Vue +WebSocket + WaveSurferJS 实现H5聊天对话交互的实例

网络编程 2024/12/22 佚名

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引言

在与实现了语音合成、语义分析、机器翻译等算法的后端交互时，页面可以设计成更为人性化、亲切的方式。我们采用类似于聊天对话的实现，效果如下：

智能客服（输入文本，返回引擎处理后的文本结果）

语音合成（输入文本，返回文本以及合成的音频）

如上图所示，返回文本后，再返回合成出的音频。
音频按钮嵌在对话气泡中，可以点击播放。

语音识别（在页面录制语音发送，页面实时展示识别出的文本结果）

实现功能及技术要点

1、基于WebSocket实现对话流
页面与后端的交互是实时互动的，所以采用WebSocket协议，而不是HTTP请求，这样后端推送回的消息可以实时显示在页面上。
WebSocket的返回是队列的、无序的，在后续处理中我们也需要注意这一点，在后文中会说到。
2、调用设备麦克风进行音频录制和转码加头，基于WebAudio、WaveSurferJS等实现音频处理和绘制
3、基于Vue的响应式页面实现
4、CSS3 + Canvas + JS 交互效果优化

录制音频CSS动画效果
聊天记录自动滚动

下面给出部分实现代码。

集成WebSocket

我们的聊天组件是页面侧边打开的抽屉（el-drawer），Vue组件会在打开时创建，关闭时销毁。在组件中引入WebSocket，并管理它的开、关、消息接收和发送，使它的生命周期与组件一致（打开窗口时创建ws连接，关闭窗口时关闭连接，避免与后台连接过多。）

created(){
 if (typeof WebSocket === 'undefined') {
  alert('您的浏览器不支持socket')
 } else {
  // 实例化socket
  this.socket = new WebSocket(this.socketServerPath)
  // 监听socket连接
  this.socket.onopen = this.open
  // 监听socket错误信息
  this.socket.onerror = this.error
  // 监听socket消息
  this.socket.onmessage = this.onMessage
  this.socket.onclose = this.close
 }
}
destroyed(){
 this.socket.close()
}

如上，将WebSocket的事件绑定到JS方法中，可以在对应方法中实现对数据的接收和发送。
打开浏览器控制台，选中指定的标签，便于对WebSocket连接进行监控和查看。

音频录制采集

从浏览器端音频和视频采集基于网页即时通信（Web Real-Time
Communication，简称WebRTC）的API。通过WebRTC的getUserMedia实现，获取一个MediaStream对象，将该对象关联到AudioContext即可获得音频。

可参考RecorderJS的实现： https://github.com/mattdiamond/Recorderjs/blob/master/examples/example_simple_exportwav.html

if (navigator.getUserMedia) {
  navigator.getUserMedia(
  { audio: true }, // 只启用音频
  function(stream) {
   var context = new(window.webkitAudioContext || window.AudioContext)()
   var audioInput = context.createMediaStreamSource(stream)
   var recorder = new Recorder(audioInput)

  },
  function(error) {
   switch (error.code || error.name) {
   case 'PERMISSION_DENIED':
   case 'PermissionDeniedError':
    throwError('用户拒绝提供信息。')
    break
   case 'NOT_SUPPORTED_ERROR':
   case 'NotSupportedError':
    throwError('浏览器不支持硬件设备。')
    break
   case 'MANDATORY_UNSATISFIED_ERROR':
   case 'MandatoryUnsatisfiedError':
    throwError('无法发现指定的硬件设备。')
    break
   default:
    throwError('无法打开麦克风。异常信息:' + (error.code || error.name))
    break
   }
  }
  )
 } else {
  throwError('当前浏览器不支持录音功能。')
 }

注意：若navigator.getUserMedia获取到的是undefined，是Chrome浏览器的安全策略导致的，需要通过https请求或配置浏览器，配置地址： chrome://flags/#unsafely-treat-insecure-origin-as-secure

浏览器采集到的音频为PCM格式(PCM （脉冲编码调制 Pulse Code Modulation）)，需要对音频加头才能在页面上进行播放。注意加头时采样率、采样频率、声道数量等必须与采样时相同，不然加完头后的音频无法解码。参考查看https://github.com/mattdiamond/Recorderjs/blob/master/src/recorder.js中exportWav方法。

业务中对接的语音识别引擎为实时转写引擎，即：不是录制完成后再发送，而是一边录制一边进行编码并发送。
使用onaudioprocess方法监听语音的输入：

参考这个实现，我们可以在每次监听到有数据写入时，从buffer中获取到录制到的数据，并进行编码、压缩，再通过WebSocket发送。

Vue组件设计和业务实现

分析页面业务逻辑，将代码拆分成两个组件：
ChatDialog.vue 聊天对话框页面，根据输入类型，分为文本输入、语音输入。
ChatRecord.vue聊天记录组件，根据发送方（自己或者系统）展示向左/向右的气泡，根据内容显示文本、音频等。ChatDialog是ChatRecord的父组件，遍历ChatDialog中的chatList对象（Array），将chatList中的项注入到ChatRecord中。

<div class="chat-list">
   <div v-for="(item,index) in chatList" :key="index" class="msg-wrapper">
    <chat-record ref="chatRecord" :data="item" @showJson="showJsonDialog"></chat-record>
   </div>
   <div id="msg_end" style="height:0px; overflow:hidden"></div>
  </div>
</div>

