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Golangがボイスチャットを実装

WBOY

リリース： 2023-05-13 09:37:06

オリジナル

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テクノロジーの絶え間ない進歩に伴い、音声コミュニケーションは人々の生活に欠かせないものとなり、現在、ボイスチャットはインターネット上で最も一般的なコミュニケーション方法の 1 つとなっています。したがって、ユーザーが音声で簡単にコミュニケーションできるように、アプリケーションにボイスチャット機能を統合する必要があります。 Golang は非常に優れたプログラミング言語であり、効率、速度、信頼性の特性を備えているため、ボイスチャット機能を実装するのに golang を使用することは非常に良い選択となります。この記事ではgolangを使ってボイスチャット機能を実装する方法を紹介します。

1. 環境設定

ボイスチャット機能を実装する前に、お使いのコンピュータに golang 言語の開発環境をインストールする必要があります。インストール後、 go get コマンドを使用して、次のような音声関連ライブラリをインストールする必要があります。

github.com/gordonklaus/portaudio: PortAudio オーディオライブラリ
github.com /faiface /beep：ビープ音オーディオライブラリ
github.com/faiface/gui：gui ユーザーインターフェイスライブラリ
github.com/gordonklaus/audiowaveform：波形波形ライブラリ

これらのライブラリは、 go get コマンドを使用してすぐにインストールできます。たとえば、コマンド go get github.com/gordonklaus/portaudio を使用すると、PortAudio オーディオライブラリをインストールできます。

2. 導入プロセス

環境設定が完了したら、次はボイスチャット機能の具体的な実装プロセスです。まず、ユーザーが相互に通信できるようにクライアントとサーバーを作成する必要があります。接続が確立されると、クライアントはオーディオデータをサーバーに送信できるようになり、サーバーはそれを受信して他のクライアントに転送します。その後、他のクライアントはそのクライアントから音声データを受信して再生することができます。

サーバーの作成

サーバーを作成する最初のステップは、HTTP サービスを開始し、WebSocket 接続を作成することです。コードは次のとおりです:

func main() {

    // 1. 启动HTTP服务
    http.HandleFunc("/", handleWebsocket)
    go http.ListenAndServe(":8080", nil)
    
}

func handleWebsocket(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {

    // 2. 创建WebSocket连接
    ws, err := websocket.Upgrade(w, r, nil, 1024, 1024)
    if err != nil {
        log.Fatal(err)
    }
    
    // 3. 处理音频数据传输
    for {
        msgType, msg, err := ws.ReadMessage()
        if err != nil {
            log.Fatal(err)
        }
        ws.WriteMessage(msgType, msg)
    }
    
}

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上記のコードでは、HTTP サービスが最初に開始され、ポート 8080 でリッスンされます。次に、WebSocket 接続が handleWebsocket 関数で作成されます。この関数は、リクエストがサーバーに送信されるたびに呼び出されます。最後に、オーディオデータの送信を処理するために、いくつかの単純な WebSocket 読み取りおよび書き込み操作が使用されます。

クライアントの作成

クライアントを作成する最初のステップはサーバーに参加することです。コードは次のとおりです:

func main() {

    // ...启动HTTP服务

    // 1. 创建WebSocket连接
    conn, _, err := websocket.DefaultDialer.Dial("ws://localhost:8080", nil)
    if err != nil {
        log.Fatal(err)
    }

    // 2. 加入服务器
    message := []byte("join")
    conn.WriteMessage(websocket.TextMessage, message)

    // 3. 处理音频数据传输
    for {
        _, message, err := conn.ReadMessage()
        if err != nil {
            log.Fatal(err)
        }
        // 处理接收到的音频数据
        // ...
    }

}

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上記のコードでは, まず、DefaultDialer.Dial 関数を使用して WebSocket 接続を作成し、サーバーにリンクします。次に、クライアントは単純な参加メッセージを使用して、クライアントがチャットルームに参加したことをサーバーに伝えます。最後に、クライアントはループしてサーバーから送信された音声データを読み取り、データを処理します。

