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第10章 游戏音效编程浙江大学软件学院 梁秀波 Email：liangxb@• 声音基础 • 常见的声音引擎简介 • Cocos2d-x中的音乐与音效 • 游戏音效实例编程 • 小结主要内容• 声音：50Hz-22,000Hz之间的压力波 - 本质上而言是正弦波，具有波幅和频率等属性 • 声音的低频部分不仅仅被耳朵，也可被身体 所感知 • 人感知到声音从某一地方发出 - 不能精确地定位出音源 • 捕捉声音通过声卡上的ADC（模拟–数字转 换器）来完成 声音基础——什么是声音声音基础——什么是声音• 声音表现为波形, 可以记录、保存以及精确播 放 • 声音(Sound)不等同于音乐(Music) • PCM(脉冲编码调制)播放所有交互、电影、 游戏中所需要的. • 声音可以被合成出任意效果声音基础——什么是声音• 每次采集的数据称为采样（Sample) • 每秒钟采样次数称为采样频率（Sample Frequency） • 通常的采样率：11025Hz, 22050Hz和 44100Hz (44.1k HZ， CD音质) • 采样品质：类似于图像像素的位深，通常为 8bit和16bit。

声音基础——什么是声音声音基础——什么是声音声音基础——什么是声音• 每秒钟CD品质的声音信号占据的空间是 176KB，3分钟长度的歌曲容量是31MB • 音频的压缩和解压缩：利用时空连贯性、查 找表等技术 - 有损压缩：MPEG Layer 3 （MP3)：把部分并 不需要的信息过滤掉，例如一些人耳听不到的 高频率信号，或者一些无用的环境噪音 - 无损压缩：RLE，运长编码声音基础——声音的编码存储• 采样（Sampling） - 通过任意方式录制声音 • 合成 (Synthesis) - 模拟合成 - 调频合成 - 波表合成声音基础——对声音的操作• 模拟合成 - 不同频率波形的简单叠加 - 从已有波形中选择 - 叠加后进行滤波 • 调频合成 - 通过改变频率调整输出波形 • 波表 - 录制下来的每种乐器的声音，以数字化形式存放，通过 选择哪件乐器演奏、音量和音速、混合和平移参数等来 “奏响”记录下来的声波来合成出新的声音 声音基础——对声音的操作• 混音：同时播放多个声音（背景音乐，语音，事件 反应音等） • 最简单的方法就是将两个声音样本的数值依次相加 起来，如图所示：声音基础——对声音的操作• MIDI - Musical Instrument Digital Interface（乐器数字 界面） • 用于控制音乐合成器 -合成细节由合成器决定 • MIDI数据 -仅仅是一个事件的列表，描述了一个声音卡或其他播放设备要产生 某种声音的特定的步骤 -每一个描述乐器演播的动作的字都赋给一个特定的二进制代码 。

要 奏响一个音符，你要发出一个“音符开”（Note On）消息，然后 对该音符赋以一个“速度”，用以判断该音符能奏多响 -其他控制包括选择哪件乐器演奏、混合和平移声音以及控制电子乐 器等声音基础——对声音的操作• Bfxr游戏音效生成器– 支持使用和下载使用– 如图就是Bfxr主界面声音基础——简单的音效制作工具• 如图就是Bfxr音效混合器的选项界面声音基础——简单的音效制作工具• BASS： – Windows平台下的常用声音引擎，BASS支持多 种开发语言 • MikMod： – 跨平台，支持几乎所有的流行音频格式的免费软 件 • FMOD： – 支持几乎所有的开发平台 • ModPlug： – 非常简单的引擎，提供普通的声音的特效处理常见的声音引擎简介• Miles Sound System： – 快速开发工具，也是目前最好的音频开发库 • EAX： – “环境音效果扩展”（Environmental Audio Extension） • DOLBY DIGITAL ENCODING： – 杜比编码是专业的音频开发工具常见的声音引擎简介• 游戏中的声音一般分为两类 – 背景音乐：长度较长，频率低，同一时刻只能播 放一首 – 声音特效：长度短，频率高，同一时刻可以播放 多个音效 • CocosDenshion：Cocos2d-x中音效引擎库 – 在游戏的制作过程中，只需引入 SimpleAudioEngine类即可Cocos2d-x中的音乐与音效• Cocos2d-x在不同的开发平台下所支持的音乐与音效格式有 所不同，表9-1和表9-2列出了在不同平台下Cocos2d-x所 支持的音乐与音效格式。

