在 Unity 中运用 SoundTouch 插件控制音频倍速播放

1 前言

在游戏开发过程中，音频变速是高频需求——例如慢动作场景的音效减速、加速模式的背景音乐调整、动态节奏下的音效适配等。传统音频变速常伴随音调畸变（如加速时声音变尖），严重影响听觉体验。

SoundTouch作为专业音频处理库，核心能力是改变音频速度的同时保持音调不变，完美解决这一痛点。本文将详细介绍Unity中SoundTouch插件的集成流程，并基于优化后的音频倍速管理器，实现高效、灵活的音频速度控制方案。该方案不适用WebGL平台。

2 SoundTouch的核心优势

相比Unity原生音频组件或其他变速方案，SoundTouch具备以下不可替代的优势：

变速不变调：核心特性，改变播放速度时维持原始音调，避免“小黄人效应”或“低沉失真”。
高效缓存机制：通过缓存已处理音频，避免重复计算，显著降低CPU占用，提升运行效率。
多参数精细化控制：支持速度、速率（rate）、音调（pitch）独立调节，可实现丰富音频效果（如“变调不变速”）。
跨平台兼容：支持Windows、macOS、Android、iOS等主流平台。
全局单例管理：通过单例模式统一管控所有音频的变速缓存，简化项目集成，降低维护成本。
资源自动释放：内置缓存清理与资源销毁逻辑，避免内存泄漏，适配长周期游戏运行场景。

3 获取SoundTouch插件

获取SoundTouch插件主要有两种渠道，可根据项目需求选择：

3.1 官方渠道

访问SoundTouch官方网站获取源码或预编译库：
SoundTouch - Audio Processing Library

支持下载最新版本源码（当前稳定版2.3.2），可自行编译适配Unity的动态链接库（.dll/.so/.a）。
适合需要自定义功能（如修改处理算法）或对版本兼容性要求极高的场景。

在这里插入图片描述

3.2 Unity适配版本（推荐）

若无需自定义编译，可直接使用社区封装的Unity适配版本，开箱即用：

Unity Asset Store：搜索“SoundTouch”，选择评分高、更新频率高的第三方插件（注意查看支持的Unity版本）。
codeberg：搜索“SoundTouch”，推荐选择活跃维护的仓库（如SoundTouch），通常包含预编译插件、示例代码及使用文档。

3.3 省流下载（可选，注意安全性）
若官方下载速度较慢，可尝试共享链接：
CSDN 下载链接

4 Unity项目导入与配置

4.1 导入插件

在Unity项目中创建Assets/Plugins文件夹（若不存在），用于存放跨平台原生库。
将下载的SoundTouch插件按平台分类放入Plugins目录，典型结构如下：

Assets/Plugins/SoundTouch/
├── Scripts/
│   ├── Core/           # 核心算法实现
│   │   ├── SoundTouch.cs       # 主处理类
│   │   ├── TDStretch.cs        # 时域拉伸处理
│   │   ├── RateTransposer.cs   # 速率转换器
│   │   ├── AAFilter.cs         # 抗混叠滤波器
│   │   ├── FIRFilter.cs        # FIR滤波器
│   │   └── 各种插值算法实现
│   ├── Mgr/
│   │   └── SoundTouchSpeedManager.cs  # 音频管理器
│   └── UI/             # 测试界面组件
└── TestRes/            # 测试资源

将上述C#脚本导入Assets/Scripts目录，确保脚本可被全局访问。

4.2 关键配置

原生库平台适配：
- 选中Plugins下的库文件（如soundtouch.dll），在Inspector窗口勾选对应平台（如Windows库仅勾选“Windows”）。
- Android库需分别设置armeabi-v7a和arm64-v8a架构，确保覆盖主流设备。
开启“不安全代码”支持：
- 进入Edit > Project Settings > Player > Other Settings > Configuration。
- 在“Scripting Defines”下方勾选“Allow ‘unsafe’ code”（因SoundTouch C#封装可能使用指针操作）。

5 核心代码实现

以下是完整的音频倍速管理系统代码，包含数据结构、缓存逻辑与全局控制，已针对性能、稳定性与易用性优化。

5.1 音频倍速信息结构体

/// <summary>
  /// 音频倍速信息结构体
  /// 存储单条音频的“速度-剪辑”映射关系
/// </summary>
[System.Serializable]
public struct SpeedAudioInfo
{

/// <summary>
  /// 音频倍速（1.0=原速，0.5=半速，2.0=两倍速）
/// </summary>
public float speed;
/// <summary>
  /// 对应速度的音频剪辑
/// </summary>
public AudioClip audioClip;
}

