Audio control HAL был представлен в Android 9 для поддержки вариантов использования аудио, относящихся к автомобильной промышленности. Начиная с Android 14, Audio control HAL 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 автомобильной аудиосистемы, в которой автомобильная аудиосистема взаимодействует с HAL-контроллером аудиосистемы.
Рисунок 1. Настройка многозонного звука.
Звуковое затухание и балансировка
HIDL audio control HAL версии 1 был представлен в Android 9 для поддержки затухания и баланса звука в автомобильных сценариях использования. Помимо общих аудиоэффектов, уже предоставленных в Android, этот механизм позволяет системным приложениям устанавливать баланс и затухание 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, полагается на активное участие приложений в аудиофокусе для управления воспроизведением звука в автомобилях. Информация о фокусе используется для управления потоками, которые нужно контролировать для громкости и приглушения. Таким образом, для дальнейшего расширения аудиофокуса и обеспечения лучшей интеграции звуков, специфичных для автомобиля, в опыт Android в Android 11 были введены следующие аудиоатрибуты:
-
EMERGENCY
-
SAFETY
-
VEHICLE_STATUS
-
ANNOUNCEMENT
В дополнение к этому изменению был добавлен механизм для звуков, которые происходят извне Android, чтобы участвовать в запросах фокуса аудио. Таким образом, был введен HIDL audio control HAL версии 2, чтобы разрешить запросы фокуса, которые происходят 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);
}
API выше можно использовать для запроса и отказа от аудиофокуса из HAL соответственно. В ответ автомобильная аудиослужба рассматривает запрос аудиофокуса и асинхронно пересылает результаты в метод IAudioControl#onAudioFocusChange
.
Этот API также можно использовать для отслеживания изменений для запроса аудиофокуса, который исходит от аудиоконтроля HAL. В общем, любой постоянный запрос аудиофокуса от HAL считается активным , что отличается от запроса аудиофокуса от Android, в котором только соответствующее активное воспроизведение аудиодорожки считается активным.
Миграция HIDL на AIDL для управления звуком HAL
С появлением AIDL и необходимой миграцией в Android 12 (чтобы узнать больше, см. AIDL для HAL ), управление звуком HAL было перенесено в AIDL. Для существующих API управления звуком HIDL версии 2 миграция потребовала незначительных обновлений существующих методов:
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 введено групповое отключение звука, позволяющее осуществлять более комплексное управление отключением звука во время аудиовзаимодействий пользователя. Это позволяет HAL управления звуком получать события отключения звука, перехваченные службой автомобильной аудиосистемы.
Чтобы включить эту функцию, OEM-производители должны установить для параметра audioUseCarVolumeGroupMuting
значение true
в файле config.xml
сервиса автомобиля:
<!-- 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
(чтобы узнать больше, см. раздел Настройка сборки с помощью наложений ресурсов ). Начиная с Android 13, вы можете использовать наложения ресурсов времени выполнения для изменения значения конфигурации. Чтобы узнать больше, см. раздел 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 управления звуком AIDL должен реализовать механизм отключения 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);
}
Где 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 автомобиле для оптимизации управления одновременным воспроизведением аудиопотоков. Это позволяет OEM-производителям реализовывать собственное поведение приглушения на основе физической конфигурации звука автомобиля и текущего состояния воспроизведения, определяемого службой автомобильного аудио.
Механизм приглушения основан на изменениях стека фокуса аудио. Всякий раз, когда происходит изменение фокуса (будь то запрос фокуса или отказ от фокуса), HAL управления аудио информируется. Подобно поддержке приглушения группы громкости автомобиля, приглушение аудио автомобиля можно включить с помощью флага конфигурации 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>
Для включения этой функции контроллер HAL 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 аудиосистемы автомобиля, содержащейся в адресах устройств для (не)пригнуться, информация о пригнувшись также содержит информацию о том, какие аудиоатрибуты используются в фокусе. Цель этих данных — сообщить аудиосистеме, какие аудиоатрибуты используются активно.
Это необходимо, поскольку в конфигурации автомобильной аудиосистемы одному устройству может быть назначено несколько аудиоатрибутов, и без дополнительной информации неясно, какие из них активны.
