Android音频系统的改进设想和展望[续] 底层驱动的问题和改造
nbx 于 2012.03.20 18:53:37 | 源自:www.soomal.com | 版权:投稿
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注:本文仅代表网友个人看法,不代表Soomal观点。

上篇文章《Android音频系统的改进设想和展望 PulseAudio介绍》[作者:nbx ] 反响不少,不过由于写得太匆忙,没有认真去分析Linux和Android相关的资料,问题也是一大堆。其中,最严重的问题就是我实在太高估Google了,认为现在Android的ALSA驱动是没问题的。可那并不能完全解释AudioFlinger为什么还要继承原来ALSA的问题。做大量的预处理和SRC,这些事情完全可以通过ALSA驱动层来调用硬件完成,而不是写一堆垃圾代码去实现劣质SRC和延迟高达350ms的“高速缓存”(APP的开发便利性不是理由,因为Google完全可以把AudioFlinger写得更简单)。

所以,答案就是:Google并没有解决ALSA的问题。Android和ALSA和Linux的ALSA是两回事。

我曾提到ALSA原来并不完善,其中之一就是早期的ALSA API连SRC都无法实现,要播放非匹配采样率的音频只能通过切换采样率和通过PulseAudio等中间层API来解决。而Android内置的ALSA是早期的ALSA版本精简而来,说好听点就是Google修改的版本,实际上就是Google自己移植并去掉ALSA大量API甚至驱动层功能的阉割版本。阉割的目的是为了减少或者说去掉GPL授权的影响,加重Google在Android源代码控制上的话语权,也能说服不愿意将自己驱动或者修改代码开源的厂商加入到Android的开发上(虽然Android也支持HAL层的私有驱动,但是……现在几乎所有的音频Codec驱动是基于ALSA的)。虽然Google乐于听到“Android和ALSA和Linux的ALSA是两回事”的说法,并将其内部命名为“TinyALSA”(精简版ALSA)。一般来说,在维持功能的基础上精简代码是好事,可Google对于ALSA的精简,完全可以做为失败案例看待。如果说AudioFlinger是Android音频系统的噩梦,那么,TinyALSA则是Android音频系统的灾难。

ALSA同时掌管着Android/Linux的音频硬件驱动和底层API,因此,ALSA对于codec的性能和功能则起着决定性的作用。Google在大量删除ALSA代码的同时,并没有将失去的功能补回来。PulseAudio相对于AudioFlinger的优势就是加强底层驱动的作用,但是Android的TinyALSA则是啥功能都缺:

  • 1、不具备重采样功能(这个待考量,毕竟硬件支持的)
    2、不具备缓存功能
    3、无法切换采样率,采样率只能在编译驱动时固定
    4、不具备影音相关的重要功能(双声道/多声道切换,AC3 Fliter,AC3解码等等,模拟输出只能靠AudioFlinger转换简单实现,高级实现则需要数字输出到独立的硬件解码器。)

消费者们应该庆幸GoogleTV的艰难前进,否则他们能看到的高清影像也是仅限于视频的层面上。

所以,底层驱动重写才是Android音频系统改造首要的任务。底层的改造可以说很简单,也可以说很困难,ALSA就有一个叫SALSA(Small ALSA Library)的精简版本,但是驱动层和API的重要功能都还在,要实现低延迟,硬件采样切换和硬件SRC,就必须在驱动中实现。所以,PulseAudio想在Android上使用,首先是要在系统上安装功能和性能都相对完整的ALSA,或者使用更好的底层驱动(如OSS或者非开源的HAL厂商驱动)。

SALSA要在Android上使用并不难,难的不是技术问题,而是接近于政治的授权问题。Google并不乐意在Android里使用GPL授权的代码,去GPL化是Android最大的政治任务,而PulseAudio、SALSA等代码均是以GPL或者LGPL授权的。实际上,这体现了Google和厂商们的极大矛盾:一方面他们依赖于整个GPL开源体系才能得到Android今天的成就,另一方面他们又想将这个成果占为己有。而实际上除了底层芯片驱动开发商,Google等企业相对于开源社区对Android,实在是九牛一毛,自己的私有代码效果还适得其反。Google自己折腾出来的AudioFlinger和TinyAlsa就是很好的例子。但就算如此,享受着开源带来的成就,Google也无法容忍GPL代码进入Android源里面,一个是因为法律问题,另一个这是为了保护厂商的利益。就算PulseAudio和SAlsa组合能达到较好的效果,也能保证兼容性的前提下,也无法进入正规的Android体系。

