音频播放(iOS开发)

音频处理

一.录音

1. 录音应用场景
   • 语音聊天
     • 即时通讯软件中,都包含语音发送功能
   • 语音备忘录
     • 录一段音频,来记录某件事情
2. 录音功能实现
   • 导入AVFoundation框架
     • 作用:一些多媒体的处理,基本上都是用这个框架
     • #import <AVFoundation/AVFoundation.h>
   • 使用AVAudioRecorder进行录音
     1. 创建录音文件存放路径
     2. 设置录音附加设置项
        • #import <AVFoundation/AVAudioSettings.h>
        • 录音参数设置,保存到字典中,不需要掌握,固定的设置
        • 设置编码格式:AVFormatIDKey
        • 采样率:AVSampleRateKey
        • 通道数:AVNumberOfChannelsKey
        • 音频质量,采样质量:AVEncoderAudioQualityKey
     3. 根据路径以及设置项,创建录音对象
        • _audioRecorder = [[AVAudioRecorder alloc] initWithURL:url settings:recordSettings error:nil];
     4. 准备录音
        • [self.audioRecorder prepareToRecord];
     5. 开始录音
        • [self.audioRecorder record];
     6. 停止录音
        • [self.audioRecorder stop];
3. 概念补充
   • 编码
     • 概念:编码是信息从一种形式转换为另一种形式的过程
     • 编码格式:
       • PCM:脉冲编码调制,是一种非压缩音频数字化技术,是一种未压缩的原音重现,数字模式下,音频的厨师信号是PCM
       • MP3
       • AAC:AAC其实是"高级音频编码(advanced audio coding)"的缩写,它是被设计用来取代MP3格式的
       • HE-AAC:HE-AAC是AAC的一个超集,这个"HE"代表的是"high efficiency",HE-AAC是专门为低比特率所优化的一种音频编码格式
       • AMR:AMR全称是"adaptive multi-rate"的缩写,它也是专门为低比特率所优化的一种音频编码格式
       • ALAC:它全称是"Apple Lossless",这是一种没有任何质量损失的音频编码方式,也就是我们说的无损压缩
       • IMA4:这是一个在16bit音频文件下按照4:1的压缩比来进行压缩的格式
   • 文件格式(不同的文件格式,可保存不同的编码格式编码的文件)
     • wav
       • 特点:音质最好的格式,对应PCM编码
       • 适用:多媒体开发/保存音乐/音效素材
     • mp3
       • 特点:音质好,压缩比比较高,被大量软件和硬件支持
       • 适用:适合用于比较高要求的音乐欣赏
     • caf
       • 特点:适用于几乎iOS中所有的编码格式
4. 开发经验
   • caf文件格式,因为某些编码设置,文件可能会很大,而且caf格式并不是很通用,所以在开发过程中,一般会进行压缩转码为MP3格式
5. lame静态库
   • 简介
     • LAME是一个开源的MP3音频压缩软件
     • LAME是一个递归缩写,来自LAME Ain't an MP3 Encoder(LAME不是MP3编码器)
     • 它自1998年以来由一个开源社区开发,目前是公认有损品质MP3中压缩效果最好的编码器
   • 提升权限
     • sudo -s
   • 下载lame的最新版本并解压
     • http://sourceforge.net/projects/lame/files/lame/3.99/
   • 生成静态库
     • 下载build的脚本
       • https://github.com/kewlbear/lame-ios-build
     • 修改脚本权限(所有人有可执行权限)
       • chmod a+x 脚本名称
     • 执行脚本
       • ./脚本名称
   • 导入静态库到工程,开始使用
     • http://stackoverflow.com/questions/2495420/is-there-any-lame-c-wraper-simplifier-working-on-linux-mac-and-win-from-pure

二.音效播放

1.音效概念简介

• 音效和音乐的区别
  • 其实并没有严格意义上的限定,一般在开发中,将时间比较短,播放频率比较高的,当做音效处理
  • 将播放时间比较长,需要监听播放进度,控制播放速率等操作的音频当做音乐处理

2.导入AVFoundation框架

• 其实音效处理对应的框架是AudioToolbox,只不过AVFoundation框架包含了此框架

3.使用对应的API,开始播放音效

1. 根据音效文件,生成SystemSoundID
   • 获取URL
     • CFURLRef urlRef = (__bridge CFURLRef)([[NSBundle mainBundle] URLForResource:@"m_16.wav" withExtension:nil]);
   • 创建保存soundID的变量
     • SystemSoundID soundID;
   • 通过URL和SoundID的地址,接收对应的音效SoundID
     • AudioServicesCreateSystemSoundID(urlRef, &soundID);
2. 播放音效
   • AudioServicesPlaySystemSound(soundID);
     • 效果:直接播放,没有震动效果
   • AudioServicesPlayAlertSound(soundID);
     • 效果:直接播放,有震动效果
   • AudioServicesPlaySystemSoundWithCompletion(soundID,block);
     • 效果:带有播放完成回调代码块
3. 根据SoundID释放内存
   • AudioServicesDisposeSystemSoundID(soundID);
4. 代码优化,播放工具类的封装
   • 优化SoundID的生成,不需要每次都创建一遍
   • 封装播放逻辑,供多处调用

