范围语音技术实践
房间内的收听者对音频的接收距离有范围限制，若发声者与自己的距离超过该范围，则无法听到声音。
语音是线上游戏用户的主要交流方式，大多数用户会通过游戏中的内置语音功能与其他玩家沟通，而一些用户在游戏没有内置语音功能的情况下，通过其他语音软件与玩家沟通。
并且，游戏语音在玩家开黑时承担着至关重要的角色。设想在游戏场景中，我们与队友开黑时进行语音交流：互换位置信息、同步“敌方”状况，又或者通过游戏语音感受到来自“敌方”从边侧的进攻、近大远小的脚步声等，这是游戏语音中范围语音和 3D 音效结合后的效果。
一、 ZEGO 游戏语音
ZEGO Express SDK 的游戏语音模块主要包括范围语音、3D 音效、小队语音等，适用于吃鸡类游戏、元宇宙类场景。
在吃鸡类游戏中，小队语音可提供编队功能，在游戏开始前和开始后都可以更换小队，开发者无需关注流分组以及推拉流的实现，直接实现小队语音功能。
在吃鸡游戏和元宇宙场景中，提供 3D 音效能力，在收听发声者音效时，有方向感距离感，让场景感受更真实。
1、范围语音
房间内的收听者对音频的接收距离有范围限制，若发声者与自己的距离超过该范围，则无法听到声音。为保证语音清晰，附近超过 20 人发声时，只能听到离自己最近的 20 个发声者的声音。
假如设置音频接收距离的最大范围为R，若发声者离收听者的距离为 r，则：
-
当 r < R 时，表示发声者在正常范围内，收听者可以听到声音；
-
当 r ≥ R 时，表示发声者超出了最大范围，收听者无法听到声音。
下图仅以范围语音模式为“全世界”时为例，更多不同模式组合关系下的声音可达情况请参考 4.9（可选）设置小队语音功能中的“步骤2”。
2、3D 音效
声音有 3D 空间感且按距离衰减。
3、小队语音
玩家可以选择加入小队，并支持在房间内自由切换“全世界”模式、“仅小队”模式、“隐秘小队”模式。
-
全世界：玩家可与队友互相通话，同时能与范围内同为全世界模式的玩家互相通话；
-
仅小队：玩家只能与队友互相通话；
-
隐秘小队：玩家可与队友互相通话，但只能单向接收范围内全世界模式的玩家的语音。
本篇文章我们将聚焦于范围语音模块，讲解范围语音的接入实践，接下来一起来看下具体实操流程。
二、范围语音接入技术实践
1、示例源码下载
请参考 下载示例源码 获取源码。相关源码请查看 “/ZegoExpressExample/Examples/AdvancedAudioProcessing/RangeAudio” 目录下的文件。
2、前提条件
在实现范围语音之前，需要确保：
-
已在项目中集成 ZEGO Express SDK，实现基本的实时音视频功能，详情请参考 快速开始 - 集成 和 快速开始 - 实现视频通话；
-
已在 ZEGO 控制台 创建项目，并申请有效的 AppID 和 AppSign，详情请参考 控制台 - 项目管理 中的“项目信息”。
3、注意事项
使用范围语音功能时请务必关注如下注意事项，以免影响接入。如果您已经使用 ZEGO Express SDK 的实时音视频功能，需要注意以下事项：
-
由于范围语音功能模块是基于 ZegoExpressEngine 的推拉流接口功能来实现的，使用时无需关注推拉流的概念。在范围语音场景下，推音频流的概念转变为“开启麦克风”，拉音频流的概念转变为“开启扬声器”。建议您不要在接入范围语音功能的同时再使用 startPublishingStream、startPlayingStream 接口做推拉流操作，避免效果冲突。
-
范围语音功能模块中推拉流的相关回调（onPublisherStateUpdate 、onPlayerStateUpdate、onPublisherQualityUpdate 和 onPlayerQualityUpdate）不再生效。
4、使用步骤
4.1 创建引擎
调用 createEngine 接口，将申请到到 AppID 和 AppSign 传入参数 “appID” 和 “appSign”，创建引擎单例对象。引擎当前只支持同时创建一个实例，超出后将返回 null。
/** 定义 SDK 引擎对象 */
ZegoExpressEngine engine;
ZegoEngineProfile profile = new ZegoEngineProfile();
/** 请通过官网注册获取，格式为 123456789L */
profile.appID = appID;
/** 64个字符，请通过官网注册获取，格式为"0123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890123" */
profile.appSign = appSign;
/** 通用场景接入，请根据实际情况选择合适的场景 */
profile.scenario = ZegoScenario.DEFAULT;
/** 设置app的application 对象 */
profile.application = getApplication();
/** 创建引擎 */
