HAL для управления аудиосистемой был представлен в Android 9 для поддержки сценариев использования аудиосистем в автомобильной промышленности. Начиная с Android 14, HAL для управления аудиосистемой поддерживает:
- Затухание и баланс
- Запрос аудиофокуса HAL
- Отключение звука и приглушение устройства
- Изменения усиления аудиоустройства
- Изменения конфигурации аудиопорта
На рисунке 1 показан общий обзор архитектуры службы автомобильной аудиосистемы, в которой служба автомобильной аудиосистемы взаимодействует с HAL управления аудиосистемой.
Рисунок 1. Настройка многозонного звука.
Затухание и баланс звука
HIDL-управление аудио HAL версии 1 было представлено в Android 9 для поддержки плавного изменения и баланса звука в автомобильных приложениях. Помимо стандартных аудиоэффектов, уже реализованных в Android, этот механизм позволяет системным приложениям настраивать баланс и плавное изменение звука через API CarAudioManager
:
class CarAudioManager {
/**
* Adjust the relative volume in the front vs back of the vehicle cabin.
*
* @param value in the range -1.0 to 1.0 for fully toward the back through
* fully toward the front. 0.0 means evenly balanced.
*/
@SystemApi
@RequiresPermission(Car.PERMISSION_CAR_CONTROL_AUDIO_VOLUME)
public void setFadeTowardFront(float value);
/**
* Adjust the relative volume on the left vs right side of the vehicle cabin.
*
* @param value in the range -1.0 to 1.0 for fully toward the left through
* fully toward the right. 0.0 means evenly balanced.
*/
@SystemApi
@RequiresPermission(Car.PERMISSION_CAR_CONTROL_AUDIO_VOLUME)
public void setBalanceTowardRight(float value);
}
После вызова этих API из автомобильной аудиослужбы вызываются соответствующие API HAL управления звуком:
interface IAudioControl {
/**
* Control the right/left balance setting of the car speakers.
*/
oneway setBalanceTowardRight(float value);
/**
* Control the fore/aft fade setting of the car speakers.
*/
oneway setFadeTowardFront(float value);
}
API доступен во всех версиях HAL для управления звуком, включая новый интерфейс AIDL HAL.
Запрос аудиофокуса от HAL
AAOS, подобно Android, использует активное участие приложений, находящихся в фокусе аудио, для управления воспроизведением звука в автомобиле. Информация о фокусе используется для управления потоками, громкость и приглушение которых необходимо регулировать. Таким образом, для дальнейшего расширения фокуса аудио и лучшей интеграции звуков автомобиля в работу Android, в Android 11 были добавлены следующие аудиоатрибуты:
-
EMERGENCY
-
SAFETY
-
VEHICLE_STATUS
-
ANNOUNCEMENT
Помимо этого изменения, был добавлен механизм, позволяющий звукам, поступающим извне Android, участвовать в запросах фокусировки звука. Таким образом, был представлен HIDL-контроллер HAL версии 2, позволяющий обрабатывать запросы фокусировки, поступающие извне Android:
interface IAudioControl {
/**
* Registers focus listener to be used by HAL for requesting and
* abandoning audio focus.
* @param listener the listener interface
* @return closeHandle A handle to unregister observer.
*/
registerFocusListener(IFocusListener listener)
generates (ICloseHandle closeHandle);
/**
* Notifies HAL of changes in audio focus status for focuses requested
* or abandoned by the HAL.
*
* @param usage The audio usage associated with the focus change
* @param zoneId The identifier for the audio zone that the HAL is
* playing the stream in
* @param focusChange the AudioFocusChange that has occurred
*/
oneway onAudioFocusChange(bitfield<AudioUsage> usage, int32_t zoneId,
bitfield<AudioFocusChange> focusChange);
}
Где IFocusListener
определяется как:
interface IFocusListener {
/**
* Called whenever HAL is requesting focus as it is starting to play
* audio of a given usage in a specified zone.
*
* @param usage The audio usage associated with the focus request
* {@code AttributeUsage}
* @param zoneId The identifier for the audio zone where the HAL is
* requesting focus
* @param focusGain The AudioFocusChange associated with this request.
*/
oneway requestAudioFocus(bitfield<AudioUsage> usage,
int32_t zoneId, bitfield<AudioFocusChange> focusGain);
/**
* Called whenever HAL is abandoning focus as it is finished playing audio
* of a given usage in a specific zone.
