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【VC++技术杂谈001】音频技术之调节音量及设置静音

　　本文主要介绍如何使用混音器Mixer API函数实现系统音量调节，以及设置静音。

1.混音器的作用及结构

1.1混音器的作用

　　声卡（音频卡）是计算机进行声音处理的适配器，具有三个基本功能：

　　（1）音乐合成发音功能

　　（2）混音器（Mixer）功能和数字声音效果处理器（DSP）功能

　　（3）模拟声音信号的输入和输出功能

　　混音器的作用是将来自音乐合成器、CD-ROM、话筒输入（MIC）等不同来源的声音组合在一起再输出。

1.2混音器的结构

　　混音器由多个目的单元（Destination）组成，如回放（Playback）、录音（Recording）、语音命令（Voice Command）等等。

　　目的单元（Destination）又由多个连接设备（Connections）组成，如回放下有CD Audio、MIDI、Wave等等。

　　而每条连接设备又联系着一个或多个控制器（Control）。

　　控制器是混音器的关键，如音量控制器（Volume Control）、静音控制器（Mute Control）、仪表控制器（Meter Control）等等。

2. Mixer API函数

2.1获取混合器设备的数量

函数原型：

WINMMAPI UINT WINAPI mixerGetNumDevs(void);

函数说明：该函数用于获取系统中混合器设备的数量。

2.2打开混合器设备

函数原型：

WINMMAPI MMRESULT WINAPI mixerOpen(LPHMIXER phmx, UINT uMxId, DWORD dwCallback, DWORD dwInstance, DWORD fdwOpen);

函数说明：该函数用于打开混合器设备。

参数说明：

参数phmx是一个指向设备句柄的指针，当该函数调用成功，该指针就指向所打开的混合器设备句柄。

参数uMxId是混合器的标识号，用于指定要打开的混合器设备。

参数dwCallback是在混合器设备发生变化时，接收通知消息的窗口句柄。

参数dwInstance是传给回调函数的用户实例数据。

参数fdwOpen表示打开设备的标志。

2.3获取混合器设备指定音频线路的信息

函数原型：

WINMMAPI MMRESULT WINAPI mixerGetLineInfo(HMIXEROBJ hmxobj, LPMIXERLINE pmxl, DWORD fdwInfo);

函数说明：该函数用于获取混合器设备指定音频线路的信息。

参数说明：

参数hmxobj表示混合器设备对象句柄。

参数pmxl是MIXERLINE结构体对象，用于填充指定音频线路的相关信息。

参数fdwInfo用于指定得到哪些音频线路信息。

2.4获取与音频线路相关的控制

函数原型：

WINMMAPI MMRESULT WINAPI mixerGetLineControls(HMIXEROBJ hmxobj, LPMIXERLINECONTROLS pmxlc, DWORD fdwControls);

函数说明：该函数用于获取与音频线路相关的控制。

参数说明：

参数hmxobj表示混合器设备对象句柄。

参数pmxlc是MIXERLINECONTROLS结构体对象，用于填充控制信息。

参数fdwControls用于指定得到哪些线路的控制。

2.5获取指定控制器的详细信息

函数原型：

WINMMAPI MMRESULT WINAPI mixerGetControlDetails(HMIXEROBJ hmxobj, LPMIXERCONTROLDETAILS pmxcd, DWORD fdwDetails);

函数说明：该函数用于获取指定控制器的详细信息

参数说明：

参数hmxobj表示混合器设备对象句柄。

参数pmxcd是MIXERCONTROLDETAILS结构体对象，包含具体控制信息。

参数fdwDetails用于指定要获取的信息。

2.6设置指定控制器的详细信息

函数原型：

WINMMAPI MMRESULT WINAPI mixerSetControlDetails(HMIXEROBJ hmxobj, LPMIXERCONTROLDETAILS pmxcd, DWORD fdwDetails);

函数说明：该函数用于设置指定控制器的详细信息

参数说明：

参数hmxobj表示混合器设备对象句柄。

参数pmxcd是MIXERCONTROLDETAILS结构体对象，包含具体控制信息。

参数fdwDetails用于指定要设置的信息。

2.7关闭混合器设备

函数原型：

WINMMAPI MMRESULT WINAPI mixerClose(HMIXER hmx);

