15. 音频¶

本章配套视频介绍:

《42-鲁班猫音频播放和录制》

https://www.bilibili.com/video/BV14s4y1r7Ud/

音视频是人类在日常生活里面使用非常广泛的信息获取方式，它的本质就是声音和图像信息的采集、存储和回放。本章我们来介绍音视频播放的相关基础概念，并且给大家演示如何在板卡上进行音视频的播放。

15.1. 声卡设备¶

15.1.1. 获取录音设备¶

#获取录音设备
arecord -l

#例子
root@lubancat:~# arecord -l
**** List of CAPTURE Hardware Devices ****
card 1: rockchiprk809co [rockchip,rk809-codec], device 0: fe410000.i2s-rk817-hifi rk817-hifi-0 [fe410000.i2s-rk817-hifi rk817-hifi-0]
  Subdevices: 1/1
  Subdevice #0: subdevice #0
card 2: Camera [USB Camera], device 0: USB Audio [USB Audio]
  Subdevices: 1/1
  Subdevice #0: subdevice #0
root@lubancat:~#

card 1 :板载音频处理芯片rockchip RK809
card 2 :usb摄像头自带的数字麦克风
card 1 和 card 2 是这些设备在Linux里注册的设备，我们可以通过应用程序调用这些接口

15.1.2. 获取播放设备¶

#获取播放设备
aplay -l

root@lubancat:~# aplay -l
**** List of PLAYBACK Hardware Devices ****
card 0: rockchiphdmi [rockchip,hdmi], device 0: fe400000.i2s-i2s-hifi i2s-hifi-0 [fe400000.i2s-i2s-hifi i2s-hifi-0]
  Subdevices: 1/1
  Subdevice #0: subdevice #0
card 1: rockchiprk809co [rockchip,rk809-codec], device 0: fe410000.i2s-rk817-hifi rk817-hifi-0 [fe410000.i2s-rk817-hifi rk817-hifi-0]
  Subdevices: 1/1
  Subdevice #0: subdevice #0

card 0 :HDMI声音输出
card 1 :板载音频处理芯片rockchip RK809
card 0 和 card 1 是这些设备在Linux里注册的设备，我们可以通过应用程序调用这些接口

15.1.3. 声卡驱动目录¶

查看声卡驱动目录

1	ls /dev/snd/

root@lubancat:~# ls /dev/snd/
by-id    controlC0  controlC2  pcmC1D0c  pcmC2D0c  timer
by-path  controlC1  pcmC0D0p   pcmC1D0p  seq
root@lubancat:~#

controlC0：用于声卡控制，C0 表示声卡0，对应上文的HDMI声音输出。
controlC1：用于声卡控制，C1 表示声卡1，对应上文的板载音频处理芯片rockchip RK809。
controlC2：用于声卡控制，C2 表示声卡2，对应上文的usb摄像头自带的数字麦克风。
pcmC0D0p：用于播放的 pcm 设备，最后面的“p”是 playback 的缩写，表示放音。
pcmC1D0c：用于录音的 pcm 设备，最后面的“c”是 capture 的缩写，表示录音
pcmC1D0p：用于播放的 pcm 设备，最后面的“p”是 playback 的缩写，表示放音。
pcmC2D0c：用于录音的 pcm 设备，最后面的“c”是 capture 的缩写，表示录音
timer ：定时器
by-path: 保存着设备的对应关系

root@lubancat:~# ls -l /dev/snd/by-path/
total 0
lrwxrwxrwx 1 root root 12 Feb 14 18:11 platform-fd880000.usb-usb-0:1.4:1.2 -> ../controlC2
lrwxrwxrwx 1 root root 12 Feb 14 18:11 platform-hdmi-sound -> ../controlC0
lrwxrwxrwx 1 root root 12 Feb 14 18:11 platform-rk809-sound -> ../controlC1
root@lubancat:~#

可以看到每个control之间都有一个对应关系，而这些对应关系正好对应上文的 card 0 , card 1 , card 2

15.2. 配置声卡¶

15.2.1. amixer¶

使用amixer可以获取声卡的详细配置

使用amixer前需要知道你需要的配置的声卡的设备号（card x, 如card 0）

下面以rockchip RK809（card 1）为例进行配置

#列出可以控制card 1的控制器
amixer controls -c 1

root@lubancat:~# amixer controls -c 1
numid=2,iface=MIXER,name='Capture MIC Path'
numid=4,iface=MIXER,name='Capture Volume'
numid=1,iface=MIXER,name='Playback Path'
numid=3,iface=MIXER,name='Playback Volume'
root@lubancat:~#

Capture MIC Path :配置录音的方式，可以配置麦克风关闭和开启，以及配置麦克风录音的方式，增益方式，降噪等（前提是声卡支持设置）
Capture Volume :配置录音声音的大小
Playback Path :配置声音播放的方式，可以配置声音播放开启与关闭，可以配置耳机，扬声器等方式播放音乐，以及可以配置降噪，增益方式等（前提是声卡支持设置）
Playback Volume :配置播放声音的大小