三.音乐播放

1.音乐播放

1. 导入AVFoundation框架
2. 使用AVAudioPlayer类,进行播放音乐
   • 根据音频文件URL,创建AVAudioPlayer对象
     • 获取资源URL
       • NSURL *url = [[NSBundle mainBundle] URLForResource:@"test.mp3" withExtension:nil];
     • 根据资源URL,创建AVAudioPlayer对象
       • AVAuioPlayer audioPlayer = [[AVAudioPlayer alloc] initWithContentsOfURL:url error:nil];
   • 准备播放
     • [self.audioPlayer prepareToPlay];
   • 开始播放
     • [self.audioPlayer play];
3. 附加设置
   • 暂停
     • [self.audioPlayer pause];
   • 停止
     • [self.audioPlayer stop];
       • 停止某个音乐,下次再播放,会从当前位置开始播放
     • self.audioPlayer.currentTime = 0;
       • 重置当前播放时间
   • 快进
     • 系统已经对currentTime做了容错处理,不用担心事件为负数或者大于音乐总时长
     • self.audioPlayer.currentTime += 5;
   • 倍速播放
     • 1.0为正常
     • 设置允许调整播放速率,注意,此方法必须设置在准备播放之前(经测试,在播放前也可以)
     • self.audioPlayer = nil;
     • self.audioPlayer.enableRate = YES;
     • self.audioPlayer.rate = 2.0;
   • 音量调节
     • 音量调节范围:0.0~1.0
     • self.audioPlayer.volume = slider.value;
   • 监听播放事件
     • 设置代理
     • 实现代理方法
4. 后台播放
   • 注意:模拟器测试不准确,以真机为准
   • 勾选后台模式
   • 激活音频播放会话
     • 在iOS中每个应用都有一个音频会话,这个会话就可以通过AVAudioSessiion来表示
     • AVAudioSession同样存在于AVFoundation框架中,它是单例模式设计,通过sharedInstance进行访问
     • 音频会话类型简介
       • AVAudioSessionCategoryAmbient
         • 混音播放,可以与其他音频应用同时播放
       • AVAudioSessionCategorySoloAmbient
         • 独占播放
       • AVAudioSessionCategoryPlayback
         • 后台播放,也是独占的
       • AVAudioSessionCategoryRecord
         • 录音模式,用于录音时使用
       • AVAudioSessionCategoryPlayAndRecord
         • 播放和录音,此时可以录音也可以播放
       • AVAudioSessionCategoryProcessing
         • 硬件解码音频,此时不能播放和录制
       • AVAudioSessionCategoryMultiRoute
         • 多种输入输出,例如可以耳机/USB设备同时播放
   • 代码实现
     • 获取音频会话
       • AVAudioSession *session = [AVAudioSession sharedInstace];
     • 设置会话分类
       • [session setCategory: AVAudioSessionCategoryPlayback error:nil];
     • 激活会话
       • [session setActive:YES error:nil];
5. 代码封装重构(注意容错处理)
   • 结合QQ音乐案例进行封装
6. 使用须知
   • 每一个AVPlayer对象对应一个音频播放,如果想播放多个音频,就需要创建多个AVPlayer
   • 使用AVAudioPlayer类,只能播放本地资源,不能播放远程音乐
7. 测试环境
   • 后台播放,需要使用真机进行测试,模拟器测试不准确