5.2 音频倍速缓存类

/// <summary>
  /// 音频倍速缓存类
  /// 为单条音频（按索引区分）管理多倍速缓存，避免重复处理
/// </summary>
public class AudioSpeedCache
{

/// <summary>
  /// 关联的音频索引（全局唯一）
/// </summary>
public int audioIndex;
/// <summary>
  /// 倍速音频列表（存储该音频的所有已处理倍速版本）
/// </summary>
public List<SpeedAudioInfo> speedAudios = new List<SpeedAudioInfo>();
  /// <summary>
    /// 缓存的SoundTouch实例（重用实例，减少创建销毁开销）
  /// </summary>
  private static SoundTouch cachedSoundTouch;
  /// <summary>
    /// 获取或生成指定速度的音频剪辑（默认参数）
  /// </summary>
/// <param name="originalClip">原始音频剪辑</param>
/// <param name="targetSpeed">目标倍速</param>
/// <returns>缓存的或新生成的AudioClip</returns>
  public AudioClip GetOrGenerateClip(AudioClip originalClip, float targetSpeed)
  {
  
  if (originalClip == null)
  {
  
  Debug.LogError("原始音频剪辑不能为空");
  return null;
  }
  return GetOrGenerateClip(
  originalClip,
  originalClip.frequency,
  originalClip.channels,
  targetSpeed,
  rate: 1f,
  pitch: 1f,
  aOverlapMS: 0
  );
  }
  /// <summary>
    /// 获取或生成指定速度的音频剪辑（完整参数）
  /// </summary>
/// <param name="originalClip">原始音频剪辑</param>
/// <param name="frequency">采样率（如44100Hz）</param>
/// <param name="channels">声道数（1=单声道，2=立体声）</param>
/// <param name="targetSpeed">目标倍速</param>
/// <param name="rate">速率调整（1.0=原速率，影响播放速度）</param>
/// <param name="pitch">音调调整（1.0=原音调，独立于速度）</param>
/// <param name="aOverlapMS">重叠毫秒数（0-64，值越大音质越好但性能消耗越高）</param>
/// <returns>缓存的或新生成的AudioClip</returns>
  public AudioClip GetOrGenerateClip(AudioClip originalClip, int frequency, int channels,
  float targetSpeed, float rate = 1f, float pitch = 1f, int aOverlapMS = 0)
  {
  
  // 先检查缓存，存在则直接返回
  foreach (var info in speedAudios)
  {
  
  if (Mathf.Approximately(info.speed, targetSpeed))
  {
  
  return info.audioClip;
  }
  }
  // 缓存不存在，生成新的倍速音频
  float[] processedData = ProcessAudioClip(originalClip, frequency, channels,
  targetSpeed, rate, pitch, aOverlapMS);
  if (processedData == null || processedData.Length == 0)
  {
  
  Debug.LogError($"音频处理失败：索引{
  audioIndex}，速度{
  targetSpeed}x");
  return null;
  }
  // 创建新的AudioClip
  AudioClip newClip = AudioClip.Create(
  $"{
  originalClip.name}_Speed_{
  targetSpeed:F2}x",
  processedData.Length / channels,  // 总帧数 = 总样本数 / 声道数
  channels,
  frequency,
  false  // 非3D音频
  );
  newClip.SetData(processedData, 0);
  // 加入缓存
  speedAudios.Add(new SpeedAudioInfo {
   speed = targetSpeed, audioClip = newClip });
  return newClip;
  }
  /// <summary>
    /// 使用SoundTouch处理音频数据
  /// </summary>
  private float[] ProcessAudioClip(AudioClip clip, int frequency, int channels,
  float speed, float rate = 1f, float pitch = 1f, int aOverlapMS = 0)
  {
  
  try
  {
  
  // 提取原始音频样本（float数组，范围[-1.0, 1.0]）
  int totalSamples = clip.samples * channels;
  float[] originalData = new float[totalSamples];
  clip.GetData(originalData, 0);
  // 重用SoundTouch实例（减少对象创建开销）
  if (cachedSoundTouch == null)
  {
  
  cachedSoundTouch = new SoundTouch();
  }
  // 配置SoundTouch参数
  cachedSoundTouch.SetSampleRate(frequency);
  cachedSoundTouch.SetChannels(channels);
  cachedSoundTouch.SetTempo(speed);    // 倍速（核心参数）
  cachedSoundTouch.SetRate(rate);      // 速率（辅助调整速度）
  cachedSoundTouch.SetPitch

posted @ 2025-09-29 10:21 yxysuanfa 阅读(55) 评论(0) 收藏举报

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