iOS第三方音頻框架TheAmazingAudioEngine

時間 2019-12-05

標籤 ios 第三方音頻框架 theamazingaudioengine 欄目 iOS 简体版

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概述

TheAmazingAudioEngine是Michael Tyson開源的iOS第三方音頻框架。不少音頻類APP應用這個框架做開發。html

應用這個框架，能夠比較方便地實現iOS音頻開發中的各類音效的實現。ios

iOS開發中的音頻框架

開始以前，製做了這張圖，或許能夠更清楚地瞭解iOS開發中各類音頻框架以及其結構關係。（基於官方文檔 Using Audio 及objc中國音頻API一覽一文整理。若有謬誤，請斧正，謝謝。）git

iOS下各類音頻框架github

TheAmazingAudioEngine就是基於AudioUnit框架、AudioToolBox框架、AVFoundation框架的封裝，使其更方便使用。app

音頻的播放

這部分和官方AVAudioPalyer以及AVAudioEngine都比較相似，拿到文件路徑、或者音頻buffer，調用相關方法播放便可，這裏舉例文件的播放。
具體步驟：框架

建立AEAudioController對象；
拿到音頻的路徑（一個NSURL對象）；
根據音頻路徑建立AEAudioFilePlayer對象；
經過AEAudioController的addChannels:方法將AEAudioFilePlayer對象add到AEAudioController對象中便可。
範例以下：

#pragma mark - 音頻播放
- (void)playNewSongCH1:(NSURL *)songURL {
    if (_selectedSongCH1Player) {
        [_audioController removeChannels:@[_selectedSongCH1Player]];
        _selectedSongCH1Player = nil;
    }

    // 建立AEAudioFilePlayer對象
    _selectedSongCH1Player = [[AEAudioFilePlayer alloc] initWithURL:songURL error:nil];

    // 進行播放
    [_audioController addChannels:@[_selectedSongCH1Player]];
}

關於音頻文件路徑的獲取，若是是直接拖進Xcode的文件，利用文件名及後綴便可建立NSURL對象，以下：ide

// 歌曲名和後綴名
static NSString *audioFileName   = @"leftRightTest";
static NSString *audioFileFormat = @"mp3";

NSURL *songURL = [[NSBundle mainBundle] URLForResource:audioFileName
                                         withExtension:audioFileFormat];

若是是想拿手機中的歌曲，則經過MPMediaPickerController的委託方法mediaPicker:didPickMediaItems:方法得到，以下：post

#pragma mark - MPMediaPickerControllerDelegate
- (void)mediaPicker:(MPMediaPickerController *)mediaPicker didPickMediaItems:(MPMediaItemCollection *)mediaItemCollection {

    // 我這裏要播放兩首歌,因此有兩個MPMediaPickerController對象,這裏做一個判斷
    if (mediaPicker == _mediaCH1PickerController) {

        // mediaItemCollection.representativeItem.assetURL這一句便可拿到使用者選擇歌曲的URL
        // 備註:這裏已經將播放歌曲的方法playNewSongCH1:封裝到自定義的engine類中
        [[HNMCManager shareManager].engine playNewSongCH1:mediaItemCollection.representativeItem.assetURL];
    } 
    else {
        [[HNMCManager shareManager].engine playNewSongCH2:mediaItemCollection.representativeItem.assetURL];
    }

    [self dismissViewControllerAnimated:YES completion:nil];
}

音頻的錄製

普通錄製(錄完再播)

步驟：ui

建立AERecorder對象；
獲取錄音文件的保存路徑；
經過AEAudioController的addInputReceiver:方法(錄製麥克風的聲音)或addOutputReceiver:方法(錄製手機喇叭的聲音)將AERecorder對象add到AEAudioController對象中。

範例：spa

// 保存的錄音文件名字
static NSString *ch1RecorderFileName = @"ch1Recording.m4a";

#pragma mark - 開始錄音
- (void)setupCH1RecorderBeginRecording {
    // 實例化AERecorder對象
    _ch1Recorder = [[AERecorder alloc] initWithAudioController:_audioController];

    // 獲取錄製後文件存放的路徑
    NSString *filePath = [self getFilePathWithFileName:ch1RecorderFileName];

    NSError *error = nil;
    if (![_ch1Recorder beginRecordingToFileAtPath:filePath fileType:kAudioFileM4AType error:&error]) {
        return;
    }

    // 同時錄製輸入及輸出通道的聲音(即既錄人聲,也錄手機播放的聲音)
    [_audioController addInputReceiver:_ch1Recorder];
    [_audioController addOutputReceiver:_ch1Recorder];
}

