如何使用pack() 函數生成標準的WAV 音頻文件頭部？

M66 2025-06-12

在音頻編程中，生成標準的WAV 文件頭部是一個基礎但關鍵的步驟。 WAV 文件是基於RIFF（Resource Interchange File Format）格式的音頻文件，結構清晰、易於讀取。本文將通過PHP 的pack()函數手動構造一個合法的WAV 文件頭部，便於開發者更深入地理解WAV 格式的結構。

WAV 文件的基本結構

一個標準的WAV 文件頭部大致可以分為以下幾個部分：

RIFF 塊：標記文件是一個RIFF 文件。
WAVE 標誌：說明文件類型是WAVE。
fmt 子塊：包含音頻格式信息（採樣率、聲道數、比特率等）。
data 子塊：包含實際的音頻數據。

結構如下：

 | ChunkID | ChunkSize | Format |
|--------|-----------|--------|
| 'RIFF' | 36 + SubChunk2Size | 'WAVE' |

| Subchunk1ID | Subchunk1Size | AudioFormat | NumChannels | SampleRate | ByteRate | BlockAlign | BitsPerSample |
|-------------|----------------|-------------|-------------|------------|----------|-------------|----------------|

| Subchunk2ID | Subchunk2Size | Data |

使用pack()構造WAV 頭部

PHP 的pack()函數可將數據打包成二進製字符串，適用於構造WAV 文件頭部。以下是一個簡單的例子，生成一個16-bit、單聲道、44.1kHz 的WAV 文件頭部，假設音頻數據大小為$dataSize字節：

 <?php

function createWavHeader($dataSize, $sampleRate = 44100, $bitsPerSample = 16, $channels = 1)
{
    $byteRate = $sampleRate * $channels * $bitsPerSample / 8;
    $blockAlign = $channels * $bitsPerSample / 8;
    $header = '';

    // RIFF Header
    $header .= pack('A4', 'RIFF');                              // ChunkID
    $header .= pack('V', 36 + $dataSize);                       // ChunkSize
    $header .= pack('A4', 'WAVE');                              // Format

    // fmt Subchunk
    $header .= pack('A4', 'fmt ');                              // Subchunk1ID
    $header .= pack('V', 16);                                   // Subchunk1Size
    $header .= pack('v', 1);                                    // AudioFormat (1 = PCM)
    $header .= pack('v', $channels);                            // NumChannels
    $header .= pack('V', $sampleRate);                          // SampleRate
    $header .= pack('V', $byteRate);                            // ByteRate
    $header .= pack('v', $blockAlign);                          // BlockAlign
    $header .= pack('v', $bitsPerSample);                       // BitsPerSample

    // data Subchunk
    $header .= pack('A4', 'data');                              // Subchunk2ID
    $header .= pack('V', $dataSize);                            // Subchunk2Size

    return $header;
}

// 示例：寫入一個空的 WAV 文件
$dataSize = 44100 * 2 * 1; // 1秒鐘的單聲道16位音頻數據
$header = createWavHeader($dataSize);
file_put_contents('output.wav', $header . str_repeat("\x00", $dataSize));

echo "WAV 文件已創建。可在 m66.net 下載測試文件。";

參數說明

$sampleRate ：採樣率，常見值有44100、48000 等。
$bitsPerSample ：每個樣本的位深度，通常為8 或16。
$channels ：通道數量，1 為單聲道，2 為立體聲。
$dataSize ：音頻數據的實際字節數，計算方式為：秒數* 採樣率* 通道數* 位深/ 8 。

應用場景

使用pack()構造WAV 文件頭部非常適合用於以下場景：

服務器端動態生成音頻流。
自定義音頻錄製格式的導出。
數據壓縮與音頻封裝分析工具的開發。

總結

pack