现在,有厂商号称解决了Android的SRC问题还申请了专利,个人估计也只是将AudioFlinger重写,让其忽略SRC处理,并不能说没有了AudioFlinger的SRC,音质就能有所改善。而且,作为厂商自主的改进,谋求利益的目标也不会让其将修改提交至Android主代码库或者分享。厂商修改了代码,却在自己的产品上用了音质不佳的处理器,那根本问题还是无法解决。而某个堆料的Android随身听号称自带播放器直接使用底层驱动。但是,TinyALSA底层驱动功能有限,而应用层依然是AudioFlinger在掌控系统,问题也无法解决。如果不能正常播放高清音频,那么,采用的DAC芯片就算有32bi192KHz的解码能力,它还是会SRC到44KHz来播放,这是极大的浪费。

Android要改善音质,到底该怎么办?

  • 对于开源社区和智能设备开发商来说,可以借助自己的开发能力或者第三方的API和驱动,绕过Android的API,从而改善延迟和SRC问题,但是不要指望能被Google接受。
    对于硬件厂商,他们首先要保证芯片的数字音频不能有差错,codec或者DAC要运用合理,电路设计也不能出现低级失误。
    而对于Google来说,必须把现在的垃圾代码全部砍掉,重来。这是最彻底,也是最好的办法。
    但是,现在的Google完全不具备这样的开发能力。高品质音频应用,离Android还很遥远,离Google更遥远。
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发表于2013.05.03 17:34:47
69
202.149.***.***
202.149.***.***
读了楼主的文章后有强烈的同感!其实最早Android的Audio系统设计只停留在有声音出来,省电就行!至于音质,延时(这个也是论坛上抱怨最多的)等完全不考虑。现在到4.1了才慢慢想起考量这些因素!不过基本架构还是如此有些东西很难改。其实SRC的问题还是比较好解决的,不知为何很多厂商的还是有48->44->48这样的问题。
发表于2012.09.25 10:19:41
68
061.093.***.***
061.093.***.***
Very Good Because I Dont Operation
发表于2012.08.18 10:20:55
67
183.034.030.***
183.034.030.***
发表于2012.06.12 23:13:08
66
因为你不在乎,所以我没必要做好,这不是做精品的逻辑
发表于2012.04.15 15:34:21
64
059.175.***.***
059.175.***.***
以手机为例,绝大部分情况音频应用是独占模式的。在手机上视频播放器和音乐播放器是不会同时播放的,也不会在通话的时候而播放器还同时响着……

偶尔才会有不同采样频率的音频同时发声的情况。例如听看视频(通常是48KHz的音轨)时后台某个IM软件的提示音(通常采样频率是22.05KHz)响了,这时SRC是不可避免的。

因此我认为移动操作系统首先需要能输入、输出不用采样频率、精度的音频,其次还应根据实际情况合理进行SRC。

例如播放44.1KHz的音乐时,提示音响了,即使提示音的采样频率是48KHz,也应该SRC至44.1KHz。而播放视频中48KHz的音轨时,提示音响了,即使提示音的采样频率是44.1KHz,也应该SRC至48KHz。换句话说,应该以前台应用的采样频率为基准。

——详细阅读
发表于2012.04.15 14:51:11
63
事实是, 对于大多数人, 只要够响, 特别是低音够响, 就叫好

我再重申一次, 看看Beats能忽悠多少人, 你就能明白以Google的立场这根本就不是问题

举个我身边的例子, 我在公司用K702, 同事都表示听起来跟30元的飞利浦头戴没有区别
发表于2012.04.07 16:33:08
62
182.148.187.***
182.148.187.***
发表于2012.04.01 12:30:43
60
难解决的问题通常难在成因无法定位, 但这个问题其实原因都是明摆着的, 要解决是非常容易的, 楼主这些看似专业的分析, 反而显示楼主对软件开发一无所知.

但是, 对Google来说, 这是根本不需要解决的问题, 你就看看HTC的Beats能忽悠多少人吧...
发表于2012.03.30 17:20:51
59
android,还有高通的问题,都有人在关注。即便是有一小部分人特别敏感,但对于行业对于一个系统来说,鞭策修改、完善,也是有必要的
发表于2012.03.27 19:25:23
58
且别谈论这么专业的东西。就Android音质来说,有几个普通消费者能听出这些门道来?苹果音质那么牛B,那么有几个人能把这种优势发扬光大?
发表于2012.03.27 19:22:19
57
http://www.soomal.com/doc/10100002733.htm
发表于2012.03.27 19:03:36
56
219.133.***.***
219.133.***.***
据说4.0已经解决了SRC的问题,是否如此呢?
发表于2012.03.27 18:57:35
55
发表于2012.03.22 18:57:54
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