苏格团队

作者：Dee

缘起

由于项目需要，我们要在web端实现录音功能。一开始，找到的方案有两个，一个是通过iframe，一个是html5的getUserMedia api。由于我们的录音功能不需要兼容IE浏览器，所以毫不犹豫的选择了html5提供的getUserMedia去实现。基本思路是参考了官方的api文档以及网上查找的一些方案做结合做出了适合项目需要的方案。但由于我们必须保证这个录音功能能够同时在pad端、pc端都可以打开，所以其中也踩了一些坑。以下为过程还原。

步骤1

由于新的api是通过navigator.mediaDevices.getUserMedia，且返回一个promise。

而旧的api是navigator.getUserMedia，于是做了一个兼容性。代码如下：

// 老的浏览器可能根本没有实现 mediaDevices，所以我们可以先设置一个空的对象
if (navigator.mediaDevices === undefined) {
    navigator.mediaDevices = {};
}

// 一些浏览器部分支持 mediaDevices。我们不能直接给对象设置 getUserMedia
// 因为这样可能会覆盖已有的属性。这里我们只会在没有getUserMedia属性的时候添加它。
if (navigator.mediaDevices.getUserMedia === undefined) {
    let getUserMedia =
        navigator.getUserMedia ||
        navigator.webkitGetUserMedia ||
        navigator.mozGetUserMedia ||
        navigator.msGetUserMedia;
    navigator.mediaDevices.getUserMedia = function(constraints) {
        // 首先，如果有getUserMedia的话，就获得它

        // 一些浏览器根本没实现它 - 那么就返回一个error到promise的reject来保持一个统一的接口
        if (!getUserMedia) {
            return Promise.reject(new Error('getUserMedia is not implemented in this browser'));
        }

        // 否则，为老的navigator.getUserMedia方法包裹一个Promise
        return new Promise(function(resolve, reject) {
            getUserMedia.call(navigator, constraints, resolve, reject);
        });
    };

步骤2

这是网上存在的一个方法，封装了一个HZRecorder。基本上引用了这个方法。调用HZRecorder.get就可以调起录音接口，这个方法传入一个callback函数，new HZRecorder后执行callback函数且传入一个实体化后的HZRecorder对象。可以通过该对象的方法实现开始录音、暂停、停止、播放等功能。

var HZRecorder = function (stream, config) {  
    config = config || {};  
    config.sampleBits = config.sampleBits || 8;      //采样数位 8, 16  
    config.sampleRate = config.sampleRate || (44100 / 6);   //采样率(1/6 44100)  

      
    //创建一个音频环境对象  
    audioContext = window.AudioContext || window.webkitAudioContext;  
    var context = new audioContext();  

    //将声音输入这个对像  
    var audioInput = context.createMediaStreamSource(stream);  
      
    //设置音量节点  
    var volume = context.createGain();  
    audioInput.connect(volume);  

    //创建缓存，用来缓存声音  
    var bufferSize = 4096;  

    // 创建声音的缓存节点，createScriptProcessor方法的  
    // 第二个和第三个参数指的是输入和输出都是双声道。  
    var recorder = context.createScriptProcessor(bufferSize, 2, 2);  

    var audioData = {  
        size: 0          //录音文件长度  
        , buffer: []     //录音缓存  
        , inputSampleRate: context.sampleRate    //输入采样率  
        , inputSampleBits: 16       //输入采样数位 8, 16  
        , outputSampleRate: config.sampleRate    //输出采样率  
        , oututSampleBits: config.sampleBits       //输出采样数位 8, 16  
        , input: function (data) {  
            this.buffer.push(new Float32Array(data));  
            this.size += data.length;  
        }  
        , compress: function () { //合并压缩  
            //合并  
            var data = new Float32Array(this.size);  
            var offset = 0;  
            for (var i = 0; i < this.buffer.length; i++) {  
                data.set(this.buffer[i], offset);  
                offset += this.buffer[i].length;  
            }  
            //压缩  
            var compression = parseInt(this.inputSampleRate / this.outputSampleRate);  
            var length = data.length / compression;  
            var result = new Float32Array(length);  
            var index = 0, j = 0;  
            while (index < length) {  
                result[index] = data[j];  
                j += compression;  
                index++;  
            }  
            return result;  
        }  
        , encodeWAV: function () {  
            var sampleRate = Math.min(this.inputSampleRate, this.outputSampleRate);  
            var sampleBits = Math.min(this.inputSampleBits, this.oututSampleBits);  
            var bytes = this.compress();  
            var dataLength = bytes.length * (sampleBits / 8);  
            var buffer = new ArrayBuffer(44 + dataLength);  
            var data = new DataView(buffer);  

            var channelCount = 1;//单声道  
            var offset = 0;  

            var writeString = function (str) {  
                for (var i = 0; i < str.length; i++) {  
                    data.setUint8(offset + i, str.charCodeAt(i));  
                }  
            };  
              