*
* @param usage The audio usage for which the HAL is abandoning focus
* {@code AttributeUsage}
* @param zoneId The identifier for the audio zone that the HAL
* abandoning focus
*/
oneway abandonAudioFocus(bitfield<AudioUsage> usage, int32_t zoneId);
}
Вышеуказанные API можно использовать для запроса и отмены аудиофокуса от HAL. В ответ на запрос аудиофокуса автомобильная аудиосистема обрабатывает запрос и асинхронно передаёт результаты методу IAudioControl#onAudioFocusChange
.
Этот API также можно использовать для отслеживания изменений запроса на аудиофокус, исходящего от HAL-контроллера звука. Как правило, любой ожидающий запрос на аудиофокус от HAL считается активным , что отличается от запроса на аудиофокус от Android, в котором активным считается только соответствующее активное воспроизведение аудиодорожки.
Миграция HIDL на AIDL для управления звуком HAL
С появлением AIDL и необходимой миграцией в Android 12 (подробнее см. в разделе AIDL для HAL ), HAL для управления звуком был перенесён в AIDL. Для существующих API управления звуком HIDL версии 2 миграция потребовала внесения незначительных изменений в существующие методы:
interface IAudioControl {
/**
* Notifies HAL of changes in audio focus status for focuses requested
* or abandoned by the HAL.
*
* @param usage The audio usage associated with the focus change
* {@code AttributeUsage}. See {@code audioUsage} in
* audio_policy_configuration.xsd for the list of allowed values.
* @param zoneId The identifier for the audio zone that the HAL is
* playing the stream in
* @param focusChange the AudioFocusChange that has occurred.
*/
oneway void onAudioFocusChange(in String usage, in int zoneId,
in AudioFocusChange focusChange);
/**
* Registers focus listener to be used by HAL for requesting and
* abandoning audio focus.
* @param listener the listener interface.
*/
oneway void registerFocusListener(in IFocusListener listener);
/**
* Control the right/left balance setting of the car speakers.
*/
oneway void setBalanceTowardRight(in float value);
/**
* Control the fore/aft fade setting of the car speakers.
*/
oneway void setFadeTowardFront(in float value);
}
И соответствующий IFocusListener
:
interface IFocusListener {
/**
* Called whenever HAL is abandoning focus as it is finished playing audio
* of a given usage in a specific zone.
*
* @param usage The audio usage for which the HAL is abandoning focus
* {@code AttributeUsage}. See {@code audioUsage} in
* audio_policy_configuration.xsd for the list of allowed values.
* @param zoneId The identifier for the audio zone that the HAL
* abandoning focus
*/
oneway void abandonAudioFocus(in String usage, in int zoneId);
/**
* Called whenever HAL is requesting focus as it is starting to play audio
* of a given usage in a specified zone.
*
* @param usage The audio usage associated with the focus request
* {@code AttributeUsage}. See {@code audioUsage} in
* audio_policy_configuration.xsd for the list of allowed values.
* @param zoneId The identifier for the audio zone where the HAL is
* requesting focus
* @param focusGain The AudioFocusChange associated with this request.
*/
oneway void requestAudioFocus(in String usage, in int zoneId,
in AudioFocusChange focusGain);
}
Отключение группы громкости
В Android 12 реализовано групповое отключение звука для более полного управления звуком во время взаимодействия пользователя с аудиосистемой. Это позволяет HAL-управлению аудиосистемой получать события отключения звука, перехваченные автомобильной аудиосистемой.
Чтобы включить эту функцию, OEM-производители должны установить для параметра audioUseCarVolumeGroupMuting
значение true
в файле config.xml
автомобильного сервиса:
<!-- Configuration to enable muting of individual volume groups.
If this is set to false, muting of individual volume groups is disabled,
instead muting will toggle master mute. If this is set to true, car volume
group muting is enabled and each individual volume group can be muted separately. -->
<bool name="audioUseCarVolumeGroupMuting">true</bool>
До Android 13 конфигурацию приходилось перезаписывать с помощью наложения ресурсов времени выполнения для packages/services/Car/service/res/values/config.xml
(подробнее см. в разделе Настройка сборки с помощью наложений ресурсов ). Начиная с Android 13, для изменения значения конфигурации можно использовать наложения ресурсов времени выполнения. Подробнее см. в разделе Изменение значения ресурсов приложения во время выполнения .
Системные приложения могут определить, включена ли функция, с помощью API CarAudioManager#isAudioFeatureEnabled
. Передаваемый параметр должен быть константой CarAudioManager.AUDIO_FEATURE_VOLUME_GROUP_MUTING
. Метод возвращает true
если функция включена на устройстве, в противном случае false
.
