将Uint8 (浮点AUDIO_F32)转换为int16_t (16位PCM)

Question

我目前正在尝试录制音频并使用SDL进行处理，但我在获取处理步骤所需的16位PCM音频时遇到了一些问题。我运行的设备只支持AUDIO_F32格式。所以我的AudioSpec如下所示；

SDL_AudioSpec wanted;
SDL_zero(wanted);

wanted.freq = 48000;
wanted.format = AUDIO_F32SYS;
wanted.channels = 1;
wanted.samples = 4096;
wanted.callback = NULL;

现在我必须跟随包含录制的音频的缓冲区；

std::vector<Uint8> buffered;

如何将Uint8转换为16位PCM格式？如果我没记错，Uint8应该是定义为unsigned char的32位浮点音频。我已经尝试了下面的代码，但它似乎没有给出正确的结果；

std::vector<int16_t> pcm_buffer;
for( const Uint8& sample : buffered )
{
   float sampleFloat = (float) sample;
   sampleFloat *= 32767;

   int16_t sampleInt = (int16_t) sampleFloat;
   pcm_buffer.push_back(sampleInt);
}

我有一种感觉，我完全误解了我在做什么，所以我希望有人能给我指出正确的方向。

Answer 1

F32格式是4字节浮点数，但是您的缓冲区是字节的缓冲区。您错过了首先将字节转换为浮点数的步骤。这是错误的一行：

float sampleFloat = (float) sample

转换应该在4字节块上操作，而不是在单字节上操作。比较：

std::vector<Uint8> buffered = ...;
std::vector<int16_t> pcm_buffer;
assert(buffered.size() % 4 == 0);
for(for size_t i = 0; i < buffered.size(); i += 4)
{
     float sampleFloat = *(float*)(buffered.data() + i);
     sampleFloat *= 32767;

     int16_t sampleInt = (int16_t) sampleFloat;
     pcm_buffer.push_back(sampleInt);
}

我认为由于对齐和别名规则，这对assert(buffered.data() % 4 == 0)也是合理的。

您还可以将强制转换本身放在循环之外，并迭代浮点数组，例如

std::vector<Uint8> buffered = ...;
const float* p = (const float*)buffered.data();
const float* pe = p + buffered.size() / 4;
for (; p < pe; ++p) {
    int16_t sampleInt = *p * 32767;
}