2.模仿QQ音乐

1. 搭建项目结构
   • 划分项目功能模块,创建文件夹结构
     • 音乐列表
       • 主要负责展示音乐列表,当点击某一个音乐时,就播放对应音乐,停止其他音乐播放
     • 音乐详情
       • 主要负责展示音乐详情,包含音乐名称/歌手/专辑图片/歌词/进度以及控制逻辑
   • 拖入必要的资源和工具类,以及第三方框架(可以使用时再拖入)
   • 根据界面跳转逻辑,搭建Storyboard,并创建好对应的控制器
     • 导航控制器为初始控制器,其根控制器为UITableViewController(QQ音乐列表控制器)
     • 当点击QQ音乐列表控制器某一行时,跳转到详情控制爱UIViewController
2. 实现音乐列表功能
   • 界面基本设置
     • 背景图片
     • 隐藏导航栏
     • 状态栏设置为白色
   • 加载QQ列表数据
     • 经验:千万不要把获取数据的实现逻辑写在控制器中,不利于维护和重用,也不利于后期扩展
     • 创建数据模型
       • 根据音乐列表plist文件内容,创建对应的音乐数据模型xxxMusicModel
     • 创建数据操作工具类
       • 主要负责数据的获取,和以后数据的操作
       • 此处提供,供外界调用的获取数据的接口
       • 请使用block将数据传递出去,不要直接返回一个数组(因为后期如果改为从网络获取列表,因为网络获取数据是异步的,所以返回的结果可能为nil)
       • 获取所有音乐列表的接口如下:
         • getMusicModelsWithResultBlock:block
     • 在表格控制器内,调用数据操作类提供的接口,加载数据并显示
   • 音乐列表界面展示
     • 使用自定义cell,以便后期扩充
   • 预留好对接接口
     • 经验:知道到时候在哪里调用真正的外接播放接口/停止接口,为了统一管理
     • 播放接口
     • 停止播放接口
   • 实现音乐播放功能
     • 经验:千万不要把播放的业务实现逻辑直接写在控制器里面,应当抽取一个工具类
     • 高级经验:针对于音乐播放功能,建议分为两层
       • 最底层负责单个音乐的播放/暂停/停止等操作
       • 上层则负责播放的业务逻辑,比如上一首/下一首/随机播放/顺序播放等
       • 这样易于维护,重用和扩展
     • 封装单个音乐文件操作的工具类(xxxAudioTool)
       • 接口1:根据音频名称播放音频
         • playAudioWithName:
       • 接口2:暂停音频
         • pauseCurrentAudio
       • 接口3:停止音频
         • stopCurrentAudio
     • 封装多个音乐文件操作的工具类(xxxMusicOperationTool)
       • 接口1:根据音乐数据模型,播放一首音乐
         • playMusicWithMusicModel:
       • 接口2:暂停当前音乐
         • pauseCurrentMusic
       • 接口3:停止当前音乐
         • stopCurrentMusic
     • 重要建议:
       • 将此工具类设计成为一个单例
       • 因为会有很多界面使用,而且多个界面操作的数据一致
   • 功能测试
     • 在预留接口中,调用工具类的对应接口,然后测试
     • 音乐列表功能开发结束
3. 详情界面实现
   • 音乐详情界面搭建
     1. 分析界面结构,选择合适控件搭建界面
     2. 注意将同一组子控件使用一个父控件进行包装,方便添加约束布局
     3. 稍微不好构思的地方在于歌词界面和专辑界面的切换,需要借助UIScrollView
     4. 关联属性和方法到对应的详情控制器,方便后续的动画和赋值操作
   • 扩展音乐播放工具类接口,实现播放业务逻辑,并展示音乐详情
     1. 扩展多个音乐操作的工具类(xxxMusicOperationTool)的上一首/下一首等接口
        • 接口1:播放上一首音乐
          • preMusic
        • 接口2:播放下一首音乐
          • nextMusic
     2. 在控制器对应的关联方法中,调用不同的播放接口,进行测试
     3. 将需要展示的数据按"刷新频率"进行分类,分别提供"单次刷新"和"实时刷新"方法
        • 需要根据不同的数据刷新频率,采用不同的刷新策略
        • 如果实时刷新,就可以使用NSTimer,使用定时任务不断刷新,展示最新数据,比如播放进度,就需要不断刷新
        • 而歌曲图片和作者,只需要刷新一次
     4. 汇总所有需要刷新的字段,根据字段,创建歌曲播放信息数据模型(此数据模型由多个音乐操作的工具类同一提供)
        • 不要非常零散的单独获取,到处拼凑
        • 之所以由工具类统一提供歌曲播放信息数据模型,主要原因
          • 因为此功能,应该划分到此类的业务逻辑中
          • 只有这个类,最了解当前音乐的播放信息
     5. 直接从控制器预留的"单次刷新"和"实时刷新"刷新方法中,从多个音乐操作的工具类中获取最新的音乐播放数据
   • 实时更新歌词,并实现进度展示
     • 创建歌词数据模型(xxxLrcModel)
       • 属性列表
       • 每一句歌词开始时间
         • @property (nonatomic, assign) double beginTime;
       • 每一句歌词结束时间
         • @property (nonatomic, assign) double endTime;
       • 每一句歌词的内容
         • @property (nonatomic, copy) NSString *lrcText;
     • 创建歌词解析工具类(xxxLrcTool),负责解析不同歌曲对应的歌词文件
       • 根据歌词文件名称,解析歌词
         • getLrcModelsWithLrcName:
