[Android] WAV音声ファイルをAudioTrackで再生する

wavなどの短い音データなどをandroidで再生させる場合にAudioTrackを使うと素早くできます。ゲームのワンフレーズ等に使えるでしょう。

Android Studio
2021.2.1

AudioTrack

　
API level 26から以下のAPIは非推奨になりました。

AudioTrack(int streamType, int sampleRateInHz, int channelConfig, 
int audioFormat, int bufferSizeInBytes, int mode)

1 2	AudioTrack(int streamType, int sampleRateInHz, int channelConfig, int audioFormat, int bufferSizeInBytes, int mode)

　
代わりは

AudioTrack.Builder 
or 
AudioTrack(AudioAttributes, AudioFormat, int, int, int)

AudioTrack.Builder

AudioTrack(AudioAttributes, AudioFormat, int, int, int)

とのことです
AudioTrack

目次
1. AudioTrack.Builder
2. AudioAttributes
3. sampling rate
4. サンプルコード
5. サンプル動画

AudioTrack.Builder

　
AudioTrack.Builder を使ってみたいと思います。AudioTrack.Builderにサンプルがありますから、それをそのまま使いましょう。
　

 AudioTrack player = new AudioTrack.Builder()
         .setAudioAttributes(new AudioAttributes.Builder()
                  .setUsage(AudioAttributes.USAGE_ALARM)
                  .setContentType(AudioAttributes.CONTENT_TYPE_MUSIC)
                  .build())
         .setAudioFormat(new AudioFormat.Builder()
                 .setEncoding(AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT)
                 .setSampleRate(44100)
                 .setChannelMask(AudioFormat.CHANNEL_OUT_STEREO)
                 .build())
         .setBufferSizeInBytes(minBuffSize)
         .build();

AudioTrack player = new AudioTrack.Builder()

.setAudioAttributes(new AudioAttributes.Builder()

.setUsage(AudioAttributes.USAGE_ALARM)

.setContentType(AudioAttributes.CONTENT_TYPE_MUSIC)

.build())

.setAudioFormat(new AudioFormat.Builder()

.setEncoding(AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT)

.setSampleRate(44100)

.setChannelMask(AudioFormat.CHANNEL_OUT_STEREO)

.build())

.setBufferSizeInBytes(minBuffSize)

.build();

　
そのままといっても、音源に合わせて設定しないといけませんが

AudioAttributes

　
最初にrawフォルダをres以下に作成します。適当なwavファイルをその res/raw/ 以下に置きます。多くの音声ファイルをフォルダ階層で管理したい場合はassetsに置きます。
ここでは、how_are_you　というwavファイルを使ってみます。

AudioAttributes からAudioAttributesを選定します。

AudioAttribute：音源は音声なのでこれらを設定
- setUsage(AudioAttributes.USAGE_VOICE_COMMUNICATION)
- setContentType(AudioAttributes.CONTENT_TYPE_SPEECH)
AudioFormat：これらは音源ファイルを調べればわかります
- setEncoding(AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT)
- setSampleRate(SamplingRate)
- setChannelMask(AudioFormat.CHANNEL_OUT_MONO)
  - ステレオ/モノラルの設定

sampling rate

　
サンプリングレートを調べるには、windowsなどのエクスプローラーでこの音声ファイルのプロパティを見ます。ビットレートが512kbpsであることが分かり、PCMは16bitなので、
512000bps/16bps = 32000 がサンプリングレートとなります。
　
Macの場合はファイルの情報を見ます。
　

サンプルコード

　
以上を踏まえて簡単なテストコードを書いてみました。
　
MainActivity.java

//package your.package.name;

import android.app.Activity;
import android.media.AudioAttributes;
import android.media.AudioFormat;
import android.media.AudioTrack;
import android.os.Bundle;
import android.util.Log;
import android.widget.Button;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.util.Locale;

public class MainActivity extends Activity {

    // hello_world.wav のサンプリングレート
    private static final int SamplingRate = 32000;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);

        // ボタンを設定
        Button button = findViewById(R.id.button);

        // リスナーをボタンに登録
        // expression lambda
        button.setOnClickListener(v-> wavPlay());

    }

    private void wavPlay() {
        InputStream input = null;
        byte[] wavData = null;

        try {
            // wavを読み込む
            input = getResources().openRawResource(R.raw.audio_sample);
            wavData = new byte[input.available()];

            // input.read(wavData)
            String readBytes = String.format(
                    Locale.US, "read bytes = %d",input.read(wavData));
            // input.read(wavData)のwarning回避のためだけ
            Log.d("debug",readBytes);
            input.close();
        } catch (FileNotFoundException fne) {
            fne.printStackTrace();
        } catch (IOException ioe) {
            ioe.printStackTrace();
            Log.d("debug", "error");
        } finally{
            try{
                if(input != null) input.close();
            }catch(Exception e){
                e.printStackTrace();
            }
        }

        // バッファサイズの計算
        int bufSize = android.media.AudioTrack.getMinBufferSize(
                SamplingRate,
                AudioFormat.CHANNEL_OUT_MONO,
                AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT);