            // 资源交换文件标识符   
            writeString('RIFF'); offset += 4;  
            // 下个地址开始到文件尾总字节数,即文件大小-8   
            data.setUint32(offset, 36 + dataLength, true); offset += 4;  
            // WAV文件标志  
            writeString('WAVE'); offset += 4;  
            // 波形格式标志   
            writeString('fmt '); offset += 4;  
            // 过滤字节,一般为 0x10 = 16   
            data.setUint32(offset, 16, true); offset += 4;  
            // 格式类别 (PCM形式采样数据)   
            data.setUint16(offset, 1, true); offset += 2;  
            // 通道数   
            data.setUint16(offset, channelCount, true); offset += 2;  
            // 采样率,每秒样本数,表示每个通道的播放速度   
            data.setUint32(offset, sampleRate, true); offset += 4;  
            // 波形数据传输率 (每秒平均字节数) 单声道×每秒数据位数×每样本数据位/8   
            data.setUint32(offset, channelCount * sampleRate * (sampleBits / 8), true); offset += 4;  
            // 快数据调整数 采样一次占用字节数 单声道×每样本的数据位数/8   
            data.setUint16(offset, channelCount * (sampleBits / 8), true); offset += 2;  
            // 每样本数据位数   
            data.setUint16(offset, sampleBits, true); offset += 2;  
            // 数据标识符   
            writeString('data'); offset += 4;  
            // 采样数据总数,即数据总大小-44   
            data.setUint32(offset, dataLength, true); offset += 4;  
            // 写入采样数据   
            if (sampleBits === 8) {  
                for (var i = 0; i < bytes.length; i++, offset++) {  
                    var s = Math.max(-1, Math.min(1, bytes[i]));  
                    var val = s < 0 ? s * 0x8000 : s * 0x7FFF;  
                    val = parseInt(255 / (65535 / (val + 32768)));  
                    data.setInt8(offset, val, true);  
                }  
            } else {  
                for (var i = 0; i < bytes.length; i++, offset += 2) {  
                    var s = Math.max(-1, Math.min(1, bytes[i]));  
                    data.setInt16(offset, s < 0 ? s * 0x8000 : s * 0x7FFF, true);  
                }  
            }  

            return new Blob([data], { type: 'audio/wav' });  
        }  
    };  

    //开始录音  
    this.start = function () {  
        audioInput.connect(recorder);  
        recorder.connect(context.destination);  
    };  

    //停止  
    this.stop = function () {  
        recorder.disconnect();  
    };  
    
    // 结束
    this.end = function() {
        context.close();
    };
    
    // 继续
    this.again = function() {
        recorder.connect(context.destination);
    };

    //获取音频文件  
    this.getBlob = function () {  
        this.stop();  
        return audioData.encodeWAV();  
    };  

    //回放  
    this.play = function (audio) {  
        audio.src = window.URL.createObjectURL(this.getBlob());  
    };  

    //上传  
    this.upload = function (url, callback) {  
        var fd = new FormData();  
        fd.append('audioData', this.getBlob());  
        var xhr = new XMLHttpRequest();  
        if (callback) {  
            xhr.upload.addEventListener('progress', function (e) {  
                callback('uploading', e);  
            }, false);  
            xhr.addEventListener('load', function (e) {  
                callback('ok', e);  
            }, false);  
            xhr.addEventListener('error', function (e) {  
                callback('error', e);  
            }, false);  
            xhr.addEventListener('abort', function (e) {  
                callback('cancel', e);  
            }, false);  
        }  
        xhr.open('POST', url);  
        xhr.send(fd);  
    };  

    //音频采集  
    recorder.onaudioprocess = function (e) {  
        audioData.input(e.inputBuffer.getChannelData(0));  
        //record(e.inputBuffer.getChannelData(0));  
    };  

};  

//抛出异常  
HZRecorder.throwError = function (message) {  
    throw new function () { this.toString = function () { return message; };};  
};  
//是否支持录音  
HZRecorder.canRecording = (navigator.getUserMedia != null);  
//获取录音机  
HZRecorder.get = function (callback, config) {  
   if (callback) {
        navigator.mediaDevices
            .getUserMedia({ audio: true })
            .then(function(stream) {
                let rec = new HZRecorder(stream, config);
                callback(rec);
            })
            .catch(function(error) {
                HZRecorder.throwError('无法录音，请检查设备状态');
            });
    }
};  
window.HZRecorder = HZRecorder;