Помимо включения функции audioUseCarVolumeGroupMuting
, HAL-контроллер звука AIDL должен реализовать механизм отключения звука группы громкости:
interface IAudioControl {
/**
* Notifies HAL of changes in output devices that the HAL should apply
* muting to.
*
* This will be called in response to changes in audio mute state for each
* volume group and will include a {@link MutingInfo} object per audio
* zone that experienced a mute state event.
*
* @param mutingInfos an array of {@link MutingInfo} objects for the audio
* zones where audio mute state has changed.
*/
oneway void onDevicesToMuteChange(in MutingInfo[] mutingInfos);
}
Если информация об отключении звука содержит соответствующую информацию об отключении звука для аудиосистемы:
parcelable MutingInfo {
/**
* ID of the associated audio zone
*/
int zoneId;
/**
* List of addresses for audio output devices that should be muted.
*/
String[] deviceAddressesToMute;
/**
* List of addresses for audio output devices that were previously be
* muted and should now be unmuted.
*/
String[] deviceAddressesToUnmute;
}
В AAOS предусмотрено два различных механизма отключения звука, основанных на:
Ключевые события с использованием аудио KEYCODE_VOLUME_MUTE .
Прямые вызовы службы автомобильной аудиосистемы с помощью API отключения звука диспетчера автомобильной аудиосистемы,
CarAudioManager#setVolumeGroupMute
.
При включении оба механизма вызывают отключение звука вызова на HAL-контроллере звука.
Приглушение звука в машине
В Android 12 появилась функция приглушения звука в автомобильной аудиосистеме для оптимизации управления одновременным воспроизведением аудиопотоков. Это позволяет производителям оригинального оборудования (OEM) реализовывать собственный алгоритм приглушения звука на основе физической конфигурации аудиосистемы автомобиля и текущего состояния воспроизведения, определяемого сервисом автомобильной аудиосистемы.
Механизм приглушения основан на изменении стека аудиофокуса. При каждом изменении фокуса (будь то запрос фокуса или отказ от фокуса) система управления аудио HAL информируется об этом. Подобно поддержке приглушения звука в автомобиле, приглушение звука в автомобиле можно включить с помощью конфигурационного флага audioUseHalDuckingSignals
:
<!-- Configuration to enable IAudioControl#onDevicesToDuckChange API to
inform HAL when to duck. If this is set to true, the API will receive signals
indicating which output devices to duck as well as what usages are currently
holding focus. If set to false, the API will not be called. -->
<bool name="audioUseHalDuckingSignals">true</bool>
Чтобы включить эту функцию, HAL-контроллер аудиосистемы AIDL должен реализовать соответствующую логику с сигналом, полученным от автомобильной аудиосистемы:
interface IAudioControl {
/**
* Notifies HAL of changes in output devices that the HAL should apply
* ducking to.
*
* This will be called in response to changes in audio focus, and will
* include a {@link DuckingInfo} object per audio zone that experienced
* a change in audo focus.
*
* @param duckingInfos an array of {@link DuckingInfo} objects for the
* audio zones where audio focus has changed.
*/
oneway void onDevicesToDuckChange(in DuckingInfo[] duckingInfos);
}
Соответствующая информация об аудиосистеме содержится в информации об аудиоприглушении:
parcelable DuckingInfo {
/**
* ID of the associated audio zone
*/
int zoneId;
/**
* List of addresses for audio output devices that should be ducked.
*/
String[] deviceAddressesToDuck;
/**
* List of addresses for audio output devices that were previously be
* ducked and should now be unducked.
*/
String[] deviceAddressesToUnduck;
/**
* List of usages currently holding focus for this audio zone.
*/
String[] usagesHoldingFocus;
}
Помимо информации о конфигурации автомобильной аудиосистемы, содержащейся в адресах устройств для приглушения (или депригации), информация о приглушении также содержит информацию о том, какие аудиоатрибуты находятся в фокусе. Эти данные предназначены для информирования аудиосистемы о том, какие аудиоатрибуты активны.
Это необходимо, поскольку в конфигурации автомобильной аудиосистемы одному устройству можно назначить несколько аудиоатрибутов, и без дополнительной информации неясно, какие из них активны.
Управление звуком AIDL HAL 2.0
Для обновления API и поддержки новых функций HAL управления звуком AIDL был обновлен до версии 2.0 в Android 13:
- Аудиофокус с
PlaybackTrackMetadata
- Обратный вызов усиления звука
Метаданные воспроизведения определены в android.hardware.audio.common
следующим образом:
parcelable PlaybackTrackMetadata {
AudioUsage usage = INVALID;
AudioContentType contentType = UNKNOWN;
float gain;
AudioChannelLayout channelMask;
AudioDevice sourceDevice;
String[] tags;
}
Все остальные функции AIDL Audio Control версии 1.0 остались и могут быть использованы. Исключение составляет метод изменения аудиофокуса, описанный в разделе «О методе изменения аудиофокуса» .
