如何使用 pack() 函数生成标准的 WAV 音频文件头部？

M66 2025-06-12

在音频编程中，生成标准的 WAV 文件头部是一个基础但关键的步骤。WAV 文件是基于 RIFF（Resource Interchange File Format）格式的音频文件，结构清晰、易于读取。本文将通过 PHP 的 pack() 函数手动构造一个合法的 WAV 文件头部，便于开发者更深入地理解 WAV 格式的结构。

WAV 文件的基本结构

一个标准的 WAV 文件头部大致可以分为以下几个部分：

RIFF 块：标记文件是一个 RIFF 文件。
WAVE 标志：说明文件类型是 WAVE。
fmt 子块：包含音频格式信息（采样率、声道数、比特率等）。
data 子块：包含实际的音频数据。

结构如下：

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

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

| Subchunk2ID | Subchunk2Size | Data |

使用 pack() 构造 WAV 头部

PHP 的 pack() 函数可将数据打包成二进制字符串，适用于构造 WAV 文件头部。以下是一个简单的例子，生成一个 16-bit、单声道、44.1kHz 的 WAV 文件头部，假设音频数据大小为 $dataSize 字节：

<?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：写入一个空的 WAV 文件
$dataSize = 44100 * 2 * 1; // 1秒钟的单声道16位音频数据
$header = createWavHeader($dataSize);
file_put_contents('output.wav', $header . str_repeat("\x00", $dataSize));

echo "WAV 文件已创建。可在 m66.net 下载测试文件。";

参数说明

$sampleRate：采样率，常见值有 44100、48000 等。
$bitsPerSample：每个样本的位深度，通常为 8 或 16。
$channels：通道数量，1 为单声道，2 为立体声。
$dataSize：音频数据的实际字节数，计算方式为：秒数 * 采样率 * 通道数 * 位深 / 8。

应用场景

使用 pack() 构造 WAV 文件头部非常适合用于以下场景：

服务器端动态生成音频流。
自定义音频录制格式的导出。
数据压缩与音频封装分析工具的开发。

总结

pack