       • 根据某个时间点,获取歌词模型数组中对应的歌词模型
         • getLrcModelInModels:withTime:
     • 使用UITableView展示歌词
       • 单独抽离一个控制器,负责管理歌词
     • 根据当前播放进度,实时滚动切换歌词
     • 根据每句歌词的播放进度,通过颜色展示单句歌词进度
       • 自定义集成自UILabel的子类
       • 重写drawRect:方法
         • CGRect fillRect = CGRectMake(0,0,rect.size.width*self.progress,rect.size.height);
         • [[UIColor greenColor] set];
         • UIRectFillUsingBlendMode(fillRect,kCGBlendModeSourceIn);
4. 后台播放实现
   • 勾选后台模式->音频播放
   • 激活音频播放会话
     • 获取音频会话
     • 设置会话分类
     • 激活会话
5. 显示锁屏界面,并接收远程事件
   • 显示锁屏信息
     • 获取锁屏信息中心
       • MPNowPlayingInfoCenter *playInfoCenter = [MPNowPlayingInfoCenter defaultCenter];
     • 创建锁屏信息(信息从多音乐操作工具类中获取,并保存到可变字典dic中)
     • 设置锁屏信息
       • playInfoCenter.nowPlayingInfo = dic;
     • 接收远程控制事件
       • [[UIApplication sharedApplication] beginReceivingRemoteControlEvents];
   • 接收远程事件
     • 可以监听远程事件的前提
       • 必须启动远程事件接收
       • 必须可以成为第一响应者
       • 应用程序必须是该事件的控制者
     • 在控制器中需要实现的方法
       • remoteControlReceivedWithEvent:
     • 补充:事件类型对应的含义
       • UIEventSubtypeNone
         • 不包含任何字事件类型
       • UIEventSubtypeMotionShake
         • 摇晃事件(从iOS3.0开始支持此事件)
       • 远程控制自事件类型(从iOS4.0开始支持远程控制事件)
       • UIEventSubtypeRemoteControlPlay
         • 播放事件(操作:停滞状态下,按二级线控中间按钮一下)
       • UIEventSubtypeRemoteControlPause
         • 暂停事件
       • UIEventSubtypeRemoteControlStop
         • 停止事件
       • UIEventSubtypeRemoteControlTogglePlayPause
         • 播放或暂停切换(操作:播放或暂停状态下,按耳机线控中间按钮一下)
       • UIEventSubtypeRemoteControlNextTrack
         • 下一曲(操作:按耳机线控中间按钮两下)
       • UIEventSubtypeRemoteControlPreviousTrack
         • 上一曲(操作:按耳机线控中间按钮三下)
       • UIEventSubtypeRemoteControlBeginSeekingBackward
         • 快退开始(操作:按耳机线控中间按钮三下不要松开)
       • UIEventSubtypeRemoteControlEndSeekingBackward
         • 快退停止(操作:按耳机线控中间按钮三下到了快退的位置松开)
       • UIEventSubtypeRemoteControlBeginSeekingForward
         • 快进开始(操作:按耳机线控中间按钮两下不要松开)
       • UIEventSubtypeRemoteControlEndSeekingForward
         • 快进停止(操作:按耳机线控中间按钮两下到了快进的位置松开)
6. 锁屏界面显示歌词
   • 实现方案:利用锁屏显示图片设置项,实时的将歌词绘制到图片上,组成一个新的图片,设置为锁屏的图片
   • 绘制步骤
     1. 开启图形上下文
     2. 绘制背景图片
     3. 获取歌词信息,并绘制
     4. 从图形上下文中获取混合图片
     5. 关闭图形上下文
   • 注意:效率优化
7. 功能完善,细节处理
   1. 通过进度条拖拽,控制播放进度
   2. 通过点击进度条某个位置,控制播放进度
   3. 自动播放下一首
   4. 列表歌词页的歌词进度展示
   5. iOS9.0新推出的Storyboard Reference

3.播放远程音乐

• 使用AVPlayer来播放远程音乐
• 方案1:
  • 根据URL,创建AVPlayer
    • self.player = [[AVPlayer alloc] initWithURL:remoteURL];
  • 播放
    • [self.player play];
• 方案2:
  • 根据AVPlayerItem,创建AVPlayer
    • NSURL *remoteURL = [NSURL URLWithString:remoteURL];
    • AVPlayerItem *playerItem = [AVPlayerItem playerItemWihtURL:remoteURL];
    • self.player = [[AVPlayer alloc] initWithPlayerItem:playerItem];
  • 播放
    • [self.player play];
• 方案对比
  • 如果通过方案1播放某个远程音频,那么后面如果想要更改音乐,则需要重新创建AVPlayer对象
  • 方案2就可以直接通过更改播放项来间接更换播放远程音乐