При синхронном воспроизведении 3 звуковых файлов MP3 я получаю странное исключение

Объект WaveOut, который «владеет» делегатом WaveCallbackInfo.FunctionCallback(), удаляется, а мусор собирается в конце блока using. Похоже, что ваш цикл while не обеспечивает защиты от использования делегата постфактум (звучит так, как будто нативный код вызывает его, странная архитектура).

Вы можете использовать ManualResetEvent для достижения ожидания:

// lifetime as long as your application
static WaveCallbackInfo callbackInfo = WaveCallbackInfo.FunctionCallback();

Затем внутри вашего метода

var mre = new ManualResetEvent(false); // created unsignaled
using (var rdr = new Mp3FileReader(FileName))
using (var wavStream = WaveFormatConversionStream.CreatePcmStream(rdr))
using (var baStream = new BlockAlignReductionStream(wavStream))
using (var waveOut = new WaveOut(callbackInfo))
{
    waveOut.Init(baStream);
    waveOut.Play();
    waveOut.PlaybackStopped += (sender,e) => { mre.Set(); };
    mre.WaitOne();
}

Изменить: для работы нативному коду требуется какой-либо дескриптор. Фактически это означает, что дескриптор не может исчезнуть, пока работает собственный код.

Текущая проблема с этим кодом заключается в том, что трудно сказать, когда (если вообще когда-либо) вам понадобится создать НОВЫЙ информационный объект обратного вызова. Вы также можете попробовать:

static WaveOut waveOut = new WaveOut(WaveCallbackInfo.FunctionCallback());
static ManualResetEvent waveEvent = new ManualResetEvent(false);

static Player()
{
    waveOut.PlaybackStopped += (sender, e) => { waveEvent.Set(); };
}

Затем в вашем методе (предполагается, что waveOut может быть инициализирован более одного раза):

waveEvent.Reset();
using (var rdr = new Mp3FileReader(FileName))
using (var wavStream = WaveFormatConversionStream.CreatePcmStream(rdr))
using (var baStream = new BlockAlignReductionStream(wavStream))
{
    waveOut.Init(baStream);
    waveOut.Play();

    waveEvent.WaitOne();
}

Похоже, вы используете старую версию NAudio. Начиная с версии 1.4 Mp3FileReader возвращает звук в формате PCM из метода Read, устраняя необходимость в потоках WaveFormatConversionStream и BlockAlignReductionStream. Я рекомендую вам обновить.

Кроме того, я склонен не советовать использовать обратные вызовы функций, если вы можете их избежать (например, WinForms и WPF), поскольку я обнаружил, что разные драйверы звуковых карт вызывают их в разное и неожиданное время. Жизнь становится намного проще, когда вы не даете неуправляемому коду указатель функции на управляемую функцию. Используйте конструктор WaveOut по умолчанию и разрешите ему использовать оконные обратные вызовы. Это гораздо более надежный способ работы. См. мою запись в блоге об устройствах вывода звука для получения дополнительной информации.

На данный момент я использую это решение: WPF MediaPlayer: как играть последовательно, синхронизировать?

Я наткнулся на эту тему, где я также использую NAudio для воспроизведения TTS mp3. поэтому я хочу, чтобы они были синхронизированы. Вот мое решение после нескольких попыток.

var rdr = new Mp3FileReader(sFilePath);
var wavStream = WaveFormatConversionStream.CreatePcmStream(rdr);
var waveOut = new WaveOut(WaveCallbackInfo.FunctionCallback());
waveOut.Init(wavStream);
waveOut.Play();
while (wavStream.Position != wavStream.Length)
    Thread.Sleep(100);

Надеюсь, это поможет другим, проверка waveOut.PlaybackState == PlaybackState.Playing, похоже, не работает, поскольку он продолжает оставаться в состоянии Playing. Проверка волнового потока делает свое дело, но имейте в виду, что если вы остановите его до того, как он закончит воспроизведение звука, код будет спать вечно, убедитесь, что вы сделали некоторую проверку там.