Фокус управления аудио с помощью метаданных дорожки воспроизведения
Чтобы предоставить больше информации аудиосистеме ниже уровня HAL, обновления теперь предоставляют доступ к PlaybackTrackMetadata
. В частности, уровень HAL управления звуком был расширен новым методом:
interface IAudioControl {
/**
* Notifies HAL of changes in audio focus status for focuses requested
* or abandoned by the HAL.
*
* The HAL is not required to wait for a callback of AUDIOFOCUS_GAIN
* before playing audio, nor is it required to stop playing audio in the
* event of a AUDIOFOCUS_LOSS callback is received.
*
* @param playbackMetaData The output stream metadata associated with
* the focus request
* @param zoneId The identifier for the audio zone that the HAL is
* playing the stream in
* @param focusChange the AudioFocusChange that has occurred.
*/
oneway void onAudioFocusChangeWithMetaData(
in PlaybackTrackMetadata playbackMetaData, in int zoneId,
in AudioFocusChange focusChange);
}
Аналогичное соответствующее изменение вносится в IFocusListener
:
/**
* Called to indicate that the audio output stream associated with
* {@link android.hardware.audio.common.PlaybackTrackMetadata} is
* abandoning focus as playback has stopped.
*
* @param playbackMetaData The output stream metadata associated with
* the focus request
* @param zoneId The identifier for the audio zone that the HAL
* abandoning focus
*/
oneway void abandonAudioFocusWithMetaData(
in PlaybackTrackMetadata playbackMetaData, in int zoneId);
/**
* Called to indicate that the audio output stream associated with
* {@link android.hardware.audio.common.PlaybackTrackMetadata} has taken
* the focus as playback is starting for the corresponding stream.
*
* @param playbackMetaData The output stream metadata associated with
* the focus request
* @param zoneId The identifier for the audio zone that the HAL
* abandoning focus
* @param focusGain The focus type requested.
*/
oneway void requestAudioFocusWithMetaData(
in PlaybackTrackMetadata playbackMetaData, in int zoneId,
in AudioFocusChange focusGain);
}
О методе изменения аудиофокуса
Операции фокусировки, описанные выше, выполняются так же, как и описанные в разделе «Запрос аудиофокуса от HAL» . Только метаданные дорожки воспроизведения содержат больше информации, включая информацию об использовании аудиоатрибутов. В целом, если дополнительная информация, предоставляемая метаданными дорожки воспроизведения, не требуется, обновлённый HAL-контроллер Android может продолжать использовать предыдущие методы.
Если разработчики HAL решат не поддерживать IAudioControl#onAudioFocusChangeWithMetaData
, метод должен возвращать результаты с ошибкой UNKNOWN_TRANSACTION
, как описано в разделе Использование методов версионного интерфейса .
Аудиослужба сначала вызывает onAudioFocusChangeWithMetaData
, а затем повторяет попытку с помощью метода onAudioFocusChange
, если возникает ошибка UNKNOWN_TRANSACTION
.
Приглушение звука автомобильной аудиосистемы с использованием метаданных воспроизводимой дорожки
Версия 2.0 аудиоконтроллера AIDL HAL добавила метаданные дорожки воспроизведения к информации о приглушении звука:
parcelable DuckingInfo {
/**
* ID of the associated audio zone
*/
int zoneId;
/**
* List of addresses for audio output devices that should be ducked.
*/
String[] deviceAddressesToDuck;
/**
* List of addresses for audio output devices that were previously be
* ducked and should now be unducked.
*/
String[] deviceAddressesToUnduck;
/**
* List of usages currently holding focus for this audio zone.
*/
String[] usagesHoldingFocus;
/**
* List of output stream metadata associated with the current focus
* holder for this audio zone
*/
@nullable PlaybackTrackMetadata[] playbackMetaDataHoldingFocus;
}
usagesHoldingFocus
устарел. Теперь разработчикам следует использовать playbackMetaDataHoldingFocus
для определения использования аудиоатрибутов и другой аудиоинформации. При этом параметр usagesHoldingFocus
по-прежнему содержит необходимую информацию до тех пор, пока этот параметр не будет официально удалён.
