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C# 实现语音聊天

一、语音聊天说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

C# 实现语音聊天

 

 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

1 private readonly WaveIn _waveIn; 2 _waveIn = new WaveIn(); 3 _waveIn.BufferMilliseconds = 50; 4 _waveIn.DeviceNumber = 0; 5 _waveIn.DataAvailable += OnAudioCaptured; 6 _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

1 private readonly WideBandSpeexCodec _speexCodec; 2 _speexCodec = new WideBandSpeexCodec(); 3 _waveIn.WaveFormat = _speexCodec.RecordFormat; 4  5 void OnAudioCaptured(object sender, WaveInEventArgs e) 6 { 7      byte[] encoded = _speexCodec.Encode(e.Buffer, 0, e.BytesRecorded); 8      _audioClient.Send(encoded); 9 }

(3)网络传输,为了保证即时传输udp协议有着天然的优点

 1 using SAEA.Sockets;  2 using SAEA.Sockets.Base;  3 using SAEA.Sockets.Model;  4 using System;  5 using System.Net;  6   7 namespace GFF.Component.GAudio.Net  8 {  9     public class AudioClient 10     { 11         IClientSocket _udpClient; 12  13         BaseUnpacker _baseUnpacker; 14  15         public event Action<Byte[]> OnReceive; 16  17         public AudioClient(IPEndPoint endPoint) 18         { 19             var bContext = new BaseContext(); 20  21             _udpClient = SocketFactory.CreateClientSocket(SocketOptionBuilder.Instance.SetSocket(SAEASocketType.Udp) 22                 .SetIPEndPoint(endPoint) 23                 .UseIocp(bContext) 24                 .SetReadBufferSize(SocketOption.UDPMaxLength) 25                 .SetWriteBufferSize(SocketOption.UDPMaxLength) 26                 .Build()); 27  28             _baseUnpacker = (BaseUnpacker)bContext.Unpacker; 29  30             _udpClient.OnReceive += _udpClient_OnReceive; 31         } 32  33         private void _udpClient_OnReceive(byte[] data) 34         { 35             OnReceive?.Invoke(data); 36         } 37  38         public void Connect() 39         { 40             _udpClient.Connect(); 41         } 42  43         public void Send(byte[] data) 44         { 45             _udpClient.SendAsync(data); 46         } 47  48         public void Disconnect() 49         { 50             _udpClient.Disconnect(); 51         } 52  53     } 54 }

(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

 1 using SAEA.Sockets;  2 using SAEA.Sockets.Base;  3 using SAEA.Sockets.Interface;  4 using SAEA.Sockets.Model;  5 using System;  6 using System.Collections.Concurrent;  7 using System.Net;  8 using System.Threading.Tasks;  9  10 namespace GFF.Component.GAudio.Net 11 { 12     public class AudioServer 13     { 14         IServerSocket _udpServer; 15  16         ConcurrentDictionary<string, IUserToken> _cache; 17  18         public AudioServer(IPEndPoint endPoint) 19         { 20             _cache = new ConcurrentDictionary<string, IUserToken>(); 21  22             _udpServer = SocketFactory.CreateServerSocket(SocketOptionBuilder.Instance.SetSocket(SAEASocketType.Udp) 23                 .SetIPEndPoint(endPoint) 24                 .UseIocp<BaseContext>() 25                 .SetReadBufferSize(SocketOption.UDPMaxLength) 26                 .SetWriteBufferSize(SocketOption.UDPMaxLength) 27                 .SetTimeOut(5000) 28                 .Build()); 29             _udpServer.OnAccepted += _udpServer_OnAccepted; 30             _udpServer.OnDisconnected += _udpServer_OnDisconnected; 31             _udpServer.OnReceive += _udpServer_OnReceive; 32         } 33  34         public void Start() 35         { 36             _udpServer.Start(); 37         } 38  39         public void Stop() 40         { 41             _udpServer.Stop(); 42         } 43  44         private void _udpServer_OnReceive(ISession currentSession, byte[] data) 45         { 46             Parallel.ForEach(_cache.Keys, (id) => 47             { 48                 try 49                 { 50                     _udpServer.SendAsync(id, data); 51                 } 52                 catch { }                 53             }); 54         } 55  56         private void _udpServer_OnAccepted(object obj) 57         { 58             var ut = (IUserToken)obj; 59             if (ut != null) 60             { 61                 _cache.TryAdd(ut.ID, ut); 62             } 63         } 64  65         private void _udpServer_OnDisconnected(string ID, Exception ex) 66         { 67             _cache.TryRemove(ID, out IUserToken _); 68         } 69     } 70 }

(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

1 private readonly BufferedWaveProvider _waveProvider; 2 _waveProvider = new BufferedWaveProvider(_speexCodec.RecordFormat); 3  4 private void _audioClient_OnReceive(byte[] data) 5 { 6      byte[] decoded = _speexCodec.Decode(data, 0, data.Length); 7      _waveProvider.AddSamples(decoded, 0, decoded.Length); 8 }

(6)播放音频,使用播放设备来播放解码后的音频数据

1 private readonly IWavePlayer _waveOut; 2 _waveOut = new WaveOut(); 3 _waveOut.Init(_waveProvider); 4 _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:

 1 GAudioClient _gAudioClient = null;  2   3 private void toolStripDropDownButton2_ButtonClick(object sender, EventArgs e)  4 {  5     if (_gAudioClient == null)  6     {  7         ClientConfig clientConfig = ClientConfig.Instance();  8         _gAudioClient = new GAudioClient(clientConfig.IP, clientConfig.Port + 2);  9         _gAudioClient.Start(); 10     } 11     else 12     { 13         _gAudioClient.Dispose(); 14         _gAudioClient = null; 15     }             16 }

服务端封装在main函数中:

1 ConsoleHelper.WriteLine("正在初始化语音服务器...", ConsoleColor.DarkBlue); 2 _gAudioServer = new GAudioServer(filePort + 1); 3 ConsoleHelper.WriteLine("语音服务器初始化完毕...", ConsoleColor.DarkBlue); 4 ConsoleHelper.WriteLine("正在启动语音服务器...", ConsoleColor.DarkBlue); 5 _gAudioServer.Start(); 6 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。

C# 实现语音聊天

 

 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~

 

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