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2014年 2月 12日

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ALSA その 5

その 1その 2その 3その 4その 5

ALSA で音が鳴ることはわかりました。でもそれだけではつまらないですね。

次はどうすれば音を鳴らすプログラムを書けるのか?を見てみます。今回は、下記 ALSA のモジュール図でいう「アプリケーション」側から見てみます。


図1: ALSA モジュール図

ALSA とアプリケーションとのインタフェースを ALSA API と呼ぶことにします。ALSA API の仕様は公式のドキュメントに詳しく書かれています(※)。

(※)今回は LPCM を扱いますので ALSA API のなかでも PCM モジュールの仕様が参考になります。

ALSA API を使おう

LPCM を鳴らすために最低限必要な API 呼び出しは下記の 5つです。

snd_pcm_open
サウンドカードを開く。
snd_pcm_set_params
どのような音を鳴らすか決める。
snd_pcm_writei
音のデータをサウンドカードに書き込む。
snd_pcm_recover
サウンドカードに書き込む際に、何かエラーが起きたら復帰させる。
snd_pcm_close
再生が終わったらサウンドカードを閉じる。

もう少しコードっぽく書くと下記のようになります。

LPCM の再生、中心部分

//Format: 48[kHz], Signed 16[bit], Stereo
int rate = 48000;
snd_pcm_format_t format = SND_PCM_FORMAT_S16_LE;
int channels = 2;
//To use snd_pcm_writei() instead of snd_pcm_writen()
snd_pcm_access_t access = SND_PCM_ACCESS_RW_INTERLEAVED;
//Allow to select the 'plughw' for using sampling rate converter.
int resample = 1;
//Buffer size is 50[ms]
int latency = 50000;

snd_pcm_t *pcm = NULL;

snd_pcm_open(&pcm, "hw:0", SND_PCM_STREAM_PLAYBACK, 0);

snd_pcm_set_params(pcm, format, access, channels, rate, resample, latency);

while (1フレームでも残っていれば) {
    writen = snd_pcm_writei(pcm, buf, frames);
    if (writen < 0) {
        snd_pcm_recover(pcm, writen, 0);
    }
}

snd_pcm_close(pcm);

もし 48kHz, Signed 16bits, Stereo 以外の LPCM データを再生する場合は、rate, format, channels の部分をデータに合わせて変更します。

もしハードウェア側が 48kHz, Signed 16bits, Stereo の LPCM 再生をサポートしていない場合は、下記のようなエラーメッセージが出ます。

HW が指定されたフォーマットをサポートしていない場合
ALSA lib pcm.c:7431:(snd_pcm_set_params) Rate doesn't match (requested 48000Hz, get 0Hz)

このメッセージが出ていたら、デバイス名を "hw:0" → "plughw:0" としてください。これによりサンプリングレートコンバータ(SRC)が働き、ハードウェアが受け付けられるフォーマットに自動的に変換されます。

例えば 44.1kHz しか対応していないサウンドカードで 24kHz, Signed 8bits, Mono の音源を鳴らしたときは、下記のような動作イメージになります。

SRC の動作イメージ

rate = 24000;
format = SND_PCM_FORMAT_U8;
channels = 1;
(デバイス名) = "plughw:0"

24kHz, 8bits, Mono --(plug)--> 44.1kHz, 16bits, Stereo --> hw:0

先ほどの中心部分に、ファイルからの LPCM データの読み込み部分、エラー処理などを付け加えて、簡易的なプレーヤにしました。
link ソースコードはこちらから(※)どうぞ。

ライセンスは、修正 BSD ライセンスです。

(※)コンパイルの際は -lasound を付けてください。もし alsa/asoundlib.h が無い場合は、ALSA の開発用パッケージ(Debian Wheezy なら libasound2-dev)をインストールしてください。

注意事項など

注意: 再生できるデータは LPCM データのみです。WAV ファイル(*.wav)も LPCM データを含むため再生可能ですが、コンテナのヘッダも LPCM データだと思って再生してしまい、最初にビッ!ビッ!というノイズが鳴ります。WAV ファイル再生の際は音量にご注意ください。

警告: 入力されたデータのフォーマットチェックは行っておりません。LPCM データではないファイルを再生させると、非常に大きい音や、ノイズが鳴り、スピーカーなどを破損する可能性があります。

[編集者: すずき]
[更新: 2018年 4月 1日 10:56]