Обратный вызов усиления звука
Чтобы сделать изменения звука ниже уровня HAL более заметными для AAOS в Android 13, мы добавили механизм, который позволяет передавать изменения усиления звука из аудиосистемы автомобиля в сервис аудиосистемы. Этот механизм отображает изменения индекса усиления звука с указанием причины изменения усиления:
- Заблокированные или отключенные ограничения
- Ограничения ограничения
- Ограничения по затуханию
Эти изменения раскрывают эти ограничения на уровне HAL сервису автомобильной аудиосистемы и, наконец, приложению системного интерфейса для информирования пользователя. Последний аспект, доступ к возможному системному интерфейсу, был дополнительно расширен в Android 14, чтобы приложения системного интерфейса могли более легко получать эту информацию через механизм обратного вызова информации о группе томов.
API HAL управления звуком регистрирует обратный вызов усиления следующим образом:
interface IAudioControl {
/**
* Registers callback to be used by HAL for reporting unexpected gain(s)
* changed and the reason(s) why.
*
* @param callback The {@link IAudioGainCallback}.
*/
oneway void registerGainCallback(in IAudioGainCallback callback);
}
IAudioGainCallback
определяется следующим образом:
interface IAudioGainCallback {
/**
* Used to indicate that one or more audio device port gains have changed,
* i.e. initiated by HAL, not by CarAudioService.
* This is the counter part of the
* {@link onDevicesToDuckChange}, {@link onDevicesToMuteChange} and,
* {@link setAudioDeviceGainsChanged} APIs.
*
* @param reasons List of reasons that triggered the given gains changed.
* @param gains List of gains affected by the change.
*/
void onAudioDeviceGainsChanged(in Reasons[] reasons,
in AudioGainConfigInfo[] gains);
}
Как указано в документации API, обратный вызов усиления регистрируется службой автомобильной аудиосистемы в HAL-контроллере управления аудиосистемой. При вызове API из HAL-контроллера управления аудиосистемой служба автомобильной аудиосистемы отвечает соответствующим действием (например, блокирует, ограничивает или ослабляет индекс усиления).
HAL определяет момент вызова API, в первую очередь для сообщения об изменении состояния индекса усиления. В соответствии с требованиями законодательства, автомобильная аудиосистема должна выполнить необходимое действие и использовать обратный вызов для передачи информации в сервис автомобильной аудиосистемы, чтобы пользователь мог её использовать. Например, для отображения пользовательского интерфейса.
Управление звуком AIDL HAL 3.0
Версия HAL для управления звуком AIDL в Android 14 обновлена до версии 3.0, что позволяет обновить API и обеспечить более надежную функциональность индекса усиления звука. API HAL для управления звуком позволяет аудиосервису устанавливать и снимать IModuleChangeCallback
:
interface IAudioControl {
/**
* Sets callback with HAL for notifying changes to hardware module
* (that is: {@link android.hardware.audio.core.IModule}) configurations.
*
* @param callback The {@link IModuleChangeCallback} interface to use
* use when new updates are available for
*/
void setModuleChangeCallback(in IModuleChangeCallback callback);
/**
* Clears module change callback
*/
void clearModuleChangeCallback();
}
Функция setModuleChangeCallback
регистрируется службой автомобильной аудиосистемы при запуске службы или при восстановлении после ошибки. Например, уведомление о смерти HAL-связывателя управления аудиосистемой, полученное службой автомобильной аудиосистемы. Реализация HAL-связывания управления аудиосистемой должна заменить любой существующий обратный вызов изменения модуля при вызове API.
Для API clearModuleChangeCallback
реализация должна очищать существующий обратный вызов или не выполнять никаких действий, если таковой отсутствует. Для реализации управления звуком рекомендуется регистрировать наблюдателя за смертью для обратного вызова и затем очищать обратный вызов при срабатывании события смерти в связывателе.
IModuleChangeCallback
определяется следующим образом:
oneway interface IModuleChangeCallback {
/**
* Used to indicate that one or more {@link AudioPort} configs have
* changed. Implementations MUST return at least one AudioPort.
*
* @param audioPorts list of {@link AudioPort} that are updated
*/
void onAudioPortsChanged(in AudioPort[] audioPorts);
}
После регистрации обратного вызова изменения модуля службой автомобильной аудиосистемы она готова принимать изменения аудиопортов через API onAudioPortChanged
. API можно использовать для инициализации усиления громкости аудиосистемы сразу после регистрации обратного вызова. Для других динамических изменений усиления API можно вызвать в любое время. Соответствующие изменения применяются, и служба автомобильной аудиосистемы обновляется соответствующим образом.