#列出所有card 1控制器能配置的值
amixer contents -c 1

root@lubancat:~# amixer contents -c 1
numid=2,iface=MIXER,name='Capture MIC Path'
  ; type=ENUMERATED,access=rw------,values=1,items=4
  ; Item #0 'MIC OFF'
  ; Item #1 'Main Mic'
  ; Item #2 'Hands Free Mic'
  ; Item #3 'BT Sco Mic'
  : values=1
numid=4,iface=MIXER,name='Capture Volume'
  ; type=INTEGER,access=rw---R--,values=2,min=0,max=255,step=0
  : values=255,0
  | dBscale-min=-95.00dB,step=0.37dB,mute=0
numid=1,iface=MIXER,name='Playback Path'
  ; type=ENUMERATED,access=rw------,values=1,items=11
  ; Item #0 'OFF'
  ; Item #1 'RCV'
  ; Item #2 'SPK'
  ; Item #3 'HP'
  ; Item #4 'HP_NO_MIC'
  ; Item #5 'BT'
  ; Item #6 'SPK_HP'
  ; Item #7 'RING_SPK'
  ; Item #8 'RING_HP'
  ; Item #9 'RING_HP_NO_MIC'
  ; Item #10 'RING_SPK_HP'
  : values=2
numid=3,iface=MIXER,name='Playback Volume'
  ; type=INTEGER,access=rw---R--,values=2,min=0,max=252,step=0
  : values=252,252
  | dBscale-min=-95.00dB,step=0.37dB,mute=0
root@lubancat:~#

可以看到列出了每个控制器能配置的值，以及当前的值

#获取对应的控制器配置的值
amixer -c $card_id cget $id
#设置对应的控制器配置的值
amixer -c $card_id 1 cset $id $value

#例：获取card1的声音播放音量大小
root@lubancat:~# amixer -c 1 cget numid=3
numid=3,iface=MIXER,name='Playback Volume'
  ; type=INTEGER,access=rw---R--,values=2,min=0,max=252,step=0
  : values=252,252
  | dBscale-min=-95.00dB,step=0.37dB,mute=0

1. values=2 : 需要配置两个值
2. min=0 ：可配置的最小值为0
3. max=252 ：可配置的最大值为252
4. values=252,252：当前的值为252,252(左右声道)

#设置card1声音播放音量大小为150,150
root@lubancat:~# amixer -c 1 cset numid=3 "150,150"
numid=3,iface=MIXER,name='Playback Volume'
  ; type=INTEGER,access=rw---R--,values=2,min=0,max=252,step=0
  : values=150,150
  | dBscale-min=-95.00dB,step=0.37dB,mute=0
root@lubancat:~#

可以看到成功配置完成

配置声音播放输出

#例：获取card1的声音播放的方式
numid=1,iface=MIXER,name='Playback Path'
  ; type=ENUMERATED,access=rw------,values=1,items=11
  ; Item #0 'OFF'
  ; Item #1 'RCV'
  ; Item #2 'SPK'
  ; Item #3 'HP'
  ; Item #4 'HP_NO_MIC'
  ; Item #5 'BT'
  ; Item #6 'SPK_HP'
  ; Item #7 'RING_SPK'
  ; Item #8 'RING_HP'
  ; Item #9 'RING_HP_NO_MIC'
  ; Item #10 'RING_SPK_HP'
  : values=2
root@lubancat:~#

1. values=1 : 需要配置1个值
2. OFF ：关闭
3. SPK ：扬声器播放
4. HP：耳机播放
5. SPK_HP：扬声器和麦克风播放
6. values=2：当前的播放方式为SPK（扬声器播放）

#设置card1声音播放方式为耳机
root@lubancat:~# amixer -c 1 cset numid=1 "HP"
numid=1,iface=MIXER,name='Playback Path'
  ; type=ENUMERATED,access=rw------,values=1,items=11
  ; Item #0 'OFF'
  ; Item #1 'RCV'
  ; Item #2 'SPK'
  ; Item #3 'HP'
  ; Item #4 'HP_NO_MIC'
  ; Item #5 'BT'
  ; Item #6 'SPK_HP'
  ; Item #7 'RING_SPK'
  ; Item #8 'RING_HP'
  ; Item #9 'RING_HP_NO_MIC'
  ; Item #10 'RING_SPK_HP'
  : values=3
root@lubancat:~#