以上，已经可以满足大部分的需求。但是我们要兼容pad端。我们的pad有几个问题必须解决。

录音格式必须是mp3才能播放
window.URL.createObjectURL传入blob数据在pad端报错，转不了

以下为解决这两个问题的方案。

步骤3

以下为我实现 录音格式为mp3 和 window.URL.createObjectURL传入blob数据在pad端报错 的方案。

1、修改HZRecorder里的audioData对象代码。并引入网上一位大神的一个js文件lamejs.js

const lame = new lamejs();
let audioData = {
    samplesMono: null,
    maxSamples: 1152,
    mp3Encoder: new lame.Mp3Encoder(1, context.sampleRate || 44100, config.bitRate || 128),
    dataBuffer: [],
    size: 0, // 录音文件长度
    buffer: [], // 录音缓存
    inputSampleRate: context.sampleRate, // 输入采样率
    inputSampleBits: 16, // 输入采样数位 8, 16
    outputSampleRate: config.sampleRate, // 输出采样率
    oututSampleBits: config.sampleBits, // 输出采样数位 8, 16
    convertBuffer: function(arrayBuffer) {
        let data = new Float32Array(arrayBuffer);
        let out = new Int16Array(arrayBuffer.length);
        this.floatTo16BitPCM(data, out);
        return out;
    },
    floatTo16BitPCM: function(input, output) {
        for (let i = 0; i < input.length; i++) {
            let s = Math.max(-1, Math.min(1, input[i]));
            output[i] = s < 0 ? s * 0x8000 : s * 0x7fff;
        }
    },
    appendToBuffer: function(mp3Buf) {
        this.dataBuffer.push(new Int8Array(mp3Buf));
    },
    encode: function(arrayBuffer) {
        this.samplesMono = this.convertBuffer(arrayBuffer);
        let remaining = this.samplesMono.length;
        for (let i = 0; remaining >= 0; i += this.maxSamples) {
            let left = this.samplesMono.subarray(i, i + this.maxSamples);
            let mp3buf = this.mp3Encoder.encodeBuffer(left);
            this.appendToBuffer(mp3buf);
            remaining -= this.maxSamples;
        }
    },
    finish: function() {
        this.appendToBuffer(this.mp3Encoder.flush());
        return new Blob(this.dataBuffer, { type: 'audio/mp3' });
    },
    input: function(data) {
        this.buffer.push(new Float32Array(data));
        this.size += data.length;
    },
    compress: function() {
        // 合并压缩
        // 合并
        let data = new Float32Array(this.size);
        let offset = 0;
        for (let i = 0; i < this.buffer.length; i++) {
            data.set(this.buffer[i], offset);
            offset += this.buffer[i].length;
        }
        // 压缩
        let compression = parseInt(this.inputSampleRate / this.outputSampleRate, 10);
        let length = data.length / compression;
        let result = new Float32Array(length);
        let index = 0;
        let j = 0;
        while (index < length) {
            result[index] = data[j];
            j += compression;
            index++;
        }
        return result;
    },
    encodeWAV: function() {
        let sampleRate = Math.min(this.inputSampleRate, this.outputSampleRate);
        let sampleBits = Math.min(this.inputSampleBits, this.oututSampleBits);
        let bytes = this.compress();
        let dataLength = bytes.length * (sampleBits / 8);
        let buffer = new ArrayBuffer(44 + dataLength);
        let data = new DataView(buffer);

        let channelCount = 1; // 单声道
        let offset = 0;

        let writeString = function(str) {
            for (let i = 0; i < str.length; i++) {
                data.setUint8(offset + i, str.charCodeAt(i));
            }
        };

