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OpenAL 中文教程（或者叫OpenAL笔记）

2025-07-27

OpenAL

/

C

/

C++

~~不要退出QwQ，我可以表演一下当猫娘喵。~~

U2B和B站都已经被OpenAI教程占领了，现在搜索OpenAL它会认为你拼错了……不管怎样，这是一个OpenAL的中文教程。

其实更像是笔记

OpenAL是做什么的#

据我所知，是一个3D音频库，现在常见的一个开源实现是OpenAL Soft。

一些概念#

想象你现在正在一个大剧院里，大剧院当然有很多人。舞台上有演员，台下有观众，那么：

演员：Source
声音从哪里来？它可以拥有一个位置和一个方向，表明它正在向哪个方向播放音频。
观众：Listener
你的耳朵在哪里？是一个位置。
音频内容：Buffer
正在放什么？这个放着你的音频。

数据类型#

和OpenGL非常相似。

OpenAL	OpenALC	OpenGL	C++
ALboolean	ALCboolean	GLboolean	std::int8_t
ALbyte	ALCbyte	GLbyte	std::int8_t
ALubyte	ALCubyte	GLubyte	std::uint8_t
ALchar	ALCchar	GLchar	char
ALshort	ALCshort	GLshort	std::int16_t
ALushort	ALCushort	GLushort	std::uint16_t
ALint	ALCint	GLint	std::int32_t
ALuint	ALCuint	GLuint	std::uint32_t
ALsizei	ALCsizei	GLsizei	std::int32_t
ALenum	ALCenum	GLenum	std::uint32_t
ALfloat	ALCfloat	GLfloat	float
ALdouble	ALCdouble	GLdouble	double
ALvoid	ALCvoid	GLvoid	void

所以OpenALC是什么？#

它是Open Audio Library Context（直译：开源音频库上下文）。它管你用什么东西播放音频，比如你的扬声器或者是耳机。而OpenAL不管这些。

关于加载音频#

OpenAL不提供这样的功能（就像OpenGL不提供图像加载一样），你需要自己想其他办法。加载wav可以用这个，ogg可以用这个或者libogg和libvorbis。

开始吧#

首先你需要打开音频设备：

1
#include <AL/al.h>
2
#include <AL/alc.h>
3

4
ALCdevice *device = alcOpenDevice(nullptr);
5
if (device == nullptr) {
6
  // 打开失败
7
}

nullptr 或者 NULL 参数表示使用系统的默认音频设备。

和OpenGL一样，你需要一个上下文。不过OpenAL的更简单一些：

1
ALCcontext *context = alcCreateContext(device, nullptr);
2
if (context == nullptr) {
3
  // 失败
4
}

关于 alcCreateContext 的第二个参数，它是用于指定属性的列表：

1
const ALCint attrib_list[] = {
2
  ALC_FREQUENCY, 44100,
3
  ALC_REFRESH, 60,
4
  ALC_SYNC, ALC_FALSE,
5
  0 // 你需要一个0来终止列表
6
};
7
ALCcontext *context = alcCreateContext(device, attrib_list);
8
if (context == nullptr) {
9
  // 失败
10
}

下面是一些属性：

名称	描述
ALC_FREQUENCY	输出Buffer的频率，以赫兹(Hz)为单位（例如44100）
ALC_REFRESH	刷新间隔，以赫兹(Hz)为单位
ALC_SYNC	如果为真，上下文将会是同步的（而非异步的），通常我们用 `ALC_FALSE`
ALC_MONO_SOURCES	分配的单声道音源数量
ALC_STEREO_SOURCES	和上面一样，只不过是立体声

注意：这些只是请求，实际可能不是你指定的那样。

将上下文设置成当前上下文：

1
if (!alcMakeContextCurrent(context)) {
2
  // 失败
3
}

当然，我们用完了得释放资源，在你的程序最后加上：

1
alcDestroyContext(context);
2
alcCloseDevice(device);

准备Buffer#

首先我们得告诉OpenAL我们需要一个Buffer，生成Buffer我们需要用到函数alGenBuffers：

1
ALuint buffer;
2
alGenBuffers(1, &buffer);

和OpenGL一样，第一个参数是我们要生成的数量，这里我们只要一个，所以我们填1；第二个参数是一个指向ID的指针，所以我们把buffer变量取地址传进去。

错误处理#

如果你想要知道哪里发生了错误……使用 alGetError ，和OpenGL一样，它会返回一个整数错误码，0表示没有错误。其他常见的值如下：

标识	描述	数值
AL_NO_ERROR	(0)没有错误	0
AL_INVALID_NAME	传进去的ID不合法	0xA001(40961)
AL_INVALID_ENUM	传进去了一个不合法的枚举	0xA002(40962)
AL_INVALID_VALUE	值不合法	0xA003(40963)
AL_INVALID_OEPRATION	请求的操作不合法（比如错误的上下文状态）	0xA004(40964)
AL_OUT_OF_MEMORY	正如其名，（声卡）内存不足	0xA005(40965)