        // AudioTrack.Builder API level 26より
        AudioTrack audioTrack = new AudioTrack.Builder()
                .setAudioAttributes(new AudioAttributes.Builder()
                        .setUsage(AudioAttributes.USAGE_VOICE_COMMUNICATION)
                        .setContentType(AudioAttributes.CONTENT_TYPE_SPEECH)
                        .build())
                .setAudioFormat(new AudioFormat.Builder()
                        .setEncoding(AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT)
                        .setSampleRate(SamplingRate)
                        .setChannelMask(AudioFormat.CHANNEL_OUT_MONO)
                        .build())
                .setBufferSizeInBytes(bufSize)
                .build();

        // 再生
        audioTrack.play();

        //audioTrack.write(wavData, 0, wavData.length);
        // ヘッダ44byteをオミット
        assert wavData != null;
        audioTrack.write(wavData, 44, wavData.length-44);

    }
}

//package your.package.name;

import android.app.Activity;

import android.media.AudioAttributes;

import android.media.AudioFormat;

import android.media.AudioTrack;

import android.os.Bundle;

import android.util.Log;

import android.widget.Button;

import java.io.FileNotFoundException;

import java.io.IOException;

import java.io.InputStream;

import java.util.Locale;

public class MainActivity extends Activity {

// hello_world.wav のサンプリングレート

private static final int SamplingRate = 32000;

@Override

protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {

super.onCreate(savedInstanceState);

setContentView(R.layout.activity_main);

// ボタンを設定

Button button = findViewById(R.id.button);

// リスナーをボタンに登録

// expression lambda

button.setOnClickListener(v-> wavPlay());

}

private void wavPlay() {

InputStream input = null;

byte[] wavData = null;

try {

// wavを読み込む

input = getResources().openRawResource(R.raw.audio_sample);

wavData = new byte[input.available()];

// input.read(wavData)

String readBytes = String.format(

Locale.US, "read bytes = %d",input.read(wavData));

// input.read(wavData)のwarning回避のためだけ

Log.d("debug",readBytes);

input.close();

} catch (FileNotFoundException fne) {

fne.printStackTrace();

} catch (IOException ioe) {

ioe.printStackTrace();

Log.d("debug", "error");

} finally{

try{

if(input != null) input.close();

}catch(Exception e){

e.printStackTrace();

}

// バッファサイズの計算

int bufSize = android.media.AudioTrack.getMinBufferSize(

SamplingRate,

AudioFormat.CHANNEL_OUT_MONO,

AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT);

// AudioTrack.Builder API level 26より

AudioTrack audioTrack = new AudioTrack.Builder()

.setAudioAttributes(new AudioAttributes.Builder()

.setUsage(AudioAttributes.USAGE_VOICE_COMMUNICATION)

.setContentType(AudioAttributes.CONTENT_TYPE_SPEECH)

.build())

.setAudioFormat(new AudioFormat.Builder()

.setEncoding(AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT)

.setSampleRate(SamplingRate)

.setChannelMask(AudioFormat.CHANNEL_OUT_MONO)

.build())

.setBufferSizeInBytes(bufSize)

.build();

// 再生

audioTrack.play();

//audioTrack.write(wavData, 0, wavData.length);

// ヘッダ44byteをオミット

assert wavData != null;

audioTrack.write(wavData, 44, wavData.length-44);

}

レイアウト、画像は特に必要ないですが気分です

その他ファイル

activity_main.xml

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<RelativeLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    tools:context=".MainActivity">

    <!-- 画像はなくても大丈夫です -->
    <ImageView
        android:src="@drawable/img"
        android:scaleType="centerCrop"
        android:contentDescription="@string/description"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="match_parent" />

    <Button
        android:id="@+id/button"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="70dp"
        android:layout_margin="40dp"
        android:layout_alignParentBottom="true"
        android:textSize="20sp"
        android:background="#fa8"
        android:text="@string/button" />

</RelativeLayout>

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>

<RelativeLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"

xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"

android:layout_width="match_parent"

android:layout_height="match_parent"

tools:context=".MainActivity">

<ImageView

android:src="@drawable/img"

android:scaleType="centerCrop"

android:contentDescription="@string/description"

android:layout_width="match_parent"

android:layout_height="match_parent" />

<Button

android:id="@+id/button"

android:layout_width="match_parent"

android:layout_height="70dp"

android:layout_margin="40dp"

android:layout_alignParentBottom="true"

android:textSize="20sp"

android:background="#fa8"

android:text="@string/button" />

</RelativeLayout>

　
strings.xml

<resources>
    <string name="app_name">YourAppName</string>
    <string name="button">Audio Play</string>
    <string name="description">Jenifier</string>
</resources>

<string name="app_name">YourAppName</string>

<string name="button">Audio Play</string>

<string name="description">Jenifier</string>

</resources>

サンプル動画

　
audioTrack.write(wavData, 44, wavData.length-44);
としているのは、wavファイルのヘッダ部分が44byteあるので、それがノイズ、プチッ音になるのを回避するためです。

それと注意しないといけないのが、このまま使うと他の処理、画面が止まったりします。それが都合が悪い場合はThreadを使って非同期にするなど対応が必要です。

関連ページ
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Reference:
AudioTrack