        // 资源交换文件标识符
        writeString('RIFF');
        offset += 4;
        // 下个地址开始到文件尾总字节数,即文件大小-8
        data.setUint32(offset, 36 + dataLength, true);
        offset += 4;
        // WAV文件标志
        writeString('WAVE');
        offset += 4;
        // 波形格式标志
        writeString('fmt ');
        offset += 4;
        // 过滤字节,一般为 0x10 = 16
        data.setUint32(offset, 16, true);
        offset += 4;
        // 格式类别 (PCM形式采样数据)
        data.setUint16(offset, 1, true);
        offset += 2;
        // 通道数
        data.setUint16(offset, channelCount, true);
        offset += 2;
        // 采样率,每秒样本数,表示每个通道的播放速度
        data.setUint32(offset, sampleRate, true);
        offset += 4;
        // 波形数据传输率 (每秒平均字节数) 单声道×每秒数据位数×每样本数据位/8
        data.setUint32(offset, channelCount * sampleRate * (sampleBits / 8), true);
        offset += 4;
        // 快数据调整数 采样一次占用字节数 单声道×每样本的数据位数/8
        data.setUint16(offset, channelCount * (sampleBits / 8), true);
        offset += 2;
        // 每样本数据位数
        data.setUint16(offset, sampleBits, true);
        offset += 2;
        // 数据标识符
        writeString('data');
        offset += 4;
        // 采样数据总数,即数据总大小-44
        data.setUint32(offset, dataLength, true);
        offset += 4;
        // 写入采样数据
        if (sampleBits === 8) {
            for (let i = 0; i < bytes.length; i++, offset++) {
                const s = Math.max(-1, Math.min(1, bytes[i]));
                let val = s < 0 ? s * 0x8000 : s * 0x7fff;
                val = parseInt(255 / (65535 / (val + 32768)), 10);
                data.setInt8(offset, val, true);
            }
        } else {
            for (let i = 0; i < bytes.length; i++, offset += 2) {
                const s = Math.max(-1, Math.min(1, bytes[i]));
                data.setInt16(offset, s < 0 ? s * 0x8000 : s * 0x7fff, true);
            }
        }

        return new Blob([data], { type: 'audio/wav' });
    }
};

2、修改HZRecord的音频采集的调用方法。

// 音频采集
recorder.onaudioprocess = function(e) {
    audioData.encode(e.inputBuffer.getChannelData(0));
};

3、HZRecord的getBlob方法。

this.getBlob = function() {
    this.stop();
    return audioData.finish();
};

4、HZRecord的play方法。把blob转base64url。

this.play = function(func) {
    readBlobAsDataURL(this.getBlob(), func);
};

function readBlobAsDataURL(data, callback) {
    let fileReader = new FileReader();
    fileReader.onload = function(e) {
        callback(e.target.result);
    };
    fileReader.readAsDataURL(data);
}

至此，已经解决以上两个问题。

步骤4

这里主要介绍怎么做录音时的动效。我们的一个动效需求为：

根据传入的音量大小，做一个圆弧动态扩展。

// 创建analyser节点，获取音频时间和频率数据
const analyser = context.createAnalyser();
audioInput.connect(analyser);
const inputAnalyser = new Uint8Array(1);
const wrapEle = $this.refs['wrap'];
let ctx = wrapEle.getContext('2d');
const width = wrapEle.width;
const height = wrapEle.height;
const center = {
    x: width / 2,
    y: height / 2
};

function drawArc(ctx, color, x, y, radius, beginAngle, endAngle) {
    ctx.beginPath();
    ctx.lineWidth = 1;
    ctx.strokeStyle = color;
    ctx.arc(x, y, radius, (Math.PI * beginAngle) / 180, (Math.PI * endAngle) / 180);
    ctx.stroke();
}

(function drawSpectrum() {
    analyser.getByteFrequencyData(inputAnalyser); // 获取频域数据
    ctx.clearRect(0, 0, width, height);
    // 画线条
    for (let i = 0; i < 1; i++) {
        let value = inputAnalyser[i] / 3; // <===获取数据
        let colors = [];
        if (value <= 16) {
            colors = ['#f5A631', '#f5A631', '#e4e4e4', '#e4e4e4', '#e4e4e4', '#e4e4e4'];
        } else if (value <= 32) {
            colors = ['#f5A631', '#f5A631', '#f5A631', '#f5A631', '#e4e4e4', '#e4e4e4'];
        } else {
            colors = ['#f5A631', '#f5A631', '#f5A631', '#f5A631', '#f5A631', '#f5A631'];
        }
        drawArc(ctx, colors[0], center.x, center.y, 52 + 16, -30, 30);
        drawArc(ctx, colors[1], center.x, center.y, 52 + 16, 150, 210);
        drawArc(ctx, colors[2], center.x, center.y, 52 + 32, -22.5, 22.5);
        drawArc(ctx, colors[3], center.x, center.y, 52 + 32, 157.5, 202.5);
        drawArc(ctx, colors[4], center.x, center.y, 52 + 48, -13, 13);
        drawArc(ctx, colors[5], center.x, center.y, 52 + 48, 167, 193);
    }

    // 请求下一帧
    requestAnimationFrame(drawSpectrum);
})();

缘尽

至此，一个完整的html5录音功能方案已经完成。有什么需要补充，不合理的地方的欢迎留言。

ps：lamejs可参考这个github https://github.com/akrennmair/libmp3lame-js