对于聊天记录的气泡展示，与数据类型相关性很强，ChatRecord组件只关心对数据的处理和展示，我们可以完全不用关心消息的发送、接收、音频的录制、停止录制、接受音频等逻辑，只需要根据数据来展示不同的样式即可。
这样Vue的响应式就充分获得了用武之地：无需用代码对样式展示进行控制，只需要设计合理的数据格式和样式模板，然后注入不同的数据即可。
模板页面：使用v-if控制，修改chatList里的对象内容即可改变页面展示。

根据业务需求，将ChatRecord可能接收到的数据分为以下几类：

发送方为自己：

文本输入，显示文本

实现简单，不做赘述。

语音输入 Loading状态，显示波纹动画和计时

该动画使用CSS实现，参考地址： https://www.cnblogs.com/lhb25/p/loading-spinners-animated-with-css3.html

计时器使用JS的setInterval方法，每100ms更新一次录制时长

 this.recordTimer = setInterval(() => {
  this.audioDuration = this.audioDuration + 0.1
  }, 100)

停止后清空计时器：

语音输入完毕，根据录制的语音，绘制波纹

效果：

使用wavesurfer插件:

 initWaveSurfer() {
  this.$nextTick(() => {
  this.wavesurfer = WaveSurfer.create({
   container: this.$refs.waveform,
   height: 20,
   waveColor: '#3d6fff',
   progressColor: 'blue',
   backend: 'MediaElement',
   mediaControls: false,
   audioRate: '1',
   fillParent: false,
   maxCanvasWidth: 500,
   barWidth: 1,
   barGap: 2,
   barHeight: 5,
   barMinHeight: 3,
   normalize: true,
   cursorColor: '#409EFF'
  })
  this.convertAudioToUrl(this.waveAudio).then((res) => {
   this.wavesurfer.load(res)

   setTimeout(() => {
   this.audioDuration = this.getAudioDuration()
   }, 100)
  })
  })
 },

 // 将音频转化成url地址
 convertAudioToUrl(audio) {
  let blobUrl = ''
  if (this.data.sendBy === 'self') {
  blobUrl = window.URL.createObjectURL(audio)
  return new Promise((resolve) => {
   resolve(blobUrl)
  })
  } else {
  return this.base64ToBlob({
   b64data: audio,
   contentType: 'audio/wav'
  })
  }
 },

 base64ToBlob({ b64data = '', contentType = '', sliceSize = 512 } = {}) {
  return new Promise((resolve, reject) => {
  // 使用 atob() 方法将数据解码
  let byteCharacters = atob(b64data)
  let byteArrays = []
  for (
   let offset = 0;
   offset < byteCharacters.length;
   offset += sliceSize
  ) {
   let slice = byteCharacters.slice(offset, offset + sliceSize)
   let byteNumbers = []
   for (let i = 0; i < slice.length; i++) {
   byteNumbers.push(slice.charCodeAt(i))
   }
   // 8 位无符号整数值的类型化数组。内容将初始化为 0。
   // 如果无法分配请求数目的字节，则将引发异常。
   byteArrays.push(new Uint8Array(byteNumbers))
  }
  let result = new Blob(byteArrays, {
   type: contentType
  })
  result = Object.assign(result, {
   // 这里一定要处理一下 URL.createObjectURL
   preview: URL.createObjectURL(result),
   name: `XXX.wav`
  })
  resolve(window.URL.createObjectURL(result))
  })
 },

发送方为系统：

仅返回文本：显示文本
仅返回音频（参考发送方为自己的实现）

返回文本，随即返回文本对应的合成音频，显示文本和播放按钮

页面嵌入audio标签，将hidden设置为true使其不显示：

<div class="audio-player">
   <svg-icon v-if="!isPlaying" icon-class='play' @click="onClickAudioPlayer" />
   <svg-icon v-else icon-class='pause' @click="onClickAudioPlayer" />
   <audio :src="/UploadFiles/2021-04-02/playAudioUrl">

playAudioUrl的生成参考上面生成的wavesurfer的url。

使用isPlaying参数记录当前音频的播放状态，并使用setTimeout方法，当播放了音频时长后，将播放按钮自动置为play。


 onClickAudioPlayer() {
  if (this.isPlaying) {
  this.$refs.audioPlayer.pause()
  this.isPlaying = false
  } else {
  // 每次点击时，开始播放，并在播放完毕将isPlaying置为false
  this.$refs.audioPlayer.currentTime = 0
  this.$refs.audioPlayer.play()
  this.isPlaying = true

  setTimeout(() => {
   // 将正在播放重置为false
   this.isPlaying = false
  }, Math.ceil(this.$refs.audioPlayer.duration) * 1000)
  }
 },


聊天记录自动定位到最后一条：

  使用scrollIntoView()方法

  

记录每次会话对应的记录ID（recordId）：

  定义单次会话的id，并在返回的消息中回传，从而建立多条websocket返回的关联关系。

以上就是全部实现。难点主要是请求麦克风权限和对音频进行编码，在加wav头时必须保证和采样时的采样率、频率一致 。
以上就是Vue +WebSocket + WaveSurferJS 实现H5聊天对话交互的实例的详细内容，更多关于vue 实现H5聊天对话交互的资料请关注其它相关文章！

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2024年12月22日

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