Androidで任意のトーン（音）を再生する方法

この記事では、Androidアプリで任意のトーン（音）を再生する方法を解説します。AudioTrackクラスを使用して、440Hzのサイン波を生成し、その音を実際に鳴らすまでの一連の手順をサンプルコード付きで紹介します。

手順1：新規プロジェクトを作成する

まず、Android Studioで新しいプロジェクトを作成します。メニューから「File」→「New Project」を選択し、必要な項目をすべて入力してプロジェクトを作成してください。

手順2：レイアウトファイル（activity_main.xml）にコードを追加する

res/layout/activity_main.xml に以下のコードを追加します。画面中央に音楽アイコンと案内テキストを配置するシンプルな縦方向のLinearLayoutです。

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<LinearLayout xmlns:android="https://schemas.android.com/apk/res/android"
   xmlns:tools="https://schemas.android.com/tools"
   android:layout_width="match_parent"
   android:layout_height="match_parent"
   android:gravity="center"
   android:orientation="vertical"
   android:padding="16dp"
   tools:context=".MainActivity">
   <ImageView
      android:layout_width="200dp"
      android:layout_height="300dp"
      android:src="@drawable/ic_music_note_black_24dp"/>
   <TextView
      android:text="Increase the emulator Volume, Listen to the arbitrary tone!"
      android:textSize="16sp"
      android:textStyle="bold|italic"
      android:layout_width="wrap_content"
      android:layout_height="wrap_content"/>
</LinearLayout>

手順3：MainActivity.javaにコードを追加する

src/MainActivity.java に以下のコードを追加します。このコードでは、10秒間・サンプリングレート8000Hzの条件で440Hzのサイン波を計算してPCMデータを生成し、AudioTrackを使ってバックグラウンドスレッド上で再生しています。

import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity;
import android.media.AudioFormat;
import android.media.AudioManager;
import android.media.AudioTrack;
import android.os.Bundle;
import android.os.Handler;
public class MainActivity extends AppCompatActivity {
   private final int duration = 10;
   private final int sampleRate = 8000;
   private final int numSamples = duration * sampleRate;
   private final double[] sample = new double[numSamples];
   private final byte[] generatedSnd = new byte[2 * numSamples];
   Handler handler = new Handler();  
   @Override
   protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
      super.onCreate(savedInstanceState);
      setContentView(R.layout.activity_main);
   }
   @Override
   protected void onResume() {
      super.onResume();
      final Thread thread = new Thread(new Runnable() {
         public void run() {
            genTone();
            handler.post(new Runnable() {
               public void run() {
                  playSound();
               }
            });
         }
      });
      thread.start();
   }
   void genTone(){
      for (int i = 0; i < numSamples; ++i) {
         double freqOfTone = 440;
         sample[i] = Math.sin(2 * Math.PI * i / (sampleRate/ freqOfTone));
      }
      int idx = 0;
      for (final double dVal : sample) {
         final short val = (short) ((dVal * 32767));
         generatedSnd[idx++] = (byte) (val & 0x00ff);
         generatedSnd[idx++] = (byte) ((val & 0xff00) >>> 8);
      }
   }
   void playSound(){
      final AudioTrack audioTrack = new AudioTrack(AudioManager.STREAM_MUSIC,
      sampleRate, AudioFormat.CHANNEL_OUT_MONO,
      AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT, generatedSnd.length,
      AudioTrack.MODE_STATIC);
      audioTrack.write(generatedSnd, 0, generatedSnd.length);
      audioTrack.play();
   }
}

手順4：AndroidManifest.xmlにコードを追加する

androidManifest.xml に以下のコードを記述します。

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<manifest xmlns:android="https://schemas.android.com/apk/res/android"
package="app.com.sample">
   <application
      android:allowBackup="true"
      android:icon="@mipmap/ic_launcher"
      android:label="@string/app_name"
      android:roundIcon="@mipmap/ic_launcher_round"
      android:supportsRtl="true"
      android:theme="@style/AppTheme">
         <activity android:name=".MainActivity">
            <intent-filter>
               <action android:name="android.intent.action.MAIN" />
               <category android:name="android.intent.category.LAUNCHER" />
            </intent-filter>
         </activity>
   </application>
</manifest>

アプリを実行して確認する

それでは、アプリを実行してみましょう。ここでは、実際のAndroid端末がパソコンに接続されているものとして説明します。Android Studioからアプリを実行するには、プロジェクト内のアクティビティファイルをいずれか開き、ツールバーの実行アイコンをクリックします。表示された選択肢から接続中のモバイルデバイスを選択すると、端末に以下のようなデフォルト画面が表示されます。