Управление звуком AIDL HAL 2.0
Для обновления API и поддержки новых функций в Android 13 был обновлен HAL-контроллер звука AIDL до версии 2.0:
- Аудиофокус с
PlaybackTrackMetadata
- Аудио усиливает обратный вызов
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 из версии AIDL audio control 1.0 остались и могут быть использованы. Исключение касается метода изменения фокуса звука, как описано в разделе Метод изменения фокуса звука .
Фокус управления звуком с метаданными воспроизводимой дорожки
Чтобы предоставить больше информации аудиосистеме ниже HAL, обновления теперь предоставляют PlaybackTrackMetadata
. В частности, управление аудио HAL было расширено 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);
}
Метод изменения фокуса звука
Операции фокусировки выше выполняются так же, как и описанные в Запросе фокусировки аудио от HAL . Только метаданные дорожки воспроизведения содержат больше информации вместе с использованием аудиоатрибутов. В общем, если дополнительная информация, предоставляемая метаданными дорожки воспроизведения, не требуется, обновленный элемент управления Android HAL 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 .
Аудиосервис сначала вызывает onAudioFocusChangeWithMetaData
, а затем повторяет попытку с помощью метода onAudioFocusChange
, если возникает ошибка UNKNOWN_TRANSACTION
.
Приглушение звука в автомобиле с помощью 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 аудиоатрибута и другой аудиоинформации. При этом параметр usagesHoldingFocus
по-прежнему содержит требуемую информацию, пока эта опция не будет официально удалена.
Обратный вызов усиления звука
Чтобы сделать изменения звука ниже HAL более заметными для AAOS в Android 13, мы добавили механизм, который вы можете использовать для передачи изменений усиления звука из аудиосистемы автомобиля в службу аудиосистемы автомобиля. Механизм показывает изменения индекса громкости усиления звука с соответствующей причиной, по которой усиление было изменено:
- Заблокированные или отключенные ограничения
- Ограничения ограничения
- Ограничения по затуханию
Эти изменения раскрывают эти ограничения снизу HAL для автомобильной аудиослужбы и, наконец, для приложения системного пользовательского интерфейса для информирования пользователя. Последняя часть, раскрытие возможного системного пользовательского интерфейса, была дополнительно расширена в Android 14, чтобы позволить приложениям системного пользовательского интерфейса 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 подчеркивается в документации API, обратный вызов усиления регистрируется службой автомобильной аудиосистемы в HAL управления аудио. Когда API вызывается из HAL управления аудио, служба автомобильной аудиосистемы отвечает соответствующим действием (например, блокирует, ограничивает или ослабляет индекс усиления).
HAL определяет, когда вызывается API, в первую очередь для сообщения об изменениях в статусе индекса усиления. В соответствии с требованиями регламента аудиосистема автомобиля должна предпринять требуемые действия и использовать обратный вызов для передачи информации в службу автомобильного аудио, чтобы разрешить использование пользователем. Например, для показа пользователю пользовательского интерфейса.
Управление звуком AIDL HAL 3.0
Версия HAL управления аудио Android 14 AIDL обновлена до версии 3.0 для обновления API с целью предоставления более надежной функциональности индекса усиления звука. API управления аудио HAL позволяет аудиосервису устанавливать и отключать 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 связующего элемента аудиосистемы HAL, полученное службой автомобильной аудиосистемы. Реализация HAL-управления аудиосистемой должна заменить любой существующий обратный вызов изменения модуля при вызове API.
Для API clearModuleChangeCallback
реализация должна очистить существующий обратный вызов или ничего не делать, если он не существует. Хорошей практикой для реализации управления звуком является регистрация наблюдателя смерти для обратного вызова и затем очистка обратного вызова, если срабатывает смерть связывателя.
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);
}
Когда обратный вызов изменения модуля регистрируется службой автомобильной аудиосистемы, она готова принимать изменения аудиопорта через API onAudioPortChanged
. API можно использовать для инициализации усиления громкости для аудиосистемы сразу после регистрации обратного вызова. Для других динамических изменений усиления API можно вызывать в любое время. Соответствующие изменения применяются, и служба автомобильной аудиосистемы обновляется соответствующим образом.