注意：当它被调用的时候，它会清除所有错误标记。换言之，如果返回了一个错误，你无法确定那是唯一的一个标记。

加载音频#

这需要用音频库，我这里用 stb_vorbis.c ：

1
// 在另一个头文件里写 stb_vorbis.h
2
#define STB_VORBIS_HEADER_ONLY
3
#include "stb_vorbis.c"
4

5
// 你的main.cpp
6
#include "stb_vorbis.h"
7

8
int length;
9
int channels;
10
int sample_rate;
11
int error;
12
// 加载的ogg文件路径
13
std::string file_name = "./test.ogg";
14
stb_vorbis *vorbis = stb_vorbis_open_filename(file_name.c_str(), &error, nullptr);
15
if (vorbis == nullptr) {
16
  std::cerr << "打开OGG文件失败: " << file_name << '\n';
17
  return -1;
18
}
19
stb_vorbis_info info = stb_vorbis_get_info(vorbis);
20
channels = info.channels;
21
sample_rate = info.sample_rate;
22
// 总样本数
23
unsigned int total_samples =   stb_vorbis_stream_length_in_samples(vorbis);
24
length = total_samples * info.channels;
25
std::vector<short> data(length);
26
// 解码实际数据
27
int samples_decoded = stb_vorbis_get_samples_short_interleaved(
28
    vorbis, info.channels, data.data(), length);
29
if ((unsigned int)samples_decoded < total_samples) {
30
  std::cerr << "Warning: did not decode all samples\n";
31
}
32
stb_vorbis_close(vorbis);

我们暂时只需要其中的channels数量和每sample位数，而stb_vorbis解码为16位PCM。

为什么vector的元素类型是short：因为16位数字占两个字节，而在大多数平台上，short类型是两字节的。

检查音频数据的格式#

接下来你需要检查音频数据的格式，告诉OpenAL如何处理你的数据：

1
// 上面已经提到了，在不进行特别修改的情况下，
2
// stb_vorbis只能解码为16位PCM，所以我这里直接写成常量
3
const int bits_per_sample = 16;
4

5
ALenum format;
6
if (channels == 1 && bits_per_sample == 8) {
7
  format = AL_FORMAT_MONO8;
8
} else if (channels == 1 && bits_per_sample == 16) {
9
  format = AL_FORMAT_MONO16;
10
} else if (channels == 2 && bits_per_sample == 8) {
11
  format = AL_FORMAT_STEREO8;
12
} else if (channels == 2 && bits_per_sample == 16) {
13
  format = AL_FORMAT_STEREO16;
14
} else {
15
  // 未知格式
16
}

声音数据是这样的：我们有一个或者多个通道（一个勉强的解释是：你的耳朵数量大于1），而每个sample有很多位，数据由sample组成。

以及，为了满足你的好奇心。英语中mono表示单声道，stereo表示立体声。

总sample数的计算#

事实上，如果你只是跟着我提供的这个例子做的话，你不需要算这两个东西。直接跳到上传数据，填充Buffer就可以了。

1
int number_of_samples = data_size / (number_of_channels * (bits_per_sample / 8));

总时长的计算#

1
size_t duration = number_of_samples / sample_rate;

上传数据，填充Buffer#

现在我们终于可以上传数据了：

1
alBufferData(buffer, format, data.data(), data.size() * sizeof(short), sample_rate);

我们还需要一个Source#

别忘了OpenAL是一个3D音频库，所以我们还需要一个喇叭。

1
// 生成Source
2
ALuint source;
3
alGenSources(1, &source);
4
// 设置属性
5
alSourcef(source, AL_PITCH, 1);
6
alSourcef(source, AL_GAIN, 1.0f);
7
alSource3f(source, AL_POSITION, 0, 0, 0);
8
alSource3f(source, AL_VELOCITY, 0, 0, 0);
9
alSourcei(source, AL_LOOPING, AL_FALSE);
10
alSourcei(source, AL_BUFFER, buffer);

你可以看到一些东西，比如我们的位置( AL_POSITION )，和喇叭的朝向( AL_VELOCITY )。

解释一下其余东西：

AL_LOOPING ：它表示是否循环播放，这里我们不需要，所以设置假。
AL_GAIN ：一个更常见的名字是音量。这里我们设置1.0。
AL_BUFFER ：这很明显了，不解释它了。

播放声音#

1
alSourcePlay(source);
2
ALint state = AL_PLAYING;
3
while (state == AL_PLAYING) {
4
  alGetSourcei(source, AL_SOURCE_STATE, &state);
5
}

我们调用 alSourcePlayer 开始播放Source。然后我们准备一个用来存储 AL_SOURCE_STATE 的东西。然后在循环中更新它的值。这样就可以等待它播放完成（变成 AL_STOPPED ）。

清理#

我们已经讲过关闭设备和上下文了。我们还有一个Source和Buffer需要清理：

1
alDeleteSource(1, &source);
2
alDeleteBuffers(1, &buffer);

WARNING
尽量不要尝试放歌曲。这些代码只是把音频整个解码到内存中再播放。这样对于较长的文件（比如完整的歌曲）是有问题的，一个是加载时间长。第二个是占内存太大了（实测5分钟音乐能占120MB左右的内存）。后面我们会介绍其他方法来播放歌曲。

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