Android 4.4 音量調節流程分析(二)

　　之前在Android 4.4 音量調節流程分析(一)里已經有簡單的分析音量控制的流程，今天想接着繼續分析下音量大小計算的方法。對於任一播放文件而言其本身都有着固定大小的音量Volume_Max，而在AudioPolicyManagerBase.cpp文件中音量調節可以理解為在Volume_Max的基礎上乘以系數κ（0≤κ≤1）。

　　現在對AudioPolicyManagerBase.cpp中volIndexToAmpl函數做具體分析，volIndexToAmpl的函數定義如下：

float AudioPolicyManagerBase::volIndexToAmpl(audio_devices_t device, const StreamDescriptor& streamDesc,
        int indexInUi)
{
    device_category deviceCategory = getDeviceCategory(device);
    const VolumeCurvePoint *curve = streamDesc.mVolumeCurve[deviceCategory];
　　
    // the volume index in the UI is relative to the min and max volume indices for this stream type
    int nbSteps = 1 + curve[VOLMAX].mIndex -
            curve[VOLMIN].mIndex;
    int volIdx = (nbSteps * (indexInUi - streamDesc.mIndexMin)) /
            (streamDesc.mIndexMax - streamDesc.mIndexMin);

    // find what part of the curve this index volume belongs to, or if it's out of bounds
    int segment = 0;
    if (volIdx < curve[VOLMIN].mIndex) {         // out of bounds
        return 0.0f;
    } else if (volIdx < curve[VOLKNEE1].mIndex) {
        segment = 0;
    } else if (volIdx < curve[VOLKNEE2].mIndex) {
        segment = 1;
    } else if (volIdx <= curve[VOLMAX].mIndex) {
        segment = 2;
    } else {                                                               // out of bounds
        return 1.0f;
    }

    // linear interpolation in the attenuation table in dB
    float decibels = curve[segment].mDBAttenuation +
            ((float)(volIdx - curve[segment].mIndex)) *
                ( (curve[segment+1].mDBAttenuation -
                        curve[segment].mDBAttenuation) /
                    ((float)(curve[segment+1].mIndex -
                            curve[segment].mIndex)) );

    float amplification = exp( decibels * 0.115129f); // exp( dB * ln(10) / 20 )

    return amplification;
}

　　在該段代碼內，主要是獲取以下的7個變量值：

　　1.deviceCategory:Android系統中設備種類有如下三種，即DEVICE_CATEGORY_HEADSET,DEVICE_CATEGORY_SPEAKER & DEVICE_CATEGORY_EARPIECE。若當前使用Speaker播放音頻流時，則deviceCategory即對應DEVICE_CATEGORY_SPEAKER；

　　

　　2.curve:音量曲線是由Audio_Stream & device_Category兩者共同決定，所有匹配類型都可以在sVolumeProfiles矩陣中獲得，以Audio_Stream = AUDIO_STREAM_MUSIC & device_Category = DEVICE_CATEGORY_SPEAKER為例，則其對應的音量曲線為 sSpeakerMediaVolumeCurve；

sSpeakerMediaVolumeCurve:（以該音量曲線為例作數值計算）

const AudioPolicyManagerBase::VolumeCurvePoint
    AudioPolicyManagerBase::sSpeakerMediaVolumeCurve[AudioPolicyManagerBase::VOLCNT] = {
    {1, -59.1f}, {20, -48.3f}, {60, -24.4f}, {100, 0.0f}
};

　　從sSpeakerMediaVolumeCurve數組可以知道是由4個點來將音量曲線分為4個部分，分別為1~20、20~60、60~100。其中每個點中參數含義為：

class VolumeCurvePoint
{
public:
    int mIndex;//百分制下標
    float mDBAttenuation;//衰減
};

　　

　　3.nbSteps:為了避免計算時出現循環小數，系統中將UI界面VolumeIndex轉化為0~100，以sSpeakerMediaVolumeCurve為例，curve[VOLMAX].mIndex = 100，curve[VOLMIN].mIndex = 1，所以nbSteps = 1 + 100 -1 = 100；

 

　　4.volIdx:volIdx的求解過程其實就是將UI界面的音量Index轉化為百進制的過程，其中AudioStream對應的indexInUi_Max可以在AudioService.java中獲得，STREAM_MUSIC對應數值為15，故streamDesc.mIndexMax = 15，streamDesc.mIndexMin = 0，則volIdx = (20/3)*indexInUi。

//AudioService.java
/** @hide Maximum volume index values for audio streams */
private static final int[] MAX_STREAM_VOLUME = new int[] {
     5,  // STREAM_VOICE_CALL
     7,  // STREAM_SYSTEM
     7,  // STREAM_RING
     15, // STREAM_MUSIC
     7,  // STREAM_ALARM
     7,  // STREAM_NOTIFICATION
     15, // STREAM_BLUETOOTH_SCO
     7,  // STREAM_SYSTEM_ENFORCED
     15, // STREAM_DTMF
     15  // STREAM_TTS
};

　　

　　5.segment:是用來確定UI音量界面上的VolumeIndex轉化為百進制處於哪一個區間內。

 

　　6.decibels:VolumeIndex對應的音量衰減，單位為dB。其計算公式如下圖所示：

                    

　　若想實現speaker每音階之間的衰減差為M（dB），其計算方法就是計算decibels_Index_N & decibels_Index_(N+1)之間的差值。為了方便計算，可以默認N & N+1屬於同一segment，這樣

　　                                                    

　　因為curve[VOLMAX].mDBAttenuation一般為0，即不衰減狀態（當然也有可能為負數，但不管怎樣，curve[VOLMAX].mDBAttenuation是最容易確定的值），所以一般計算是從segment = 2開始計算，這樣在60~100區間內Δdecibels的值就為：

　　Δdecibels = (20/3)*((0 - curve[2].mDBAttenuation)/(100 - 60)) = -(curve[2].mDBAttenuation/6)

　　令Δdecibels = M，則curve[2].mDBAttenuation = -6M，依次類推curve[1].mDBAttenuation = -12M，curve[0].mDBAttenuation = -15M。

 

　　7.amplification:放大/縮小倍數。將求得的decibels帶入公式就可以直接求到，沒有什么特別要說的。

　　總結：該篇文章以sSpeakerMediaVolumeCurve為例，描述了音量衰減值的計算過程。其它音量曲線調節可以按照該方法同樣實現。