Audio Unit播放aac/m4a/mp3等檔案

前言

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前面兩篇介紹了Audio Unit播放PCM檔案和邊錄邊播，這次引入AudioConvert實現aac/m4a/mp3格式的播放。

正文

1、格式轉換

音訊資料的格式轉換包括取樣率改變，單聲道到多聲道的轉變、音調的升高降低等，audio unit有一個專門格式轉換unit（kAudioUnitType_FormatConverter，type of 'aufc'）。
AudioUnit不支援vbr的資料，也不支援從一個有失真壓縮格式轉換為pcm或者pcm轉換為有損格式，對於有損格式的音訊資料轉換，需要用CoreAudio的Audio Converter API。

2、AudioFile API 和 Converter

AudioFile API提供了API對音訊檔案的建立、開啟、修改和儲存；
Audio Converters 用於音訊檔案的編解碼，還可以用於sample rate的改變、int到float的轉變，最常見是將音訊檔案轉成pcm播放；
下面Converter的兩個格式：

Source Format
Sample Rate:              44100
Format ID:                 .mp3
Format Flags:                 0
Bytes per Packet:             0
Frames per Packet:         1152
Bytes per Frame:              0
Channels per Frame:           2
Bits per Channel:             0

Target Format
Sample Rate:              44100
Format ID:                 lpcm
Format Flags:                 4
Bytes per Packet:             2
Frames per Packet:            1
Bytes per Frame:              2
Channels per Frame:           1
Bits per Channel:            16

3、具體細節

1、初始化AudioFile，通過AudioFileOpenURL開啟音訊檔案，並讀取對應的音訊格式（AudioStreamBasicDescription）；這裡和Audio Unit播放PCM檔案不同的是，還需要讀取kAudioFilePropertyMaximumPacketSize和kAudioFilePropertyAudioDataPacketCount兩個屬性，分別是單個package的最大size和packet的數量，並通過快取的大小和package的size建立AudioStreamPacketDescription的陣列；
2、初始化AudioUnit，設定AVAudioSession的Category為AVAudioSessionCategoryPlayback；初始化AudioBufferList，設定AudioUnit的playback回撥；
3、在AudioUnit的playback回撥中，呼叫AudioConvert的AudioConverterFillComplexBuffer函式並設定好回撥方法lyInInputDataProc；在回撥的lyInInputDataProc中，通過AudioFileReadPacketData讀取音訊資料並把讀取的AudioStreamPacketDescription回傳；
4、AudioConvert轉換後的音訊資料會填入引數buffList，將對應的資料複製給AudioUnit的playback引數；

遇到的問題

1、API替換

一開始用的是AudioFileReadPackets方法讀取音訊資料，後面在遇到問題後發現AudioFileReadPackets被替換成AudioFileReadPacketData，引數類似；

2、AudioConverter的轉換函式的返回值

呼叫AudioConverterFillComplexBuffer後，在回撥方法lyInInputDataProc中，如果設定 *ioNumberDataPackets = 0，並且返回 noErr， AudioConverter 會進入 Finished 的狀態；

返回非零的值，表示資料未完成，比如在demo中返回了NO_MORE_DATA，NO_MORE_DATA是自定義的非零返回值；

3、AudioConverterNewSpecific返回-50

通過OSStatus，可以看到-50是AVAudioSessionErrorCodeBadParam 引數不一致；
檢查程式碼，發現是在使用AudioConverterNewSpecific() 建立轉換器的時候輸入流格式與輸出流格式的聲道數設定不同；（解決方案就是聲道數改成一致）

4、AudioConverterFillComplexBuffer返回561015652

通過OSStatus，查到561015652是kAudioConverterErr_RequiresPacketDescriptionsError = '!pkd'，意思是沒有回撥AudioStreamPacketDescriptions引數；
對於音訊格式mBytesPerPacket=0的資料，需要AudioStreamPacketDescriptions引數來輔助轉換音訊資料；
解決方案就是新建AudioStreamPacketDescriptions陣列，並且在讀取後賦值給outDataPacketDescription（見demo）；

總結

AudioUnit和AudioConvert的API雖然簡單，卻是功能強大。
文章中的介紹更多是自己在學習過程中的一些收穫，對於知識點的介紹很多是不夠全面和仔細的，對此建議看看參考目錄。
Extended Audio File Services 是Audio File Services 和 Audio Converter Services 的結合，提供統一的介面進行處理，下篇可能會是Extended Audio File相關。

參考

Playing a sound file using the Default Output Audio Unit
Supported Audio File and Data Formats in OS X