可以看到成功配置完成

15.2.2. alsamixer¶

这是一个命令行图形化的配置工具

alsamixer

按 F6 选择自己想要配置的声卡

按 F4 可进入录音设置模式

15.3. 录音与播放¶

15.3.1. 命令行¶

15.3.1.1. 录音¶

录音使用的是arecord命令，在这里列出一下简单的命令

#获取录音设备
arecord -l

#使用声卡1，cd音质，录制10s
arecord -f cd -Dhw:1 -d 10 test.wav

-f 是设置录音质量,cd表示录音质量为 cd 级别
-d 是指定录音时间，单位是 s
-Dhw:1 是使用card 1作为录音设备
test.wav是生成的录音文件名

更多命令需要自己去探索

#获取更多用法
arecord -h

15.3.1.2. 音频播放¶

#获取播放设备
aplay -l

在播放声音前请确认声卡控制器的配置，如果使用的是rk809作为音频输出，debian用户需要配置rk809的音频输出方式（默认为SPK），具体方法在上面

#播放上面产出的录音
aplay -Dhw:1 test.wav

aplay命令只能播放wav格式的音频

更多命令需要自己去探索

#获取更多用法
aplay -h

15.3.1.3. 边录音边播放¶

利用arecord和aplay两个工具

#使用card 1录制并使用card 1进行播放
sudo arecord -f cd -Dhw:1 | aplay -Dhw:1

15.3.1.4. 多格式音频播放¶

如果需要播放除wav格式外的比较通用的文件格式（mp3,flac等），可以参照一下方法

SoX是一个跨平台的命令行实用程序，可以将各种格式的音频文件转换为需要的其他格式。 SoX 还可以对输入的音频文件应用各种效果，也支持在大多数平台上播放和录制音频文件。

本小节仅以简单的测试播放，更多使用方式请参考官方说明文档： http://sox.sourceforge.net/

用以下命令安装sox，libsox-fmt-all包含各个格式的解码器。

1	sudo apt install sox libsox-fmt-all

使用方法：

#使用card 1播放mp3音频
play -d hw:1 xxx.mp3

#使用card 1播放wav音频
play -d hw:1 xxx.wav

#使用card 1播放flac音频
play -d hw:1 xxx.flac

15.3.2. 桌面端¶

15.3.2.1. 音频管理¶

debian用户需要自行安装

#安装软件
sudo apt install pavucontrol

打开软件（方法一）

打开软件（方法二）

输出设备配置

输入设备配置

设备配置

15.3.2.2. 录音¶

#安装软件
sudo apt install gnome-sound-recorder

打开软件

软件设置

按左上角的record就可以录制了，按done结束录音，录音的路径为/home/cat/Recordings 如果录制的时候波形图没有东西就要检查以下耳机是否插好，

播放录音

当然，你也可以安装其他更专业，更强大的录音软件。

15.3.2.3. 播放音乐¶

默认音乐软件是mpv Media Player，如果想要使用其他的音乐播放器，可自行根据播放器的安装方法安装。

打开方法1

然后，可以把文件拖进mpv软件里

打开方法2

播放界面

15.3.2.3.1. ffplay¶

ffplay 是 FFMpeg 自带的播放器，使用了 ffmpeg 解码库和用于视频渲染显示的 sdl 库，也是业界播放器最初参考的设计标准。

ffplay既可以播放音频，又可以播放视频，是从事音视频相关开发的工作人员常用的基础工具之一。

LubanCat-RK3562/RK3566/RK3568系列板卡在系统上预装了ffmpeg工具包，因此无需安装即可使用

ffplay 需要使用图形界面播放，如果没有图形界面，或者没有用带X server的图形界面的SSH连接终端连接，是无法正常播放的。（比如：mobaxterm）

这里推荐使用mobaxterm 用SSH连接LubanCat板卡，然后开启X server服务，就能观看，或者播放音乐。

#ffplay兼容多种类型的音频格式
ffplay xxx.mp3

如下图

如果用ssh连接LubanCat-RK3562/RK3566/RK3568系列板卡，具有X server服务的远程连接客户端会自动打开播放音乐的频谱图

除了默认的方法打开，还可以通过配置选项

#关闭任何播放图形
ffplay -showmode 0 01.mp3
#播放音乐波形图
ffplay -showmode 1 01.mp3
#播放音乐频谱图
ffplay -showmode 2 01.mp3

波形图如下

15.4. 配置hdmi作为默认声卡¶

在鲁班猫系统中，默认是使用 rockchiprk809co 作为音频输出，即耳机接口和SPK输出

如果想把声音输出到hdmi上的话，可以使用上文的桌面端pavucontrol配置网卡，但是如果这样的话，重启就会重新配置成 rockchiprk809co

下面是桌面端配置hdmi作为默认声卡的方法

修改默认配置文件 /etc/pulse/default.pa

1	sudo vi /etc/pulse/default.pa

2.修改配置，修改文件的最后两行配置

### Make some devices default
set-default-sink 1
set-default-source 1

将 /etc/pulse/default.pa 最后两行中的 1 改成 0

### Make some devices default
set-default-sink 0
set-default-source 0