こんにちは。この記事はDiscordボット開発：Javaで実装する音声処理機能のすべて【その②】のCustomInputStreamSourceManager クラスについての解説になります。
1. はじめに
Discordボット開発者の皆さん、リアルタイムでの音声合成と再生に悩まされたことはありませんか？今回は、その課題を解決するためのLavaPlayerのカスタムInputStreamについて解説します。
2. 目的
この記事は、Discordボット開発者や音声合成に興味のある方々に向けて、LavaPlayerでのリアルタイム音声合成と再生の方法を紹介します。
3. LavaPlayerとは？
LavaPlayerは、Javaで書かれた強力で柔軟なオーディオプレイヤーライブラリです。主にDiscordボットの開発で使用され、YouTubeやSoundCloudなどのオンラインソースからの音声再生、ローカルファイルの再生、さらにはカスタムオーディオソースの実装をサポートしています。
特徴
- 豊富なフォーマットサポート: LavaPlayerは、様々なオーディオフォーマットとストリーミングソースに対応しています。
- カスタマイズ性: カスタムソースマネージャを通じて、独自のオーディオソースやデータ処理方法を統合することが可能です。
- 高性能: パフォーマンスに最適化された設計により、リソースを効率的に利用しながら高品質なオーディオ再生を提供します。
- 広範囲な使用: Discordボット開発者に広く受け入れられており、コミュニティによるサポートと拡張が活発です。
Discordボット開発での重要性
Discordボットにおいて、オーディオ再生は重要な機能の一つです。LavaPlayerは、このニーズに応えるために特化しており、ボット開発者が簡単に高品質なオーディオ機能を統合できるようにしています。カスタムInputStreamのサポートを通じて、LavaPlayerはリアルタイム音声合成と再生のような高度なオーディオ処理も可能にします。
4. 解決したいこと
LavaPlayerは素晴らしいライブラリですが、デフォルトではリアルタイムのInputStreamからの音声再生に対応していません。ここで、カスタムInputStreamの実装方法を解説し、その問題を解決します。
5. カスタムクラスの詳細な解説
CustomInputStreamSourceManager
CustomInputStreamSourceManager は、LavaPlayerに新しいオーディオソースタイプとしてカスタム InputStream を追加するためのソースマネージャです。このクラスは AudioSourceManager を拡張し、LavaPlayerがカスタム InputStream からオーディオデータを読み込んで再生するための機能を提供します。これにより、開発者はさまざまな音声ソース（例えば、オンラインの音声合成サービスや、特定のAPIからのストリーム）からデータを取得し、直接Discordで再生することができます。
package jp.livlog.cotogoto.api.discord.source;
import java.io.DataInput;
import java.io.DataOutput;
import java.io.IOException;
import com.sedmelluq.discord.lavaplayer.container.MediaContainerDescriptor;
import com.sedmelluq.discord.lavaplayer.container.MediaContainerRegistry;
import com.sedmelluq.discord.lavaplayer.container.wav.WavContainerProbe;
import com.sedmelluq.discord.lavaplayer.player.AudioPlayerManager;
import com.sedmelluq.discord.lavaplayer.source.ProbingAudioSourceManager;
import com.sedmelluq.discord.lavaplayer.track.AudioItem;
import com.sedmelluq.discord.lavaplayer.track.AudioReference;
import com.sedmelluq.discord.lavaplayer.track.AudioTrack;
import com.sedmelluq.discord.lavaplayer.track.AudioTrackInfo;
public class CustomInputStreamSourceManager extends ProbingAudioSourceManager {
public CustomInputStreamSourceManager() {
super(MediaContainerRegistry.DEFAULT_REGISTRY);
}
@Override
public String getSourceName() {
return "CustomInputStream";
}
@Override
public AudioItem loadItem(final AudioPlayerManager manager, final AudioReference reference) {
try {
// InputStreamの取得とAudioTrackの作成に必要なロジックを実装
final var title = reference.getTitle();
final var author = reference.getAuthor();
final var length = 0L;
final var identifier = reference.getIdentifier();
final var isStream = false;
final var uri = reference.getUri();
final var trackInfo = new AudioTrackInfo(title, author, length, identifier, isStream, uri);
final var containerDescriptor = new MediaContainerDescriptor(new WavContainerProbe(), null);
return this.createTrack(trackInfo, containerDescriptor);
} catch (final Exception e) {
// エラーハンドリングのロジック
return null;
}
}
@Override
public boolean isTrackEncodable(final AudioTrack track) {
return true;
}
@Override
public void encodeTrack(final AudioTrack track, final DataOutput output) throws IOException {
this.encodeTrackFactory(((CustomInputStreamAudioTrack) track).getContainerTrackFactory(), output);
}
@Override
public AudioTrack decodeTrack(final AudioTrackInfo trackInfo, final DataInput input) throws IOException {
final var containerTrackFactory = this.decodeTrackFactory(input);
if (containerTrackFactory != null) {
return this.createTrack(trackInfo, containerTrackFactory);
}
return null;
}
@Override
public void shutdown() {
// 終了時の処理が不要な場合
}
@Override
protected AudioTrack createTrack(final AudioTrackInfo trackInfo, final MediaContainerDescriptor containerTrackFactory) {
return new CustomInputStreamAudioTrack(trackInfo, containerTrackFactory, this);
}
}
CustomInputStreamAudioTrack
このクラスは、オーディオトラックのカスタム実装を提供します。音声合成データを受け取り、それを再生可能なオーディオトラックに変換する役割を担います。これにより、Discordボットはリアルタイムで生成される音声ストリームを効率的に処理し、Discord上でスムーズに再生することができます。
package jp.livlog.cotogoto.api.discord.source;
import java.util.Base64;
import com.sedmelluq.discord.lavaplayer.container.MediaContainerDescriptor;
import com.sedmelluq.discord.lavaplayer.source.AudioSourceManager;
import com.sedmelluq.discord.lavaplayer.tools.FriendlyException;
import com.sedmelluq.discord.lavaplayer.track.AudioTrack;