オーディオの録音と再生

次のステップは最も重要なステップで、オーディオの録音と再生です。 Golang は、オーディオ処理に beep オーディオライブラリを使用し、多数のオーディオプロセッサとエフェクトを提供します。ライブラリを使用してオーディオを録音する方法のコード例を次に示します。

func main() {

    // ...创建WebSocket连接并加入服务器

    // 1. 配置recorder
    format := beep.Format{
        SampleRate:  44100, //采样率
        NumChannels: 1,     //通道数
        Precision:   2,     //数据精度
    }
    speaker.Init(format.SampleRate, format.SampleRate.N(time.Second/10))

    streamer := &audioStreamer{}
    streamer.buf = new(bytes.Buffer)
    streamer.stream = beep.NewMixedStreamer(beep.StreamerFunc(streamer.Sample), beep.Callback(func() {}))

    resampler, err := resample.New(resample.SincMediumQuality, streamer.stream, streamer)

    // 2. 创建recorder
    stream, format, err := portaudio.OpenDefaultStream(1, 0, format.SampleRate, 0, resampler.Process)

    if err != nil {
        log.Fatal(err)
    }

    // 3. 启动recorder
    err = stream.Start()
    if err != nil {
        log.Fatal(err)
    }

    // 4. 启动播放器
    speaker.Play(beep.Seq(streamer, beep.Callback(func() {})))

    // 5. 处理音频数据传输
    for {
        _, message, err := conn.ReadMessage()
        if err != nil {
            log.Fatal(err)
        }
        // 处理接收到的音频数据
        // ...
    }

}

type audioStreamer struct {
    buf    *bytes.Buffer
    stream beep.Streamer
}

func (a *audioStreamer) Stream(samples [][2]float64) (n int, ok bool) {
    d := make([]byte, len(samples)*4)
    if a.buf.Len() >= len(d) {
        a.buf.Read(d)
        ok = true
    }

    for i, s := range samples {
        s[0] = float64(int16(binary.LittleEndian.Uint16(d[i*4 : i*4+2]))) / 0x8000
    }
    n = len(samples)
    return
}

func (a *audioStreamer) Err() error {
    return nil
}

func (a *audioStreamer) Sample(samples [][2]float64) (n int, ok bool) {
    n, ok = a.stream.Stream(samples)
    a.buf.Write(make([]byte, n*4))
    for i, s := range samples[:n] {
        x := int16(s[0] * 0x8000)
        binary.LittleEndian.PutUint16(a.buf.Bytes()[i*4:i*4+2], uint16(x))
    }
    return
}

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上記のコードでは、最初にビープ音オーディオストリームが作成され、portaudio ライブラリを使用してオーディオ入力ストリームが作成されます。デフォルトはオーディオ入力デバイスからオーディオ入力を取得します。次に、リサンプルライブラリを使用して入力ストリームから取得したオーディオデータをリサンプリングし、再生中に使用されるオーディオサンプルレートに適応させます。最後に、スピーカーライブラリを使用してプレーヤーを起動し、オーディオデータをバッファリングして再生します。ループ内でオーディオデータを読み取り、Sample 関数を使用してオーディオストリームに書き込みます。

音声データをサーバーに送信する

次に、WriteMessage 関数を使用して、録音された音声データをサーバーに送信し、データを複数の部分に分割します。各パートはそれぞれ他のクライアントに送信されます。

func main() {

    // ...录制音频并加入服务器

    // 1. 将音频数据分包（长度为4096）
    packSize := 4096
    maxPackCount := len(buf) / packSize
    for i := 0; i < maxPackCount+1; i++ {
        n := i * packSize
        l := min(len(buf)-n, packSize)
        if l > 0 {
            bufToWrite := buf[n : n+l]
            conn.WriteMessage(websocket.BinaryMessage, bufToWrite)
        }
    }

}

func min(a, b int) int {
    if a < b {
        return a
    }
    return b
}

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上記のコードでは、まず buf 変数内の音声データを複数の部分に分割します。各部分の長さは 4096 です。その後、各音声データが他のクライアントに個別に送信されます。

これで、簡単なボイスチャットプログラムが完成しました。ただし、このプログラムをより完全で安定したものにしたい場合は、より詳細なデバッグとテストが必要です。ただし、golang を使用してボイスチャット機能を実装することは興味深く、試してみる価値のある学習プロジェクトであり、上記のコードサンプルは初心者向けの基本的なリファレンスとなります。

以上がGolangがボイスチャットを実装の詳細内容です。詳細については、PHP 中国語 Web サイトの他の関連記事を参照してください。