engine = ZegoExpressEngine.createEngine(profile, null);
4.2 创建范围语音模块
调用的 createRangeAudio 方法创建范围语音实例。
ZegoRangeAudio rangAudio = engine.createRangeAudio();
if (rangAudio == null) {
printf("创建范围语音实例模块失败");
}
4.3 监听范围语音事件回调
可以根据需要调用 setEventHandler 接口为麦克风设置事件回调，用于监听麦克风的开启状态 onRangeAudioMicrophoneStateUpdate通知。
// set range audio event handler
rangeAudio.setEventHandler(new IZegoRangeAudioEventHandler() {
@Override
public void onRangeAudioMicrophoneStateUpdate(ZegoRangeAudio rangeAudio, ZegoRangeAudioMicrophoneState state, int errorCode) {
super.onRangeAudioMicrophoneStateUpdate(rangeAudio, state, errorCode);
AppLogger.getInstance().callApi("microphone state update. state: %s, errorCode: %d", state, errorCode);
}
});
4.4 登录房间
传入用户 ID 参数 userID 和 userName 创建 ZegoUser 用户对象后，调用 loginRoom 接口，传入房间 ID 参数 roomID 和用户参数 user，登录房间。
-
同一个AppID内，需保证 roomID 全局唯一；
-
同一个AppID内，需保证 userID 全局唯一，建议开发者将其设置成一个有意义的值，可将 userID 与自己业务账号系统进行关联；
-
userID 与 userName 不能为空，否则会导致登录房间失败。
/** 创建用户 */
ZegoUser user = new ZegoUser("user1");
/** 开始登录房间 */
engine.loginRoom("room1", user);
当用户已成功登录房间后，如果应用异常退出，在重启应用后，开发者需先调用 logoutRoom 接口退出房间，再调用 loginRoom接口重新登录房间。
4.5 初始化设置
4.5.1 设置听者自身所在位置和朝向
开发者可以通过调用 updateSelfPosition 接口，设置听者自身的所在位置和方位，或者在自身方位发生变化时更新自己在世界坐标系中的位置和朝向。
-
在调用 enableSpeaker 打开扬声器之前如果没有调用该接口设置位置信息，则无法接收除小队以外其他人的声音；
-
自身坐标系三个轴的坐标值可以通过第三方 3D 引擎的旋转角度换算矩阵得到。
// 自身在世界坐标系中的坐标，顺序是前、右、上。
float[] position = new float[]{100.0, 100.0, 100.0};
// 自身坐标系前朝向的单位向量。
float[] axisForward = new float[]{1.0,0.0,0.0};
// 自身坐标系右朝向的单位向量。
float[] axisRight = new float[]{0.0,1.0,0.0};
// 自身坐标系上朝向的单位向量。
float[] axisUp = new float[]{0.0,0.0,1.0};
rangAudio.updateSelfPosition(position, axisForward, axisRight, axisUp);
4.5.2. （可选）设置音频接收距离的最大范围
调用 setAudioReceiveRange 接口设置听者接收音频距离的最大范围，即以自身为起点，3D 空间中以设置的距离为立体空间。设置该范围后，在开启 3D 音效的情况下，声音将会随距离的增加而衰减，直至超出所设置的范围，则不再有声音。小队内的语音，不会受到该值的限制，也不会有 3D 音效。
如果不设置，则表示只能接收本小队内的成员声音，无法接收小队外的所有声音。
rangAudio.setAudioReceiveRange(1000);
4.5.3（可选）设置是否开启 3D 音效
调用 enableSpatializer 接口设置 3D 音效，enable 取值为 true 时表示开启 3D 音效，此时房间内非小队成员的音频，会随着发声者离自身的距离和方向的变化而产生空间感的变化，为 false 时表示关闭 3D 音效。（可随时开启或关闭）
该功能只对小队以外的人生效。
rangAudio.enableSpatializer(true);
4.6 添加或更新发声者位置信息
登录房间成功后，需要通过调用 updateAudioSource 接口，添加或更新发声者的位置信息。