import com.sedmelluq.discord.lavaplayer.track.AudioTrackInfo;
import com.sedmelluq.discord.lavaplayer.track.DelegatedAudioTrack;
import com.sedmelluq.discord.lavaplayer.track.InternalAudioTrack;
import com.sedmelluq.discord.lavaplayer.track.playback.LocalAudioTrackExecutor;
public class CustomInputStreamAudioTrack extends DelegatedAudioTrack {
private final byte[] bytes;
private final MediaContainerDescriptor containerTrackFactory;
private final CustomInputStreamSourceManager sourceManager;
public CustomInputStreamAudioTrack(
final AudioTrackInfo trackInfo,
final MediaContainerDescriptor containerTrackFactory,
final CustomInputStreamSourceManager sourceManager) {
super(trackInfo);
this.bytes = Base64.getDecoder().decode(trackInfo.identifier);
this.containerTrackFactory = containerTrackFactory;
this.sourceManager = sourceManager;
}
@Override
public void process(final LocalAudioTrackExecutor localExecutor) throws Exception {
try (var inputStream = new CustomSeekableInputStream(this.bytes)) {
final var internalTrack = (InternalAudioTrack) this.containerTrackFactory.createTrack(this.trackInfo, inputStream);
this.processDelegate(internalTrack, localExecutor);
} catch (final FriendlyException e) {
return;
}
}
public MediaContainerDescriptor getContainerTrackFactory() {
return this.containerTrackFactory;
}
@Override
protected AudioTrack makeShallowClone() {
return new CustomInputStreamAudioTrack(this.trackInfo, this.containerTrackFactory, this.sourceManager);
}
@Override
public AudioSourceManager getSourceManager() {
return this.sourceManager;
}
}
CustomSeekableInputStream
CustomSeekableInputStream は、SeekableInputStream の拡張であり、特定のオーディオデータへのランダムアクセスを可能にします。これは、リアルタイムの音声ストリーミングの場合に特に重要です。オーディオデータが連続して流れるため、特定の部分にアクセスするための柔軟性が必要となります。
package jp.livlog.cotogoto.api.discord.source;
import java.io.ByteArrayInputStream;
import java.io.IOException;
import java.util.Collections;
import java.util.List;
import com.sedmelluq.discord.lavaplayer.tools.io.ExtendedBufferedInputStream;
import com.sedmelluq.discord.lavaplayer.tools.io.SeekableInputStream;
import com.sedmelluq.discord.lavaplayer.track.info.AudioTrackInfoProvider;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
@Slf4j
public class CustomSeekableInputStream extends SeekableInputStream {
private final ByteArrayInputStream inputStream;
private final ExtendedBufferedInputStream bufferedStream;
private long position;
public CustomSeekableInputStream(final byte[] bytes) {
super(bytes.length, 0);
this.inputStream = new ByteArrayInputStream(bytes);
this.bufferedStream = new ExtendedBufferedInputStream(this.inputStream);
}
@Override
public int read() throws IOException {
final var result = this.bufferedStream.read();
if (result >= 0) {
this.position++;
}
return result;
}
@Override
public int read(final byte[] b, final int off, final int len) throws IOException {
final var read = this.bufferedStream.read(b, off, len);
this.position += read;
return read;
}
@Override
public long skip(final long n) throws IOException {
final var skipped = this.bufferedStream.skip(n);
this.position += skipped;
return skipped;
}
@Override
public int available() throws IOException {
return this.bufferedStream.available();
}
@Override
public synchronized void reset() throws IOException {
throw new IOException("mark/reset not supported");
}
@Override
public boolean markSupported() {
return false;
}
@Override
public void close() throws IOException {
try {
this.inputStream.close();
} catch (final IOException e) {
CustomSeekableInputStream.log.debug("Failed to close inputStream", e);
}
}
@Override
public long getPosition() {
return this.position;
}
@Override
public boolean canSeekHard() {
return false;
}
@Override
protected void seekHard(final long position) {
// 実装されていません
}
@Override
public List <AudioTrackInfoProvider> getTrackInfoProviders() {
return Collections.emptyList();
}
}
6. 実装方法の詳細
-
カスタムソースマネージャの作成:
CustomInputStreamSourceManagerクラスを作成し、必要なメソッドを実装します。このクラスはLavaPlayerの内部メカニズムと連携して、新しい種類のオーディオソースを認識し、処理します。 -
ソースの登録: LavaPlayerの
AudioPlayerManagerにこの新しいソースマネージャを登録します。これにより、LavaPlayerの標準的なオーディオプレイヤー機能と統合され、カスタムソースの使用が可能になります。 -
オーディオの再生:
AudioPlayerManagerにInputStreamを渡し、音声の再生を開始します。このステップでは、リアルタイムで生成される音声データを効率的に取り扱い、ユーザーに快適な聴覚体験を提供します。
7. まとめ
カスタムInputStreamを用いることで、Discordボット開発者はリアルタイムでの音声合成と再生を容易に実現できます。この実装により、Discordボットの機能がさらに拡張され、ユーザーエクスペリエンスが向上します。