节拍器。计时器、音乐和动画

Question

我开发了一个应用程序，用户可以在其中放置声音然后播放构建的序列的几个单元格。有一个节拍器，它可以滴答作响。用户可以设置节拍器速度，这与设置传递到下一个单元格的速度相同。我已经通过 "timer" 和处理程序实现了这种机制，它突出显示当前单元格并播放声音。一切正常。但是当我为一些视图设置动画时，我的计时器会出错。当动画完成时，计时器会按预期工作。我该如何解决这个问题？

我尝试通过NSTimer、dispatch_after、performSelector:afterDelay:、CADisplayLink和dispatch_source_t实现定时器。无论如何我在动画过程中遇到问题。我什至尝试通过 CADisplayLink 实现我自己的动画，我在其中计算动画视图帧，这也没有帮助。

Answer 1

我发现唯一 100% 可靠的方法是通过 CoreAudio 或 AudioToolbox 进行设置：https://developer.apple.com/documentation/audiotoolbox 一个音频流数据提供程序，由 iOS 定期调用以向音频系统提供音频样本。

乍一看可能令人望而生畏，但一旦设置完毕，您就可以完全准确地控制音频生成的内容。

这是我使用 AudioToolbox 设置 AudioUnit 的代码：

static AudioComponentInstance _audioUnit;
static int _outputAudioBus;

...

#pragma mark - Audio Unit

+(void)_activateAudioUnit
{
    [[AVAudioSession sharedInstance] setCategory:AVAudioSessionCategoryAmbient error:nil];
    if([self _createAudioUnitInstance]
       && [self _setupAudioUnitOutput]
       && [self _setupAudioUnitFormat]
       && [self _setupAudioUnitRenderCallback]
       && [self _initializeAudioUnit]
       && [self _startAudioUnit]
       )
    {
        [self _adjustOutputLatency];
//        NSLog(@"Audio unit initialized");
    }
}

+(BOOL)_createAudioUnitInstance
{
    // Describe audio component
    AudioComponentDescription desc;
    desc.componentType = kAudioUnitType_Output;
    desc.componentSubType = kAudioUnitSubType_RemoteIO;
    desc.componentFlags = 0;
    desc.componentFlagsMask = 0;
    desc.componentManufacturer = kAudioUnitManufacturer_Apple;
    AudioComponent inputComponent = AudioComponentFindNext(NULL, &desc);

    // Get audio units
    OSStatus status = AudioComponentInstanceNew(inputComponent, &_audioUnit);
    [self _logStatus:status step:@"instantiate"];
    return (status == noErr );
}

+(BOOL)_setupAudioUnitOutput
{
    UInt32 flag = 1;
    OSStatus status = AudioUnitSetProperty(_audioUnit,
                                  kAudioOutputUnitProperty_EnableIO,
                                  kAudioUnitScope_Output,
                                  _outputAudioBus,
                                  &flag,
                                  sizeof(flag));
    [self _logStatus:status step:@"set output bus"];
    return (status == noErr );
}

+(BOOL)_setupAudioUnitFormat
{
    AudioStreamBasicDescription audioFormat = {0};
    audioFormat.mSampleRate         = 44100.00;
    audioFormat.mFormatID           = kAudioFormatLinearPCM;
    audioFormat.mFormatFlags        = kAudioFormatFlagIsSignedInteger | kAudioFormatFlagIsPacked;
    audioFormat.mFramesPerPacket    = 1;
    audioFormat.mChannelsPerFrame   = 2;
    audioFormat.mBitsPerChannel     = 16;
    audioFormat.mBytesPerPacket     = 4;
    audioFormat.mBytesPerFrame      = 4;

    OSStatus status = AudioUnitSetProperty(_audioUnit,
                                           kAudioUnitProperty_StreamFormat,
                                           kAudioUnitScope_Input,
                                           _outputAudioBus,
                                           &audioFormat,
                                           sizeof(audioFormat));
    [self _logStatus:status step:@"set audio format"];
    return (status == noErr );
}

+(BOOL)_setupAudioUnitRenderCallback
{
    AURenderCallbackStruct audioCallback;
    audioCallback.inputProc = playbackCallback;
    audioCallback.inputProcRefCon = (__bridge void *)(self);
    OSStatus status = AudioUnitSetProperty(_audioUnit,
                                           kAudioUnitProperty_SetRenderCallback,
                                           kAudioUnitScope_Global,
                                           _outputAudioBus,
                                           &audioCallback,
                                           sizeof(audioCallback));
    [self _logStatus:status step:@"set render callback"];
    return (status == noErr);
}


+(BOOL)_initializeAudioUnit
{
    OSStatus status = AudioUnitInitialize(_audioUnit);
    [self _logStatus:status step:@"initialize"];
    return (status == noErr);
}

+(void)start
{
    [self clearFeeds];
    [self _startAudioUnit];
}

+(void)stop
{
    [self _stopAudioUnit];
}

+(BOOL)_startAudioUnit
{
    OSStatus status = AudioOutputUnitStart(_audioUnit);
    [self _logStatus:status step:@"start"];
    return (status == noErr);
}

+(BOOL)_stopAudioUnit
{
    OSStatus status = AudioOutputUnitStop(_audioUnit);
    [self _logStatus:status step:@"stop"];
    return (status == noErr);
}

+(void)_logStatus:(OSStatus)status step:(NSString *)step
{
    if( status != noErr )
    {
        NSLog(@"AudioUnit failed to %@, error: %d", step, (int)status);
    }
}

最后，一旦启动，我注册的音频回调将是提供音频的回调：

static OSStatus playbackCallback(void *inRefCon,
                                 AudioUnitRenderActionFlags *ioActionFlags,
                                 const AudioTimeStamp *inTimeStamp,
                                 UInt32 inBusNumber,
                                 UInt32 inNumberFrames,
                                 AudioBufferList *ioData) {

    @autoreleasepool {
        AudioBuffer *audioBuffer = ioData->mBuffers;

        // .. fill in audioBuffer with Metronome sample data, fill the in-between ticks with 0s
    }
    return noErr;
}

您可以使用像 Audacity 这样的声音编辑器：https://www.audacityteam.org/download/mac/ 编辑您的文件并将其保存为 RAW PCM mono/stereo 数据文件，或者您可以使用 AVFoundation 库之一来检索音频样本来自任何支持的音频文件格式。将您的样本加载到缓冲区中，跟踪您在音频回调帧之间中断的位置，并输入与 0 交错的节拍器样本。

这样做的好处是您现在可以依靠 iOS 的 AudioToolbox 来确定代码的优先级，这样音频和视图动画就不会相互干扰。

干杯，祝你好运！

Answer 2

我找到了解决办法，玩苹果 AVAudioEngine example HelloMetronome。我理解了主要思想。 我必须在 UI 中安排声音 和处理回调。使用任何计时器开始播放声音和更新 UI 是绝对错误的。

节拍器。计时器、音乐和动画

Metronome. Timer, music and animations

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