Cocos2d-x中的音乐与音效平台支持格式 Androidmp3、mid、ogg和wav iOSAac、caf、mp3、m4a和wav Windowsmid、mp3和wav平台支持格式 Androidogg和wav iOScaf和wav Windowsmid和wavCocos2d-x所支持的 音乐格式 Cocos2d-x所支持的 音效格式 • 音乐与音效的预加载 – 背景音乐的预加载(preloadBackgroundMusic) – 游戏音效的预加载(preloadEffect) • 音乐与音效的播放与停止 – 播放游戏背景音乐(playBackgroundMusic) – 播放游戏音效(playEffect) – 停止播放游戏背景音乐 (stopBackgroundMusic) – 停止播放游戏音效(stopEffect/stopAllEffects)Cocos2d-x中的音乐与音效Cocos2d-x中的音乐与音效——示例//播放背景音乐 SimpleAudioEngine::getInstance() ->playBackgroundMusic(“LuckyDay.mp3“);//停止播放背景音乐 SimpleAudioEngine::getInstance() ->stopBackgroundMusic();Cocos2d-x中的音乐与音效——示例//播放游戏音效 id1 = SimpleAudioEngine::getInstance() ->playEffect(“gem-0.wav“,true); id2 = SimpleAudioEngine::getInstance() ->playEffect(“FX081.mp3“,true); //停止播放所有游戏音效 SimpleAudioEngine::getInstance()->stopAllEffects(); //停止播放指定的游戏音效 SimpleAudioEngine::getInstance()->stopEffect(id1); • 音乐与音效的暂停与恢复播放 – 与游戏音乐、音效的播放与停止的实现方式类似 – 暂停播放(pauseBackgroundMusic、 pauseEffect、pauseAllEffects) – 恢复播放(resumeBackgroundMusic、 resumeEffect、resumeAllEffects)² 值得注意的是，在一般情况下，暂停播放游戏的背景音 乐的函数和恢复播放背景音乐的函数，是在Cocos2d-x 的AppDelegate类的事件处理函数中被调用。

Cocos2d-x中的音乐与音效• 其他成员 – 回放游戏的背景音乐(rewindBackgroundMusic) – 判断当前是否播放游戏的背景音乐(isBackgroundMusicPlaying) – 判断游戏背景音乐是否可以播放(willPlayBackgroundMusic) – 获得游戏的背景音乐的音量(getBackgroundMusicVolume) – 设置游戏的背景音乐的音量(setBackgroundMusicVolume) – 获得所有游戏音效的音量(getEffectsVolume) – 设置所有游戏音效的音量(setEffectsVolume) – 将预加载游戏音效从缓存中删除(unloadEffect) – 关闭SimpleAudioEngine类对象实例(end)Cocos2d-x中的音乐与音效• 设置游戏背景音乐的音量大小Cocos2d-x中的音乐与音效——示例//获得滑动条的值 float bgVolume =bgVSlider->getValue(); //设置音量 SimpleAudioEngine::getInstance() ->setBackgroundMusicVolume(bgVolume);• 游戏简介 - 实现一个简单模拟钢琴的游戏，通过点击不同 按键产生不同的声音效果。

辅助工具： ü CocosStudio UI 编辑器 ü CocosStudio 动画编辑器游戏音效编程实例• 游戏制作步骤 - 使用CocosStudio UI 编辑器编辑实现游戏钢琴 界面并加载，每个按键就是一个按钮 - 使用CocosStudio动画编辑器编辑实现小喇叭 动画并加载 - 为钢琴按键绑定游戏音效，按下按键就会产生 相应的声音效果游戏音效编程实例• 游戏最终效果图² 说明：游戏详细设计文档在实验手册中给出游戏音效编程实例• 声音方面的基础理论知识，包括声音的生成 过程、编码存储及合成，并介绍了几种常见 的声音引擎 • Cocos2d-x提供的音频引擎库 CocosDenshion，及其核心类 SimpleAudioEngine类，简化了游戏中的音 效编程的复杂性。