如何使用 NAudio 的 MixingSampleProvider 将数千个 WAV 文件混合到一个文件中？

Question

我正在寻找一种使用 NAudio 的

MixingSampleProvider

将数千个 WAV 文件混合到一个文件中的方法。我正在构建一个鼓采样器，我希望能够创建整首歌曲（基于 MIDI 信息），然后可以将其导出到单个 WAV 文件中。

我遇到的问题是

MixingSampleProvider

的 限制为 1024 个源，如果达到该限制，则会抛出异常并显示

Too many mixer inputs

。我确信这个限制的存在是有原因的，尽管如此，我还是想知道如何实现我的目标。

我已经搜索了 NAudio 演示和 Mark Heath 的博客，但我还没有找到我真正需要的东西。

我想我可以将歌曲分成更小的片段（在 1024 个采样器输入下）然后合并单独的部分。这是可行的方法，还是有更好的方法？感谢您的任何建议。

这是我的代码的一部分：

public class DrumSampler
{
    private readonly MixingSampleProvider _mixer;
    private readonly Dictionary<string, SampleSource> _cachedSamples = new();

    public DrumSampler()
    {
        var waveFormat = WaveFormat.CreateIeeeFloatWaveFormat(44100, 2);
        _mixer = new MixingSampleProvider(waveFormat);

        LoadSamples();
    }

    private void LoadSamples()
    {
        LoadSample("kick", @"C:\Samples\kick.wav");
        LoadSample("snare", @"C:\Samples\snare.wav");
        LoadSample("crash", @"C:\Samples\crash.wav");
    }

    private void LoadSample(string key, string filePath)
    {
        _cachedSamples.Add(key, SampleSource.CreateFromWaveFile(filePath, _mixer.WaveFormat));
    }

    public void ExportSong()
    {
        AddDrums();

        WaveFileWriter.CreateWaveFile16("song.wav", _mixer);
    }

    private void AddDrums()
    {
        //simulate adding drum samples based on MIDI information 
        for (int i = 0; i < 1000; i++)
        {
            var sample = _cachedSamples["kick"];
            var delayed = new DelayedSampleProvider(sample, TimeSpan.FromSeconds(123));
            _mixer.AddMixerInput(delayed);
        }
    }
}

SampleSource

实现取自NAudio的DrumMachineDemo。

DelayedSampleProvider

实现的灵感来自NAudio的OffsetSampleProvider。

Answer 1

我已经能够通过将歌曲分成较小的chungs（在1024个混音器输入下）来解决这个问题，每个chungs都有自己的

MixingSampleProvider

，然后使用

ConcatenatingSampleProvider

连接所有chungs。

它有效，但是，我想知道是否有更优雅的解决方案......

这是我的代码：

public class DrumSampler
{
    private readonly WaveFormat _waveFormat;
    private readonly Dictionary<string, SampleSource> _cachedSamples = new();

    public DrumSampler()
    {
        _waveFormat = WaveFormat.CreateIeeeFloatWaveFormat(44100, 2);

        LoadSamples();
    }

    private void LoadSamples()
    {
        LoadSample("kick", @"C:\Samples\kick.wav");
        LoadSample("snare", @"C:\Samples\snare.wav");
        LoadSample("crash", @"C:\Samples\crash.wav");
    }

    private void LoadSample(string key, string filePath)
    {
        _cachedSamples.Add(key, SampleSource.CreateFromWaveFile(filePath, _mixer.WaveFormat));
    }

    public void ExportSong()
    {
        var result = GenerateDrumAudio();
        WaveFileWriter.CreateWaveFile16("song.wav", result);
    }

    private ISampleProvider GenerateDrumAudio()
    {
        //simulate reading drum hits from MIDI
        var drumHits = Enumerable.Range(0, 10_000).ToList();

        //split drum hits into chunks of 1024 (max input limit of the mixing sample provider)
        var drumHitChunks = drumHits.Chunk(1024);

        //store all chunk mixers in a list
        var mixers = new List<MixingSampleProvider>();

        foreach (var drumHitChunk in drumHitChunks)
        {
            //for each chunk: create a mixer, add drum hits to it and add it to the mixers list
            var mixer = new MixingSampleProvider(_waveFormat);

            foreach (var drumHit in drumHitChunk)
            {
                var sample = _cachedSamples["kick"];
                var delayed = new DelayedSampleProvider(sample, TimeSpan.FromSeconds(123));
                mixer.AddMixerInput(delayed);
            }

            mixers.Add(mixer);
        }

        //concatenate all chunk mixers into a single ISampleProvider
        var mixersConcatenated = new ConcatenatingSampleProvider(mixers);

        return mixersConcatenated;
    }
}

Answer 2

我需要解决类似的问题，我需要为计算机生成的视频生成音轨，并在发生特定事件的每个时间戳中添加声音效果。当我尝试添加太多音效时，我也遇到了上限，这是我的解决方案。

首先，我计算了每个效果的绝对时间戳。然后，我将它们分成少于 1024 项的组，并使用

MixingSampleProvider

将它们组合起来，并使用另一个

MixingSampleProvider

将这些块组合成单个提供程序。请注意，如果我有超过 1023^2 个项目，则此过程需要递归进行。

public static ISampleProvider CreateAudioFile(List<int> timestamps)
{
    var format = new AudioFileReader(File).WaveFormat;

    return timestamps.Chunk(1023).Select(chunk =>
    {
        return chunk.Aggregate(new MixingSampleProvider(format), (mixer, ts) =>
        {
            mixer.AddMixerInput(new OffsetSampleProvider(new AudioFileReader(File))
            {
                DelayBy = TimeSpan.FromMilliseconds(ts),
            });

            return mixer;
        }) as ISampleProvider;
    }).Aggregate(new MixingSampleProvider(format), (mixer, chunk) =>
    {
        mixer.AddMixerInput(chunk);
        return mixer;
    });
}