#pragma mark Helper Method
- (NSString *)getFilePathWithFileName:(NSString *)fileName {
    NSString *documentsFolder = [NSSearchPathForDirectoriesInDomains(NSDocumentDirectory, NSUserDomainMask, YES) firstObject];
    NSString *filePath = [documentsFolder stringByAppendingPathComponent:fileName];
    return filePath;
}

#pragma mark - 中止錄音
- (void)stopCH1Recording {
    if (_ch1Recorder) {
        [_ch1Recorder finishRecording];
        [_audioController removeInputReceiver:_ch1Recorder];
        [_audioController removeOutputReceiver:_ch1Recorder];
        _ch1Recorder = nil;
    }
}

#pragma mark - 播放錄音
- (void)playRecordCH1 {
    // 經過文件名拿到文件路徑
    NSString *filePath = [self getFilePathWithFileName:ch1RecorderFileName];

    // 若是文件不存在,結束
    if ( ![[NSFileManager defaultManager] fileExistsAtPath:filePath] ) {
        return;
    }

    NSError *error = nil;

    // 利用AEAudioFilePlayer對象進行播放
    _ch1RecorderPlayer = [[AEAudioFilePlayer alloc] initWithURL:[NSURL fileURLWithPath:filePath] error:&error];
    if (!_ch1RecorderPlayer) {
        [[[UIAlertView alloc] initWithTitle:@"Error"
                                    message:[NSString stringWithFormat:@"Couldn't start playback: %@", [error localizedDescription]]
                                   delegate:nil
                          cancelButtonTitle:nil
                          otherButtonTitles:@"OK", nil] show];
        return;
    }

    // 播放結束後發送一個播放結束通告(可選步驟)
    __weak HNAudioEngine *weakSelf = self;
    _ch1RecorderPlayer.completionBlock = ^{
        weakSelf.ch1RecorderPlayer = nil;
        [[NSNotificationCenter defaultCenter] postNotificationName:kNotificationPlayRecordCH1Completed object:nil];
    };

    // 進行播放
    [_audioController addChannels:@[_ch1RecorderPlayer]];
}

邊錄邊播

利用TheAmazingAudioEngine中的AEPlaythroughChannel對象，能夠方便地實現邊錄邊播。應用場景，想象一下：能夠將手機連上音箱，手機就變成一個擴音器了（固然，應該還有不少噪音、迴響之類要處理的）。

代碼比較簡單：

#pragma mark 同步錄播(邊錄邊播)相關
- (void)setupCH1playthroughChannelBeginRecording {
    // 實例化AEPlaythroughChannel對象
    _ch1playthroughChannel = [[AEPlaythroughChannel alloc] init];

    // 利用addInputReceiver:方法add到AEAudioController對象中
    [_audioController addInputReceiver:_ch1playthroughChannel];

    // 利用addChannels:方法add到AEAudioController對象中
    // 我理解:上一行是爲了錄製,這一行是爲了播放
    [_audioController addChannels:@[_ch1playthroughChannel]];
}

#pragma mark 設置音量
- (void)setupCH1playthroughChannelVolume:(double)volume {
    if (_ch1playthroughChannel) {
        _ch1playthroughChannel.volume = volume;
    }
}

#pragma mark 中止
- (void)stopCH1Playthrough {
    if (_ch1playthroughChannel) {
        [_audioController removeInputReceiver:_ch1playthroughChannel];
        [_audioController removeChannels:@[_ch1playthroughChannel]];
        _ch1playthroughChannel = nil;
    }
}

音效的實現

全部音效都是基於AEAudioUnitFilter類實現的。

TheAmazingAudioEngine上的音效比蘋果官方的AVAudioEngine豐富且容易實現。

總的步驟：

建立AEAudioUnitFilter或其子類對象
用AEAudioController的addFilter:方法將Filter對象add到AEAudioController對象中
設置相關屬性值，實現音效的控制

舉例：

實現高通音效

該框架有現成的高通音效類：

#pragma mark 高通音效
- (void)setupFilterHighPass:(double)cutoffFrequency {
    // 建立並添加AEAudioUnitFilter實例
    [self addHighpassFilter];