函数说明：该函数用于关闭混合器设备

参数说明：

参数hmx表示混合器设备对象句柄。

3.使用实例

　　下面通过一个简单的实例来演示如何使用上述的Mixer API函数实现系统音量调节，以及设置静音。实例运行效果如图1所示。

图1 FV扫频软件_V1.0主界面

　　该实例是我正在做的一个扫频软件，其中的音量调节部分实现了以下功能：

　　（1）通过拖动滑块，能够调节系统音量的大小，并实时显示当前音量值。

　　（2）通过勾选/取消勾选“静音”复选框，能够设置系统是/否静音。

　　（3）调节系统音量或设置静音时，程序也能够同步进行响应。

3.1加载头文件和动态链接库

　　在使用Mixer API函数编程时，我们需要在工程中包含头文件mmsystem.h，并加载动态链接库Winmm.lib。具体方法如下：

1 #include <mmsystem.h>                        //包含音频操作头文件mmsystem.h
2 #pragma comment(lib, "Winmm.lib")            //添加动态链接库Winmm.lib

3.2获取混合器设备的数量

　　通过使用Mixer API函数mixerGetNumDevs()，我们可以获取系统中混合器设备的数量。具体方法如下：

 1 /*
 2  * 函数功能 : 获取混合器设备的数量
 3  * 备    注 : 
 4  * 作    者 : 博客园 依旧淡然
 5  */
 6 bool CMixerDAO::GetMixerDevsNumber()
 7 {
 8     m_nMixerDevsNumber = ::mixerGetNumDevs();
 9     if(m_nMixerDevsNumber == 0)
10     {
11         return false;
12     }
13     return true;
14 }

　　其中，成员变量m_nMixerDevsNumber用于存储获取到的系统中混合器设备的数量，若不存在混合器设备，后续对混合器的操作均不可进行。

3.3打开混合器设备

　　通过使用Mixer API函数mixerOpen ()，我们可以打开指定的混合器设备。具体方法如下：

 1 /*
 2  * 函数功能 : 打开混合器设备
 3  * 备    注 : 参数hWnd表示窗口句柄
 4  *              参数nMixerID表示混合器标识号(取值范围0到混合器设备总个数-1)
 5  * 作    者 : 博客园 依旧淡然
 6  */
 7 bool CMixerDAO::OpenMixer(HWND hWnd, UINT nMixerID)
 8 {
 9     ASSERT(nMixerID < m_nMixerDevsNumber-1);
10     MMRESULT mmResult = ::mixerOpen(&m_hMixer, nMixerID, (DWORD)hWnd, NULL,
11         MIXER_OBJECTF_MIXER | CALLBACK_WINDOW);
12     if(mmResult != MMSYSERR_NOERROR)
13     {
14         return false;
15     }
16     return true;
17 }

　　其中，成员变量m_hMixer用于存储混合器设备句柄。

3.4获取混合器设备指定音频线路的信息

　　通过使用Mixer API函数mixerGetLineInfo ()，我们可以获取混合器设备指定音频线路的信息。具体方法如下：

 1 /*
 2  * 函数功能 : 获取混合器音频线路信息
 3  * 备    注 : 
 4  * 作    者 : 博客园 依旧淡然
 5  */
 6 bool CMixerDAO::GetMixerLineInfo()
 7 {
 8     ASSERT(m_hMixer != NULL);
 9     m_tMixerLine.cbStruct = sizeof(MIXERLINE);
10     m_tMixerLine.dwComponentType = MIXERLINE_COMPONENTTYPE_DST_SPEAKERS;
11     MMRESULT mmResult = ::mixerGetLineInfo((HMIXEROBJ)m_hMixer, &m_tMixerLine, 
12         MIXER_OBJECTF_HMIXER | MIXER_GETLINEINFOF_COMPONENTTYPE);        //指定线路类型
13     if(mmResult != MMSYSERR_NOERROR)
14     {
15         return false;
16     }
17     return true;
18 }