-
全世界模式下：需要更新房间内，收听者和所有发声者的位置。隐秘小队模式下：需要更新房间内，所有在音频接收范围内，且为全世界模式的发声者的位置。如果未设置发声者位置，或者发声者超出收听者范围，会出现听不到声音的情况；
-
这里发声者指的是房间内其他人，收听者指的是自己；
-
userID：为房间内其他发声用户的 ID；
-
position：发声者在世界坐标系中的坐标，参数是长度为 3 的 float 数组，三个值依次表示前、右、上的坐标值。
// 用户在世界坐标系中的坐标，顺序是前、右、上。
float[] position = new float[]{100.0, 100.0, 100.0};
// 添加/更新用户位置
rangAudio.updateAudioSource("abc",position);
4.7 设置是否开启麦克风
登录房间成功后调用 enableMicrophone 接口设置是否开启麦克风，当 enable 取值为 true 时表示开启，此时 SDK 将会自动使用主通道推音频流，为 false 时表示关闭。（可随时开启或关闭）
需要通过监听 onRangeAudioMicrophoneStateUpdate 事件回调来获取麦克风更新后的状态。
rangAudio.enableMicrophone(true);
4.8 设置是否开启扬声器
登录房间成功后调用 enableSpeaker 接口设置是否开启扬声器，enable 取值为 true 时表示开启，此时将会自动拉取房间内的音频流，为 false 时表示关闭。（可随时开启或关闭）
当超过最大拉流数限制（目前为 20 路）时，会优先拉取小队内成员音频流（需设置小队模式），再拉取世界内距离自身范围最近的音频流。
rangAudio.enableSpeaker(true);
4.9 （可选）设置小队语音功能
4.9.1 设置队伍 ID
调用 setTeamID 接口可根据需要设置想要加入的小队 ID（可随时变更 ID），设置 ID 后即可直接加入。加入小队后，与同一小队内队员之间的交流不受范围语音和 3D 音效的限制。
rangAudio.setTeamID("123");
4.9.2 设置语音模式
调用 setRangeAudioMode 接口设置范围语音模式（可随时切换模式），mode 参数取值为 ZegoRangeAudioModeWorld 或 ZegoRangeAudioSecretTeam 时表示可以听到所有处于世界模式的人的声音，取值为 ZegoRangeAudioModeTeam 时表示只能听到同一小队内其他成员的声音。
rangeAudio.setRangeAudioMode(ZegoRangeAudioMode.WORLD);
不同范围语音模式下，发声者声音的可接收情况有所不同。
- 假设 A 用户的模式为 “全世界”，则 B 用户在不同范围语音模式下的声音可接收情况如下：
- 假设 A 用户的模式为 “仅小队”，则 B 用户在不同范围语音模式下的声音可接收情况如下：
- 假设 A 用户的模式为 “隐秘小队”，则 B 用户在不同范围语音模式下的声音可接收情况如下：
4.10 销毁范围语音模块
当不再使用范围语音模块时可调用 destroyRangeAudio 接口销毁，释放范围语音模块占用的资源。
engine.destroyRangeAudio(rangAudio);
4.11 退出房间
调用 logoutRoom 接口退出房间，退出后将自动关闭麦克风和扬声器（即无法发送自己的音频，也无法收听别人的声音），并清空发声者信息列表。
// 退出房间``engine.logoutRoom("roomID");
三、API 参考列表
方法 | 描述 |
创建引擎 | |
登录房间 | |
创建范围语音模块 | |
设置范围语音回调 | |
设置语音模式 | |
设置音频接收范围 | |
设置小队ID | |
设置是否开启麦克风 | |
设置是否开启扬声器 | |
设置是否开启3D音效 | |
更新房间内发声者位置 | |
更新自己的位置 |
四、总结
在游戏内接入语音可提高玩家互动与协作，提升沉浸式游戏体验，便于玩家信息同步。ZEGO 即构科技可提供高品质、低能耗的游戏解决方案，可应用在1v1、团队开黑、狼人杀、剧本杀等场景中。无感延迟，连麦时延低于 300ms，最高可支持50人同时开麦，支持焦点语音，全球500+ 核心节点，服务覆盖 212 个国家和地区，可兼容各种网络下的用户体验。
总之，通过接入ZEGO的游戏语音解决方案，游戏开发者可以为他们的玩家提供更加丰富和互动的游戏体验。无论是在竞技游戏中进行实时的战术协作，还是在社交游戏中进行畅快的聊天交流，ZEGO的解决方案都能够满足玩家的需求，并为他们带来更加出色的游戏体验。更多游戏语音解决方案了解
致力于链接即构和开发者，提供实时互动和元宇宙领域的前沿洞察、技术分享和丰富的开发者活动，共建实时互动世界。
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