorded / 2];
    Buffer.BlockCopy(w.Buffer, 0, audioBuffer2, 0, w.BytesRecorded);

    for (int i = 0; i < audioBuffer2.Length; i++)
    {
        audioBuffer2[i] = (short)(audioBuffer1[i] / 2 + audioBuffer2[i] / 2); 
    }

    byte[] byteArray = new byte[w.BytesRecorded];
    Buffer.BlockCopy(audioBuffer2, 0, byteArray, 0, w.BytesRecorded);

    WaveOut waveOut = new WaveOut();
    waveOut.Init(new RawSourceWaveStream(byteArray, 0, byteArray.Length, new WaveFormat(44100, 16, 1)));
    waveOut.Play();
}

以上代码实现了两个声音数据的混音。将两个声音数据混合到一起，可以使用Mix()方法。

四、播放音频

在NAudio库中，播放音频文件也非常容易。同样需要创建一个WaveOutEvent实例，并设置相应的参数。

代码示例：

WaveOutEvent waveOut = new WaveOutEvent();
waveOut.Init(new WaveFileReader("test.wav"));
waveOut.Play();

以上代码将读取test.wav文件并将其播放出来。至于如何将采集到的音频数据进行播放，只需要将采集到的数据用WaveOutEvent实例播放即可。