3.5获取与音频线路相关的控制

　　通过使用Mixer API函数mixerGetLineControls ()，我们可以获取与音频线路相关的控制。例如要获得音量控制器，可以采用如下方法：

 1 /*
 2  * 函数功能 : 获取混合器音频线路控件(音量)
 3  * 备    注 : 
 4  * 作    者 : 博客园 依旧淡然
 5  */
 6 bool CMixerDAO::GetMixerLineControlsOfVolume()
 7 {
 8     ASSERT(m_hMixer != NULL);
 9     m_tMixerLineControls.cbStruct = sizeof(MIXERLINECONTROLS);
10     m_tMixerLineControls.dwLineID = m_tMixerLine.dwLineID;
11     m_tMixerLineControls.dwControlType = MIXERCONTROL_CONTROLTYPE_VOLUME;        //音量
12     m_tMixerLineControls.cControls = 1;
13     m_tMixerLineControls.cbmxctrl = sizeof(MIXERCONTROL);
14     m_tMixerLineControls.pamxctrl = &m_tMixerControlOfVolume;
15     MMRESULT mmResult = ::mixerGetLineControls((HMIXEROBJ)m_hMixer, &m_tMixerLineControls,
16         MIXER_OBJECTF_HMIXER | MIXER_GETLINECONTROLSF_ONEBYTYPE);
17     if(mmResult != MMSYSERR_NOERROR)
18     {
19         return false;
20     }
21     return true;
22 }

　　其中，m_tMixerLineControls.dwControlType用于指定要获取哪种控制器，若为MIXERCONTROL_CONTROLTYPE_VOLUME，则表明是音量控制器m_tMixerControlOfVolume；若为MIXERCONTROL_CONTROLTYPE_MUTE，则表明是静音控制器m_tMixerControlOfMute。

3.6获取指定控制器的详细信息

　　通过使用Mixer API函数mixerGetControlDetails ()，我们可以获取指定控制器的详细信息。例如要获取当前的音量值，可以采用如下方法：

 1 /*
 2  * 函数功能 : 获取混合器控件详细信息(音量)
 3  * 备    注 : 参数nCurrentVolume表示当前的音量值
 4  * 作    者 : 博客园 依旧淡然
 5  */
 6 bool CMixerDAO::GetMixerControlDetails(DWORD& nCurrentVolume)
 7 {
 8     ASSERT(m_hMixer != NULL);
 9     MIXERCONTROLDETAILS_UNSIGNED tMixerControlDetailsUnsigned;
10     m_tMixerControlDetails.cbStruct = sizeof(MIXERCONTROLDETAILS);
11     m_tMixerControlDetails.dwControlID = m_tMixerControlOfVolume.dwControlID;
12     m_tMixerControlDetails.cChannels = 1;
13     m_tMixerControlDetails.cMultipleItems = 0;
14     m_tMixerControlDetails.cbDetails = sizeof(MIXERCONTROLDETAILS_UNSIGNED);
15     m_tMixerControlDetails.paDetails = &tMixerControlDetailsUnsigned;
16     MMRESULT mmResult = ::mixerGetControlDetails((HMIXEROBJ)m_hMixer, &m_tMixerControlDetails,
17         MIXER_OBJECTF_HMIXER | MIXER_GETCONTROLDETAILSF_VALUE);
18     if(mmResult != MMSYSERR_NOERROR)
19     {
20         return false;
21     }
22     nCurrentVolume = tMixerControlDetailsUnsigned.dwValue;            //获取当前的音量值
23     return true;
24 }

　　获取系统静音状态的方法与上述获取当前系统音量值的方法类似，但是需要将m_tMixerControlDetails.dwControlID指定为m_tMixerControlOfMute.dwControlID。

3.7设置指定控制器的详细信息

　　通过使用Mixer API函数mixerSetControlDetails ()，我们可以设置指定控制器的详细信息。例如要设置音量值，可以采用如下方法：

 1 /*
 2  * 函数功能 : 设置混合器控件详细信息(音量)
 3  * 备    注 : 参数nNewVolume表示新的音量值
 4  * 作    者 : 博客园 依旧淡然
 5  */
 6 bool CMixerDAO::SetMixerControlDetails(DWORD nNewVolume)
 7 {
 8     ASSERT(m_hMixer != NULL);
 9     ASSERT(nNewVolume >= m_tMixerControlOfVolume.Bounds.dwMinimum);            //输入参数范围验证
10     ASSERT(nNewVolume <= m_tMixerControlOfVolume.Bounds.dwMaximum);
11     MIXERCONTROLDETAILS_UNSIGNED tMixerControlDetailsUnsigned = {nNewVolume};
12     m_tMixerControlDetails.cbStruct = sizeof(MIXERCONTROLDETAILS);
13     m_tMixerControlDetails.dwControlID = m_tMixerControlOfVolume.dwControlID;
14     m_tMixerControlDetails.cChannels = 1;
15     m_tMixerControlDetails.cMultipleItems = 0;
16     m_tMixerControlDetails.cbDetails = sizeof(MIXERCONTROLDETAILS_UNSIGNED);
17     m_tMixerControlDetails.paDetails = &tMixerControlDetailsUnsigned;
18     MMRESULT mmResult = ::mixerSetControlDetails((HMIXEROBJ)m_hMixer, &m_tMixerControlDetails,
19         MIXER_OBJECTF_HMIXER | MIXER_SETCONTROLDETAILSF_VALUE);
20     if(mmResult != MMSYSERR_NOERROR)
21     {
22         return false;
23     }
24     return true;
25 }