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2014年 2月 10日

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ガラパゴス

サービスベンダーや端末メーカーは、自社サービスや製品をユーザに末永く使って(=お金を末永く払って)もらいたいので「自社サービス、製品にユーザを閉じ込める」方向に行きたがります。

本来、ユーザの利便性を考えれば、いつでも他社サービスに移れるようにした方が便利でしょう。標準規格があるならそれに従う、既に普及しているサービスと互換の形式を使う、など。

でも、世界と同じ土俵で自社サービス、製品のオリジナリティを打ち出せます?自信を持って Yes と言うのは難しいですよね。オリジナリティを打ち出せなければ値段勝負、価格破壊、死の行軍が待っています。

一方で、ユーザを閉じ込め、自社サービス、製品の箱庭を作ってしまえば敵は過去の自分だけです。去年より良くしました、と言って作り続ければ、絶対に負けません。楽に勝ち続けられる居心地の良い場所です。

しかし閉鎖的な市場に気づいた海外勢が殴り込みをかけたとき、ユーザは今まで猛烈な不便を強いられていたことに気づきます。

ここで海外勢に勝てるなら、「世界唯一」の「素晴らしい」サービスだった、と言えるのですが、携帯、SNS、テレビ…、いずれも従来サービス、製品は不便だ、使いづらいと誹りを受け、一気にユーザが離れました。

まさに「世界唯一」だけど「外来種が来たら駆逐」されてしまう、ガラパゴス島の固有種とそっくりです。

ガラパゴスとは、うまいこと言ったもんですよね、ほんと。

ガラパゴスは悪くない

ユーザの閉じ込めを狙ってやっていない限り「○○」というサービスや製品が、

  • 世界一だったのか?
  • ガラパゴスだったのか?

は市場で「勝った」か?「負けた」か?と聞いているのとほぼ同じです。

ガラパゴスなサービス、製品をたくさん作っている or 作っていたからと言って、決していくじなしの会社ってわけじゃないんです。

当事者も悪くない

しかもユーザの閉じ込めを狙ってやっています、なんて誰も言いません。隠しているのではなくて、当事者は意識すらしていないはず。

「より良いものを、と頑張っていただけなのに、どうしてこうなった?」って。

…なんだ「ガラパゴス」は結果論か?と言われれば否定はできませんが、せめて、その道に進みかけた時にこれはヤバいと気づくとか、そうならないように心掛けることはできるんじゃないでしょうか。

メモ: 技術系?の話は Facebook から転記しておくことにした。

[編集者: すずき]
[更新: 2014年 3月 17日 00:49]

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2014年 2月 5日

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故意にリークしてるよね

パナソニックの半導体事業改革が完了 - EE Times Japanを読んで。

いつもは「絶対、事前にリークしてるでしょ」と思うくらい、ニュースが正確で早い(社内通達よりも)のですが、今回はニュースと社内通達が同時でした。珍しい〜。

推測するに、

  • 改革は既定路線で、世の中が何と言おうと止める気はないのでリークは不要だった
  • 赤字 4兄弟(テレビ、半導体、光デバイス、回路基板)への改革なので、リークして様子を見るまでもなく株価上昇は明らか
  • 興味を持つ人が減ったので、リークしても記事にされなかった
  • 今までは情報統制がザルで漏れまくっていたので、正常な状態に戻した

辺りですかね。当たっても別に嬉しくないけど。

メモ: 技術系の話は Facebook から転記しておくことにした。

[編集者: すずき]
[更新: 2015年 11月 29日 20:42]

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2014年 2月 4日

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節分といえば落花生

節分から 1日ずれちゃいましたが、節分の話でも。

北海道では節分に殻つきの落花生を撒きます。「鬼は外ー」は「雪(※)に向かって落花生を投げる」という意味でした。

もちろん店には大豆も(食べる用なのか?)売っていますが、撒くのは必ず落花生です。

しかし、関東、関西でその話をすると、大抵の人に「なんで落花生?大豆じゃないの?」と驚かれます。「うちもそうだよ」って言われたことはない…はず…たぶん。

そういや、なんで大豆 or 落花生なのだろう。小豆じゃダメなのかねえ??

(※)この時期の北海道はほぼ確実に雪が積もっているから、地面ではなく雪に向かって投げることになります。

[編集者: すずき]
[更新: 2014年 2月 5日 02:21]

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