    // 設置相關屬性值，達到音效的控制
    _highPassFilter.cutoffFrequency = cutoffFrequency;
}

- (void)addHighpassFilter {
     // _highPassFilter是AEHighPassFilter類的實例
    // AEHighPassFilter是AEAudioUnitFilter的子類
    if (!_highPassFilter) {
        _highPassFilter = [[AEHighPassFilter alloc] init];
        [_audioController addFilter:_highPassFilter];
    } else {
        if ( ![_audioController.filters containsObject:_highPassFilter] ) {
            [_audioController addFilter:_highPassFilter];
        }
    }
}

實現EQ調整

由於原本對音頻相關領域的概念、知識不太瞭解，實現EQ調整還頗費了一番周折。須要實現的EQ調整相似下圖：

要實現10段EQ的音效調整

能夠經過AEParametricEqFilter類實現，該類也是AEAudioUnitFilter的子類，要實現10段EQ值的調整，就要建立10個AEParametricEqFilter對象，給centerFrequency屬性賦值20Hz-20000Hz之間的值(取決於你要調整哪一個頻率的聲音)。而具體音效調整，則是調整增益值(經過gain屬性)，值範圍：-20dB to 20dB。

#pragma mark EQ音效
// 建立10個AEParametricEqFilter對象
- (void)creatEqFliters {
    _eq20HzFilter  = [[AEParametricEqFilter alloc] init];
    _eq50HzFilter  = [[AEParametricEqFilter alloc] init];
    _eq100HzFilter = [[AEParametricEqFilter alloc] init];
    _eq200HzFilter = [[AEParametricEqFilter alloc] init];
    _eq500HzFilter = [[AEParametricEqFilter alloc] init];
    _eq1kFilter    = [[AEParametricEqFilter alloc] init];
    _eq2kFilter    = [[AEParametricEqFilter alloc] init];
    _eq5kFilter    = [[AEParametricEqFilter alloc] init];
    _eq10kFilter   = [[AEParametricEqFilter alloc] init];
    _eq20kFilter   = [[AEParametricEqFilter alloc] init];
    _eqFilters     = @[_eq20HzFilter, _eq50HzFilter, _eq100HzFilter, _eq200HzFilter, _eq500HzFilter, _eq1kFilter, _eq2kFilter, _eq5kFilter, _eq10kFilter, _eq20kFilter];
}

- (void)setupFilterEq:(NSInteger)eqType value:(double)gain {
    switch (eqType) {
        case EQ_20Hz: {
            // 設置須要調整的頻率，並將傳入的增益值gain賦值給gain屬性，達到音效調整效果
            [self setupEqFilter:_eq20HzFilter centerFrequency:20 gain:gain];
            break;
        }
        case EQ_50Hz: {
            [self setupEqFilter:_eq50HzFilter centerFrequency:50 gain:gain];
            break;
        }
        case EQ_100Hz: {
            [self setupEqFilter:_eq100HzFilter centerFrequency:100 gain:gain];
            break;
        }
        case EQ_200Hz: {
            [self setupEqFilter:_eq200HzFilter centerFrequency:200 gain:gain];
            break;
        }
        case EQ_500Hz: {
            [self setupEqFilter:_eq500HzFilter centerFrequency:500 gain:gain];
            break;
        }
        case EQ_1K: {
            [self setupEqFilter:_eq1kFilter centerFrequency:1000 gain:gain];
            break;
        }
        case EQ_2K: {
            [self setupEqFilter:_eq2kFilter centerFrequency:2000 gain:gain];
            break;
        }
        case EQ_5K: {
            [self setupEqFilter:_eq5kFilter centerFrequency:5000 gain:gain];
            break;
        }
        case EQ_10K: {
            [self setupEqFilter:_eq10kFilter centerFrequency:10000 gain:gain];
            break;
        }
        case EQ_20K: {
            [self setupEqFilter:_eq20kFilter centerFrequency:20000 gain:gain];
            break;
        }
    }
}

- (void)setupEqFilter:(AEParametricEqFilter *)eqFilter centerFrequency:(double)centerFrequency gain:(double)gain {
    if ( ![_audioController.filters containsObject:eqFilter] ) {
        for (AEParametricEqFilter *existEqFilter in _eqFilters) {
            if (eqFilter == existEqFilter) {
                [_audioController addFilter:eqFilter];
                break;
            }
        }
    }

    eqFilter.centerFrequency = centerFrequency;
    eqFilter.qFactor         = 1.0;
    eqFilter.gain            = gain;
}

以上就是應用TheAmazingAudioEngine框架進行音頻播放、錄製、音效實現的一次簡單實踐分享。

固然，這個框架能作的事情還有不少，有時間的朋友能夠繼續發掘。