　　设置系统静音状态的方法与上述设置当前系统音量值的方法类似，但是需要将m_tMixerControlDetails.dwControlID指定为m_tMixerControlOfMute.dwControlID。

3.8关闭混合器设备

　　通过使用Mixer API函数mixerClose ()，可以关闭混合器设备。具体方法如下：

 1 /*
 2  * 函数功能 : 关闭混合器设备
 3  * 备    注 : 
 4  * 作    者 : 博客园 依旧淡然
 5  */
 6 bool CMixerDAO::CloseMixer()
 7 {
 8     ASSERT(m_hMixer != NULL);
 9     MMRESULT mmResult = ::mixerClose(m_hMixer);
10     if(mmResult != MMSYSERR_NOERROR)
11     {
12         return false;
13     }
14     m_hMixer = NULL;
15     return true;
16 }

　　至此，我们已经在CMixerDAO类中封装好了进行混合器操作的一些常用方法，通过调用这些方法，就可以实现调节音量、设置静音功能了。但是，要实现在调节系统音量、设置静音时，我们的程序也能够同步进行响应，就得在我们的程序中对MM_MIXM_CONTROL_CHANGE消息进行监听并响应了。

3.9监听响应MM_MIXM_CONTROL_CHANGE消息

　　当混合器控制器改变时会发送MM_MIXM_CONTROL_CHANGE消息，我们对该消息进行监听，并进行相应的消息事件处理，就可以让我们的程序在调节系统音量、设置静音时，进行同步响应了。具体的实现代码如下：

 1 /*
 2  * 函数功能 : 系统音量(静音)调节消息MM_MIXM_CONTROL_CHANGE的消息处理函数
 3  * 备    注 : 
 4  * 作    者 : 博客园 依旧淡然
 5  */
 6 LONG CFrequencyVoiceDlg::OnMixerCtrlChange(UINT wParam, LONG lParam)
 7 {
 8     //静音
 9     if((wParam == (UINT)(HMIXEROBJ)m_MixerDAO.m_hMixer) &&
10         (lParam == m_MixerDAO.m_tMixerControlOfMute.dwControlID))
11     {
12         //获取混合器控件详细信息(静音)
13         if(!m_MixerDAO.GetMixerControlDetails(m_isMixerMute))
14         {
15             MessageBox("获取混合器控件详细信息(静音)失败!", "提示", MB_OK|MB_ICONWARNING);
16             return 0;
17         }
18     
19         //更新静音复选框的勾选状态
20         ((CButton*)GetDlgItem(IDC_CHECK_MUTE))->SetCheck((int)m_isMixerMute);    
21     }
22 
23     //音量
24     if((wParam == (UINT)(HMIXEROBJ)m_MixerDAO.m_hMixer) &&
25         (lParam == m_MixerDAO.m_tMixerControlOfVolume.dwControlID))
26     {
27         //获取混合器控件详细信息(音量)
28         if(!m_MixerDAO.GetMixerControlDetails(m_nCurrentVolume))
29         {
30             MessageBox("获取混合器控件详细信息(音量)失败!", "提示", MB_OK|MB_ICONWARNING);
31             return 0;
32         }
33         
34         //更新音量控件信息
35         m_nCurrentVolumePos = 65535 - m_nCurrentVolume;
36         UpdateDataVolumeCtrlInfo();
37     }
38 
39     return 0;
40 }

　　备注：由于接口函数变更，在Win7以上的系统中，调节音量或设置静音，需要使用IAudioEndpointVolume，具体请参阅MSDN：

http://msdn.microsoft.com/en-us/library/dd370839(v=VS.85).aspx

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